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Verborgene Aspekte der Nierenfunktionen sind in einem neuartigen MRI-Scan-Verfahren am Weizmann Institut enthüllt worden
Nierenkrankheiten könnten bei jedem zwölften Menschen auftreten und zu Millionen Todesfällen pro Jahr führen. Derzeit basiert die Diagnose von Nierenfunktionen hauptsächlich auf Blut- und Urintests, einem indirekten Weg, um sich über die Nierenfunktion zu informieren.
Normale MRI-Scanner, die für die Prüfung vieler Organe im menschlichen Körper benutzt werden, zeigen nicht immer das Gesamtbild der Nieren auf. Grund ist die Tatsache, dass die MRI-Geräte in den Krankenhäusern und Kliniken die Wassermoleküle im Körper aufzeigen. Aber in mit Wasser gefüllten Nieren kann das wiedergegebene Bild nicht zwischen den verschiedenen funktionellen Teilen differenzieren. Prof. Hadassa Degani von der Abteilung für Biologische Regulation und ihr Laborteam haben einen Weg gefunden, der es möglich macht mit Hilfe eines MRI-Scans in die Nieren zu schauen, wobei Natrium-Ionen und nicht Wassermoleküle gescannt werden.
Dieses Verfahren nutzt das einzigartige Charakteristikum der Nierenfunktion: Nieren filtern das Blut und bewahren ein gleichbleibendes Niveau der Substanzen wie Natrium und Kalium im Blutstrom. Um die Kontrolle beizubehalten, benutzen diese Organe eine allmählich ansteigende Natriumkonzentration von der äußeren Schicht, dem Kortex (hier ist die Konzentration genau wie die im normalen Körpergewebe) bis hin ins Innere des Organs, in dessen Zentrum die Konzentration im Vergleich zur Norm sogar bis auf das Fünffache ansteigen kann.
Gemeinsam mit ihren Doktoranden Nimrod Maril und Raanan Margalit war Prof. Degani von einer geringen Zahl von MRI-Experimenten sehr beeindruckt, die sich auf Natrium konzentrieren, um Bilder verschiedener Gewebe zu erhalten. Sie wollte herausfinden, ob sich eine Natriumsteigung in der Niere scannen läßt und wenn ja, was es über die Nierenfunktion aussagen würde. Mit Hilfe von Dr. Joel Mispelter vom Institut Curie in Frankreich bauten sie eine spezielles Zubehör, welches die Aufspürung von Natrium ermöglichte. Sie arbeiteten mit hoher Auflösung, was ihnen ermöglichte, die feinen Details der sich verändernden Natriumkonzentrationen festzustellen, die insbesondere dann möglich wurden, wenn Variationen in der Natriumsteigung lokalisiert wurden.
Zuerst scannte das Team eine gesunde Rattenniere, die zum ersten Mal überhaupt die Form der Natriumsteigung aufzeigte, wie sie in einer glatten Linie vom äußeren Gewebe bis hin zum Inneren des Organs verläuft. Dann setzten sie ihre Arbeit an Nieren mit veränderten Funktionen fort, um herauszufinden, wie effektiv das diagnostische Werkzeug zur Abbildung von Natrium ist. Sobald die Nieren mit einem von zwei gewöhnlich benutzten harntreibenden Medikamenten, die einen ansteigenden Wasserauslauf veranlassen, behandelt wurden, konnten sie nicht nur die allmähliche Abflachung der oben beobachteten Natriumsteigung sehen, sondern auch im Detail verfolgen, wie sich die Medikamente nach gewisser Zeit auswirkten. Unter anderem wiesen blockierte Nieren Unterbrechungen in den Natriummustern auf, und das Team konnte auch noch funktionsfähige Teile der Niere und solche, die sich wieder normalisieren, sobald der Block beseitigt wurde, von den Teilen der Niere, die dauerhaft beschädigt waren, unterscheiden.
Während die heutigen Methoden nur Schätzungen über Nierenfunktionen in Prozenten angeben können, könnten Ärzte in Zukunft durch Einsatz dieser schmerzfreien, nicht invasiven MRI-Methodegenau identifizieren, wo das Problem liegt und somit eine Krankheit, noch bevor sich ihre Symptome zeigen, enthüllen oder aber auch die Wirkung eines Medikaments auf einen Patienten auswerten. "Wenn wir dazu imstande sind, in winzigen Ratten so viel zu sehen, wieviel werden wir dann wohl in der menschlichen Niere sehen können," sagt Degani. "Dieses Verfahren ist so logisch. Es ist ein Rätsel, dass es bisher noch nie eingesetzt wurde."
Prof. Hadassa Deganis Forschungsarbeit wird finanziert von: M.D. Moross Institute for Cancer Research; Sir David Alliance, CBE, UK; Mr. and Mrs. Lon Morton, Calabasas, CA, USA; Mrs. Jackie Gee, Ms. Livia Meyer and Mr. Harry Woolf, UK; Ms. Lynne Mochon and Ms. Edith Degani, NY, USA; the Washington Square Health Foundation; the Estate of Ms. Ilse Katz, Schwitzerland; Dr. and Mrs. Leslie Bernstein, El Macero, CA, USA; the Herscher Uri & Myna Skirball Foundation, NY, USA.
http://wis-wander.weizmann.ac.il
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Information technology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research projects, Research results
German
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