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Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung
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Radiochemie und Experimentelle Molekulare Bildgebung

Unser interdisziplinäres Team aus Radiochemikern, Chemikern und Biologen beschäftigt sich mit der Herstellung radioaktiver Arzneimittel für die molekulare Bildgebung. Das radioaktive Molekül muss hierbei zwei Aufgaben übernehmen. Zum einen muss es über eine molekulare Zielfindungseinheit verfügen, die hochselektiv und spezifisch mit krankhaften Prozessen im Körper wechselwirkt und sich dadurch in diesen Zielregionen anreichert. Diese Mehranreicherung kann dann durch die radioaktive Signalgebungseinheit des Moleküls sichtbar gemacht werden. Dazu wird an das Molekül ein spezielles Radionuklid gebunden, dessen Emission von Antimaterie und nachfolgende Annihilation durch entsprechende Detektionssysteme visualisiert werden kann.

Allerdings ist sowohl die Identifizierung von molekularen Targets und deren Sonden als auch die Markierung dieser Moleküle mit kurzlebigen Positronen-Emittern mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Diese zu lösen, stellt das Hauptaufgabengebiet der Radiochemie dar. Zum einen werden mit speziellen molekularbiologischen Technologien neue Adressierungsmoleküle entwickelt und zum anderen müssen für diese spezielle Radiomarkierungsverfahren zur Einführung von kurzlebigen Radionukliden entwickelt werden. Das übergeordnete Ziel ist hierbei die Entwicklung von molekularen Sonden für die Anwendung am Patienten, um z.B. onkologische oder neurologische Krankheitsprozesse beim Patienten frühzeitig und sehr empfindlich zu diagnostizieren.

Molekulare Bildgebung

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Unter molekularer Bildgebung werden alle Bildgebungstechniken erfasst, die es ermöglichen physiologische oder pathophysiologische Prozesse auf molekularer Ebene zu untersuchen. Im Gegensatz zu den konventionellen Bildgebungstechniken wie MRT oder CT, die einen Bildkontrast aufgrund struktureller Veränderungen erzeugen, sind die molekularen Bildgebungstechniken in der Lage, diese Prozesse direkt durch eine spezifische Wechselwirkung mit z.B. krankhaft fehlregulierten Enzymen oder Rezeptorsystemen darzustellen. Darauf basiert auch die Anwendung des verbreitetsten Radiopharmakons der [18F]-markierten Glucose [18F]-Fluordesoxyglucose. Aufgrund des Warburg Mechanismus kommt es in Tumoren zu einer erhöhten anaeroben Glykolyse, so dass damit verbundene Enzyme aufreguliert sind und sich in dessen Gefolge der radioaktiv markierte Zucker in diesen Gebieten stärker anreichert und dadurch mit Hilfe des ringförmigen PET-Detektionssystems identifizieren und auch lokal zuordnen lässt. Dadurch lässt sich z.B. eine Tumorerkrankung sensitiv und genau in einem sehr frühen Stadium identifizieren, so dass therapeutische Maßnahmen schnell und zielgenau eingesetzt werden können. Neben der Detektion onkologischer Erkrankungen eignet sich diese Methode auch für die Diagnose neurodegenerativer Erkrankungen wie Morbus Parkinson oder der Demenz vom Alzheimer Typ. Hier stehen Sonden im Mittelpunkt, die beispielsweise bei Morbus Parkinson den Untergang dopaminerger Neurone empfindlich erfassen können. Auch befinden sich neue Radiopharmaka in der klinischen Evaluationsphase, die es ermöglichen, pathologische Prozesse, die mit der Alzheimer Erkrankung einhergehen, darzustellen. So wird intensiv nach bildgebenden Sonden gesucht, die toxische Proteinablagerungen, denen eine Mitschuld an den neurodegenerativen Prozessen gegeben wird, nachzuweisen. Diese frühe Diagnose ermöglicht die Einleitung gezielter therapeutischer Maßnahmen und ist vor allem für die Entwicklung von Anti-Alzheimer Therapien in der Arzneimittelforschung von großer Bedeutung.

Diagnostik durch PET Bildgebung als PDF-Download