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Auf dem Weg zu Kontrastmitteln, die Amyloid-Ablagerungen in Gehirn sichtbar machen
Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Form der Altersdemenz und in den USA bereits die vierthäufigste Todesursache. Ursache der Erkrankung sind Protein-Ablagerungen im Gehirn, die so genannten Amyloid-Plaques. Bisher kann man die Plaques nur bei einer Autopsie identifizieren, eine zweifelsfreie Diagnose also erst nach dem Tod des Patienten stellen. Dabei wäre eine Früherkennung wichtig, um die Krankheit besser zu verstehen und Behandlungsmethoden zu entwickeln, die ihr Fortschreiten stoppen könnten. Die Forschung arbeitet daher an nicht-invasiven bildgebenden Verfahren zum Nachweis der Plaques. Amerikanische Wissenschaftler haben nun einen Grundstein für ein Kontrastmittel gelegt, das Amyloid-Ablagerungen markieren könnte.
Erste nicht-invasive Methoden zum Nachweis von Plaques im Gehirn, die mit radioaktiven Kontrastmitteln arbeiten, sind in Entwicklung. Nun zeichnet sich eine interessante Alternative ab: optische Bildgebungsverfahren mit spezifischen Kontrastmitteln, die bei Bestrahlung im nahen Infrarot-Spektralbereich fluoreszieren. Dieses relativ langwellige Licht ist in der Lage, lebendes Gewebe gut genug zu durchdringen, um Hirnstrukturen sichtbar zu machen. "Was man dafür braucht," sagt Timothy M. Swager, "ist ein geeignetes Kontrastmittel." Zusammen mit einem Team aus Wissenschaftlern vom MIT, dem Massachusetts General Hospital und der Universität von Pittsburgh überlegte er, welche Anforderungen ein solches Kontrastmittel erfüllen muss: 1) Es muss sich spezifisch an Amyloid-Plaques anlagern. Das tun bestimmte Moleküle mit einem Gerüst aus flachen aromatischen Ringen, wie etwa Kongorot, das zum Anfärben der Plaques auf histologischen Schnitten eingesetzt wird. 2) Die Substanz muss nach der Injektion rasch die Blut-Hirn-Schranke passieren, um aus dem Blut ins Gehirn zu gelangen. Dafür muss das Molekül klein, ungeladen und leicht lipophil (fettfreundlich) sein. 3) Seine Absorption und Fluoreszenz müssen im richtigen Spektralbereich liegen - eine Frage der Elektronenstruktur. 4) Für einen besonders scharfen Kontrast sollten gebundene Markermoleküle stärker fluoreszieren als ungebundene. Das klappt, wenn das Molekül an die Plaques angelagert wesentlich weniger in sich beweglich ist als im freien Zustand. 5) Es darf nicht toxisch sein.
Tatsächlich gelang es den Forschern, ganz gezielt ein Molekül zu entwerfen, das diese Anforderungen erfüllt. "Damit aus diesem ersten Molekül-Entwurf ein praxistaugliches Kontrastmittel wird, das Amyloid-Plaques durch den Schädelknochen hindurch sichtbar macht," so Swager, "muss aber noch weiter an dessen optischen Eigenschaften getüftelt werden: Die Fluoreszenzstrahlung muss stärker werden und sollte noch etwas langwelliger sein."
Autor: Timothy M. Swager, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA), http://web.mit.edu/chemistry/www/faculty/swager.html
Angewandte Chemie: Presseinformation 31/2005
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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