Molekülschwingungen verraten Hirntumoren

(PresseBox) ( Dresden, )
Hirntumoren operativ zu entfernen, stellt eine große Herausforderung für die Chirurgen dar, da Tumoren möglichst vollständig entfernt und Hirnfunktionen nicht beeinträchtigt werden sollen. Ein weiteres Problem sind Tumoren, die Metastasen im Gehirn bilden. In vielen Fällen kann nämlich die Herkunft der Tumoren mit den diagnostischen Standardverfahren nicht bestimmt werden. Wissenschaftler der Fachrichtung Chemie der TU Dresden erforschen jetzt in Zusammenarbeit mit der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie in einem neuartigen Ansatz, wie schwingungsspektroskopische Methoden zur Diagnose von Hirntumoren angewendet werden können.

Infrarot- und Raman-Spektroskopie sind die wichtigsten schwingungsspektroskopischen Methoden. Durch Absorption von Strahlung oder durch Streuung von Licht werden Schwingungen in Molekülen angeregt.

Die zahlreichen Schwingungen großer Moleküle hängen von Zusammensetzung und Struktur der Moleküle ab und liefern einen empfindlichen Fingerabdruck von Proben. In der Analytischen Chemie werden die Verfahren standardmäßig zur Identifikation von Substanzen herangezogen.

Dr. Christoph Krafft hat als Leiter einer wissenschaftlichen Nachwuchsforschergruppe sechs Jahre lang Methoden auf Grundlage von Infrarot- und Raman-Spektroskopie zur Diagnose von Hirntumoren entwickelt. Der Forschungsschwerpunkt wurde von Prof. Reiner Salzer und Dr. Gerald Steiner ins Leben gerufen. Kraffts Methoden liegt folgendes Prinzip zugrunde: Tumoren und andere Erkrankungen führen zu Änderung der molekularen Zusammensetzung des Gewebes, die mit Hilfe der spektroskopischen Diagnose erfasst werden können. Der Hauptvorteil der Methode: es sind keine Kontrastmittel erforderlich. Im Rahmen seiner Habilitation konnte der Wissenschaftler zeigen, dass normales Gewebe und Hirntumoren unterschieden werden sowie der Tumorgrad, Tumortyp und das Ursprungorgan von Hirnmetastasen bestimmt werden können.

Im nächsten Schritt sollen die Ergebnisse aus dem Labor in die Klinik übertragen werden. Dazu werden seit September in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt die Methoden mit faseroptischen Sonden gekoppelt und auf ein Hirntumormodell angewendet.

In der Uniklinik am Universitätsklinikum ist bereits von Prof. Gabriele Schackert eine Technik entwickelt worden, um gezielt Hirntumoren in Mäusen zu erzeugen (siehe Abbildung). Wie bei allen innovativen Methoden mit intensiver Laser-Strahlung muss vor einem Einsatz bei Patienten gezeigt werden, dass keine unerwünschten Nebenwirkungen auftreten. Da die aktuell eingesetzten Methoden während eines chirurgischen Eingriffs unzureichend sind, ist es das langfristige Ziel der schwingungsspektroskopischen Methoden, Hirntumoren in dieser Situation mit hoher Genauigkeit und in kurzer Zeit zu identifizieren.
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