MSOT: Echtzeitüberwachung biologischer Prozesse im Körper
Die multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) ist eine neuentwickelte innovative Methode, die es Forschenden und Klinikern ermöglicht, biologische Prozesse im Körper in Echtzeit zu überwachen. Bei dieser Methode wird kurzwelliges Laserlicht verwendet, um Schwingungen im Körper zu erzeugen. Hochsensible Detektoren nehmen die dadurch entstehenden Schallwellen auf und setzen sie zu einem Bild zusammen – wie bei einem Ultraschall. „Durch die Kombination von Licht und Schall sind wir in der Lage, bestimmte Bestandteile im Körper noch in mehreren Zentimetern Tiefe unter der Hautoberfläche zu erkennen“, erklärt PD Dr. Dr. rer. nat. Ferdinand Knieling, der die MSOT als einer der Ersten an Patient:innen einsetzt hat. „Wir lernen damit neu zu sehen“, so der Oberarzt der Kinder- und Jugendklinik am Universitätsklinikum Erlangen.
MSOT lokalisiert Entzündung bei Morbus Crohn
Knieling, der in der Sektion Pädiatrie der DEGUM engagiert ist, setzt am Universitätsklinikum Erlangen eine lange Tradition von
Forschung im Bereich des Ultraschalls fort. „Hier wurden schon immer Ultraschallmethoden weiterentwickelt“, sagt er. So stellt Erlangen auch die weltweit einzige Pädiatrie, in der die MSOT-Methode zum Einsatz kommt. Bisher wurde das Verfahren vor allem bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, allen voran
Morbus Crohn, erforscht. „Mit Hilfe der MSOT können wir zum Beispiel erkennen, wie stark die Entzündung ist“, so Knieling. Sie gibt eine gute Entscheidungshilfe, ob endoskopische Eingriffe nötig sind. Im Rahmen von Studien setzte der Kinderarzt die MSOT mittlerweile auch häufiger bei Kindern und Jugendlichen ein.
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MSOT auch bei seltenen Muskelerkrankungen einsetzbar
Sehr interessant sei die Methode aber auch für die Diagnostik von seltenen Muskelerkrankungen, etwa der Duchenne Muskeldystrophie, für die es seit kurzem Gentherapien gibt. „Eine solche Gentherapie ist sehr teuer, mit der MSOT haben wir ein Instrument an der Hand, das uns voraussagen kann, inwieweit ein betroffenes Kind von der Gentherapie wirklich profitieren könnte“, erklärt Knieling. Während ein Ultraschall in erster Linie die Anatomie beurteilt, kann die MSOT zusätzlich noch Aussagen über die molekulare Zusammensetzung des Gewebes machen, welche Stoffe im Gewebe liegen und wie sich die Muskelstruktur ändert. „Man kann sich das wie eine Biopsie von außen vorstellen.“ Durch die Ergänzung der Optoakustik stellt die MSOT eine ganz neue Variante der Sonografie dar.
Weiterentwicklung der MSOT mit weiteren Kontrastmitteln
Vor wenigen Wochen hat Ferdinand Knieling die Zusage für die Förderung durch das European Research Council (ERC) Starting Grant erhalten. In den nächsten 5 Jahren kann er mit seinem Team weiter daran forschen, wie die MSOT noch weiterentwickelt und für die frühzeitige Lokalisierung von Entzündungsprozessen im Darm eingesetzt werden kann. „Wir haben entdeckt, dass Farbstoffe, die auf oralem Wege verabreicht werden, die dynamische Visualisierung des gesamten Darmtrakts ermöglichen“, sagt er. Dieser molekularsensitive Ansatz hat den Vorteil, dass solche Kontrastmittel größtenteils unverändert ausgeschieden werden und damit weitgehend nebenwirkungsfrei sind. Das Ziel von Knieling ist, weitere Kontrastmittel zu entwickeln, um entzündete Bereiche im Darm zu markieren und über MSOT aufspüren zu können.
