Kleintier PET/CT
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Kleintier-PET/CT dient an der Universität Halle der morphologischen und funktionelle Bildgebung in der prä-klinischen Forschung mit Schwerpunkt in den Bereichen der translationalen Onkologie, Entzündung und Pharmakaentwicklung. Eine Kernfragestellung in den Projekten der Medizinischen Fakultät ist die Entwicklung und Evaluation neuartiger Indikator-Verbindungen (Tracer) für die Darstellung biologischer Prozesse im Organismus. Diese funktionelle Bildgebung mit nuklearmedizinischen Tracern kann sowohl in der biologischen Grundlagenforschung als auch bei medizinisch-therapeutischen Entwicklungen eingesetzt werden. Konkret wurden bereits zwei Projekte bereits sehr weitgehend umgesetzt bzw. sogar abgeschlossen: 1. Entwicklung von Tracern zur nicht-invasiven Bestimmung der Nierenfunktion in Kleintieren: Die Nierenfunktion ist ein essentieller Parameter für die Entwicklung neuartiger Pharmaka, da die Ausscheidung von Medikamenten oft über diesen Weg erfolgt. Aus diesem Grund ist eine (auch mehrfache) Überwachung dieses Parameters von großer Bedeutung. In Kleintieren (Mäuse, Ratten) lassen sich jedoch die für den Menschen etablierten Verfahren nicht anwenden, sodass nicht-invasive bildgebende Verfahren hilfreich wären. Für die Fragestellung wurden mehrere potenzielle Tracersubstanzen entwickelt und mit 68Ga markiert. Diese Verbindungen wurden einer umfangeichenen Evaluation im Rattenmodell unterzogen, wobei sich zeigte, dass nur bei einem Tracer die mittels PET-Bildgebung (Messung am Kleintier-PET/CT) gewonnen Daten sehr gut mit Vergleichsmessungen mittels des "Goldstandards" der Nierenfunktionsmessung (Inulin-Clearance) übereinstimmten. Mit dem neuen Tracer steht jetzt eine einfach zu handhabende Verbindung zur Verfügung, mit der in Tierversuchen die Nierenfunktion nicht-invasiv (und bei Bedarf auch mehrfach nacheinander) ermittelt werden kann. 2. Entwicklung neuer Tracer zur Messung der physiologischer Parameter in Tumoren: Sauerstoffmangel (Hypoxie) und extrazelluläre Azidose sind häufige Phänomene in klinischen Tumoren. Diese ungünstigen Parameter schränken die Wirksamkeit von Strahlen- und Chemotherapien ein, sodass es aus klinischer Sicht sinnvoll wäre, diese Größen bei Tumorpatienten prä-therapeutisch zu bestimmen, um gegebenenfalls die Behandlung entsprechend anzupassen. Es wurden daher in Zusammenarbeit mit dem Institut für Organische Chemie und dem Biozentrum der Universität Halle neue Tracer entwickelt, deren Bindung an Zellen mit dem O2-Mangel korreliert. Diese Tracer wurden mit 68Ga markiert und in Zellbindungsstudien evaluiert. Hierbei zeigten sich deutliche Unterschiede im Bindungsverhalten in Abhängigkeit der chemischen Struktur der Tracer, wobei einige Verbindungen sehr gut mit dem Ausmaß des O2-Mangels korrelierten. Diese Tracer werden derzeit in Tierversuchen an dem Kleintier-PET/CT in vivo evaluiert. Gleichzeitig werden derzeit durch das Institut für Organische Chemie weitere Verbindungen entwickelt, deren Bindung dem intratumoralen pH-Wert entspricht. 3. Das Gerät wurde für die Charakterisierung von Drug-Delivery-Systemen (DDS) genutzt. Hierbei wurden zum einen bioabbaubare Implantate für die Anwendung am Innenohr (Kooperation Mäder, Pharmazie, Plontke, HNO Klinik) und zum anderen Matrixtabletten auf Basis von Polyvinylalkohol (PVA) untersucht. Zur Erhöhung des CT Kontrastes wurden BaSO4-Nanopartikel eingearbeitet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Assessing glomerular filtration in small animals using [68Ga]DTPA and [68Ga]EDTA with PET Imaging; Molecular Imaging and Biololgy, 2017 Oct 23
D. Gündel, U. Pohle, E. Prell, A. Odparlik, O. Thews
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s11307-017-1135-1)
