Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Festgezurrt für besseren Kontrast

28.09.2005


Empfindlichkeit von Kernspintomographie-Kontrastmitteln durch mehrfache Anbindung an ein Protein erhöhen


Die Kernspintomographie hat sich zu einem wichtigen, weit verbreiteten Diagnoseverfahren gemausert. Als Kontrastmittel dienen Komplexverbindungen des Seltene-Erden-Metalls Gadolinium. Amerikanische Forscher haben nun einen Ansatz entwickelt, wie die Empfindlichkeit dieser Kontrastmittel weiter erhöht werden kann: Sie "zurren" eine Kette aus mehreren Gadoliniumkomplexen an einem Protein des zu untersuchenden Gewebes fest.

Die Kernspintomographie basiert auf dem Eigendrehimpuls, dem so genannten Spin, der Kerne von Wasserstoffatomen (Protonen). In einem starken Magnetfeld richten sich diese Spins aus, Radiowellenpuls regen sie an, in die entgegengesetzte Richtung "umzuklappen". Anschließend fallen sie unter Aussendung elektromagnetischer Wellen in den Grundzustand zurück, dies nennt man Relaxation. Das empfangene Signal hängt von der Wasserstoffdichte und den Relaxationszeiten ab. Diese Größen hängen vom Gewebetyp ab. Als Kontrastmittel dienen komplexgebundene Gadoliniumionen, die auf Grund ihrer speziellen Elektronenhülle ein starkes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen. Dieses "schüttelt" die Spins benachbarter Wassermoleküle, sodass sie schneller in den Grundzustand zurück fallen, die Relaxationszeit - und damit das Signal - ändert sich.


Um einzelne Organe sichtbar zu machen, muss ein Kontrastmittel diese spezifisch markieren. So gelingt es etwa mit dem Kontrastmittel Vasovist (MS-325), gezielt Blutgefäße für die Untersuchung von Gefäßerkrankungen sichtbar zu machen. Vasovist ist ein Gadoliniumkomplex mit einer Art molekularem Anker, der spezifisch an Albumin bindet, ein Protein im Blutserum. Durch die Bindung an dieses große Proteinmolekül wird die Rotation der Gadoliniumverbindung um die eigene Achse dramatisch verlangsamt - und damit das Signal verstärkt. Ein schnell rotierendes Kontrastmittel kann die Protonenspins weniger effektiv "durchschütteln", die Bindung an das Zielprotein verstärkt also die Wirkung des Kontrastmittels - "knipst" es sozusagen erst richtig an.

Peter Caravan und ein Forscherteam von EPIX Pharmaceuticals, Cambridge, USA, und dem New York Medical College wollen die Empfindlichkeit der Kernspintomographie für eine breitere Anwendbarkeit weiter erhöhen. Könnte man das Kontrastmittel verbessern, indem man die Anzahl der Gadoliniumkomplexe erhöht? Die Wissenschaftler verknüpften mehrere Gadoliniumkomplexe zu einer Kette, an deren Ende nach wie vor der Anker für das Albumin hängt. Nachteil bei diesem Ansatz: Die einzelnen Gadoliniumkomplexe sind innerhalb der Kette nun wieder recht frei beweglich und drehbar, ein viel besserer Kontrast ist so also nicht zu erreichen. Die Forscher fanden einen pfiffigen Ausweg: Sie knüpften einfach einen weiteren Anker an das andere Kettenende, so dass die Kette an zwei Stellen an das Albumin bindet und dabei regelrecht festgezurrt wird. Die auf diese Weise stark eingeschränkte Beweglichkeit der Kettenglieder schlägt sich in der Tat in einer deutlichen Erhöhung des Kontrasts nieder.

EPIX Pharmaceuticals, Inc., Cambridge (USA),
mailto:pcaravan@epixpharma.com
Angewandte Chemie,
Postfach 101161,
69495 Weinheim, Germany

Peter Caravan | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Albumin Gadoliniumkomplex Kernspintomographie Kette Kontrast Kontrastmittel Protein Spin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie