Neues israelisches MRI-Verfahren:Hoffnung auf Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs

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Neues israelisches MRI-Verfahren verspricht Hoffnung auf Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs. Symbolbild. Foto IMAGO / Westend61
Neues israelisches MRI-Verfahren verspricht Hoffnung auf Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs. Symbolbild. Foto IMAGO / Westend61
Lesezeit: 3 Minuten

Bauchspeicheldrüsenkrebs ist berüchtigt für seine späte Erkennung und hohe Sterblichkeitsrate, doch ein neues israelisches Verfahren für die Magnetresonanztomographie (MRI), der Bauchspeicheldrüsentumore beleuchtet, gibt Hoffnung auf eine frühere Diagnose und Behandlung.

Die Herausforderung bei der Erkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs liegt in der tiefen Lage der Bauchspeicheldrüse in der Bauchhöhle, die von Mensch zu Mensch variiert und den Tumor oft verbirgt, bis es für eine wirksame Behandlung zu spät ist. Obwohl Bauchspeicheldrüsenkrebs weltweit nur die zwölthäufigste Krebsart ist, war er im Jahr 2020 die sechsttödlichste. Ohne eine verbesserte Erkennung dürfte Bauchspeicheldrüsenkrebs bis 2030 die tödlichste Krebsart werden.

Eine vom Weizmann Institute of Science entwickelte innovative MRT-Methode verfolgt nun, wie Zellen Glukose verstoffwechseln, ähnlich wie Glukosetoleranztests Diabetes anzeigen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Vor fast einem Jahrhundert entdeckte der Nobelpreisträger Otto Warburg, dass Krebszellen im Vergleich zu Nicht-Krebszellen ungewöhnlich viel Glukose verbrauchen, ein Phänomen, das heute als Warburg-Effekt bekannt ist. Dieses Phänomen ist heute als Warburg-Effekt bekannt. Dieser Effekt bewirkt, dass Glukose zu Laktat vergärt, anstatt vollständig in Kohlendioxid umgewandelt zu werden. Die Weizmann- MRI-Methode macht sich diese metabolische Eigenart zunutze und bildet spezifische Stoffwechselprodukte ab, die nur in Krebszellen vorkommen, was die Identifizierung von Bauchspeicheldrüsenkrebs ermöglichen könnte.

Die Forscher unter der Leitung von Prof. Lucio Frydman und Prof. Avigdor Scherz verwendeten chemisch veränderte Glukose, die ein stabiles Wasserstoffisotop namens Deuterium enthält. Diese veränderte Glukose wurde Mäusen mit Bauchspeicheldrüsentumoren vor dem Scannen injiziert.

Laut Frydman könnte diese neue Methode die herkömmliche MRI und die Positronenemissionstomographie (PET) übertreffen, die beide nur schwer in der Lage sind, Bauchspeicheldrüsentumore genau zu erkennen.

“Mit der herkömmlichen MRI lassen sich Bauchspeicheldrüsentumore nicht aufspüren, denn selbst wenn externe Kontrastmittel hinzugefügt werden, ist die Untersuchung nicht spezifisch genug, um das Vorhandensein und die Lage des Krebses zu erkennen. Die Ärzte können den Tumor erst sehen, wenn der Patient seine Auswirkungen spürt”, so Frydman.

“Selbst wenn der Scan eine Abnormalität anzeigt, kann diese oft nicht von einer Entzündung oder einer gutartigen Zyste unterschieden werden. Ebenso kann man PET-Scans nicht unbedingt vertrauen, denn ein positiver Scan bedeutet nicht immer, dass der Patient Krebs hat, und ein negativer PET-Scan bedeutet nicht immer, dass der Patient krebsfrei ist”, erklärte er.

Bei einer normalen MRI-Untersuchung (links) konnte kein Tumor in der Bauchspeicheldrüse entdeckt werden; bei einer MRI-Untersuchung nach einer Injektion von chemisch veränderter Glukose (rechts) wurde der Tumor dagegen deutlich sichtbar. Foto Weizmann Institute of Science.

Die Standardvorsorge bei Bauchspeicheldrüsenkrebs umfasst derzeit regelmässige CT- und MRI-Scans, die oft von invasiven und unangenehmen endoskopischen Biopsien begleitet werden, aber dieser kombinierte Ansatz funktioniert nur selten. Die Forscher beabsichtigten, diese diagnostische Lücke zu schliessen, indem sie die unterschiedlichen Stoffwechselmuster von normalem und krebsartigem Gewebe mit Hilfe der Magnetresonanztomographie nachweisen.

“In gesunden Zellen endet die Glukoseverdauung mit Kohlendioxid, das wir ausatmen”, erklärt Frydman. “Krebszellen stoppen diesen Prozess jedoch frühzeitig und produzieren Laktat, das ihre Vermehrung fördert.”

Die Herausforderung bestand darin, die geringen Mengen an Laktat, die von Krebszellen produziert werden, nachzuweisen. Die herkömmliche Magnetresonanztomographie misst reichlich Protonen im Gewebewasser, wodurch das schwache Laktatsignal überschattet wird. Um dieses Problem zu lösen, ersetzten die Forscher die Protonen der Glukose durch Deuterium. Diese “deuterierte” Glukose erzeugt, wenn sie von den Krebszellen verstoffwechselt wird, nachweisbares deuteriertes Laktat, wodurch die Störung des Wassersignals überwunden wird.

Um die Empfindlichkeit dieser Methode zu erhöhen, entwickelte Frydmans Team fortschrittliche experimentelle und bildverarbeitende Techniken, die den Nachweis von deuteriertem Laktat erheblich verbesserten. Die neuen MRI-Scans beleuchteten selbst die kleinsten Tumore, während gesundes Gewebe dunkel blieb.

“Selbst wenn der Krebs nicht rechtzeitig erkannt wird, kann mit Hilfe der Deuterium-MRT die Geschwindigkeit gemessen werden, mit der die Umwandlung von Glukose in Laktat erfolgt. Dies könnte ein entscheidender Massstab für die Vorhersage des Nutzens bestimmter Behandlungen sein, oder sogar für die Feststellung, ob eine Behandlung funktioniert. Damit könnte sich die Deuterium- MRI als bevorzugte Methode zur Diagnose von schwer zu identifizierenden Bauchspeicheldrüsentumoren und zur Auswahl der Behandlung mit der besten Prognose etablieren”, so Frydman.

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