Die Forscher der Forschungsstelle Leipzig des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf haben eine radioaktiv markierte Substanz auf Basis einer in südamerikanischen Pfeilgiftfröschen vorkommenden Verbindung entwickelt, welche die Untersuchungszeit von Patienten, die an Alzheimer-Demenz erkrankt sind, erheblich verkürzt. Seit Neuestem können die Wissenschaftler die benötigten radioaktiven Ausgangsstoffe selbst in einem eigenen Teilchenbeschleuniger herstellen.

Mit der an der Forschungsstelle Leipzig des HZDR entwickelten Substanz „[Fluor-18]Flubatine" lässt sich die Abnahme der Nikotinrezeptoren im Gehirn feststellen. Die nach ihrer Fähigkeit zur Anlagerung von Nikotin benannten Rezeptoren binden den Botenstoff Acetylcholin. Dieser sorgt im gesunden Hirn dafür, dass Informationen zwischen den Nervenzellen weitergeleitet werden - ein Vorgang, der bei Alzheimer-Patienten immer mehr zum Erliegen kommt. Die Alzheimer-Forschung geht davon aus, dass die Anzahl der Nikotinrezeptoren bereits in der Anfangsphase der Erkrankung abnimmt. Die Rezeptoren eignen sich daher ideal als Zielstrukturen für die Früherkennung von Alzheimer-Demenz mithilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET).

Bisher wird die Alzheimer-Demenz mit klinischen Tests, z.B. zur Leistung des Gedächtnisses, nachgewiesen; eine absolut sichere Diagnose ist nur durch Gewebeuntersuchungen nach dem Tod möglich. Dabei könnte die PET-Bildgebung, die bereits sehr erfolgreich zur Krebsdiagnose eingesetzt wird, auch die Diagnostik von Alzheimer-Demenz wesentlich voranbringen.

Um Patienten mit PET zu untersuchen, werden ihnen radioaktiv markierte Substanzen (Radiopharmaka) gespritzt. Das von den Leipziger Forschern entwickelte Präparat basiert auf einer in Pfeilgiftfröschen gefundenen toxischen Verbindung, die stark an die Nikotinrezeptoren bindet. „Wir haben sie so verändert, dass sie nicht mehr giftig ist", so Prof. Peter Brust, Leiter der Abteilung Neuroradiopharmaka in der Forschungsstelle Leipzig des HZDR. Die Substanz reichert sich speziell nur an den Nikotinrezeptoren im Gehirn an und führt dort zu Wechselwirkungen mit dem Gewebe, die sich mittels PET messen lassen. So lässt sich feststellen, ob die Anzahl der Rezeptoren abgenommen hat.

Dies belegt eine vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Patientenstudie, die gegenwärtig an der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin der Universität Leipzig unter Leitung von Prof. Osama Sabri in Kooperation mit dem HZDR durchgeführt wird. Die neu entwickelte Substanz Flubatine ermöglicht es aufgrund besserer biologischer Eigenschaften, die Rezeptordichte schneller als bisher zu messen. Die Untersuchungszeit gegenüber einem vergleichbaren, bisher eingesetzten Radiopharmakon verringert sich für die Patienten dadurch erheblich von etwa sieben auf weniger als 1,5 Stunden - eine weitaus geringere Belastung für die zumeist älteren Betroffenen. Seit letztem Jahr wird die neue Substanz - im Vergleich mit diesem chemisch deutlich verschiedenen Radiopharmakon - untersucht. Die Zwischenergebnisse sind sehr erfreulich:

„Wir sind in der Lage, die Untersuchungsergebnisse der Vergleichssubstanz mit dem von uns entwickelten Radiopharmakon zu reproduzieren. Das heißt, wir können damit nachweisen, dass bei Alzheimer-Patienten die Dichte der Nikotinrezeptoren gegenüber gesunden gleichaltrigen Personen signifikant vermindert ist", sagt Peter Brust. Neben der drastisch verkürzten Untersuchungszeit könnten sich durch die neue Substanz auch deutlich verbesserte Möglichkeiten zur frühzeitigen Behandlung von Alzheimer-Demenz eröffnen.

Die radioaktiven Ausgangsstoffe (Radionuklide) für die Herstellung von Flubatine wurden bisher von der Universität Leipzig bezogen. Dank des neuen Beschleunigers können die Forscher sie jetzt selbst herstellen.

„Dadurch können wir schneller und effektiver arbeiten", so Peter Brust. Er und seine Mitarbeiter entwickeln radioaktiv markierte Substanzen zur Erforschung von Hirnerkrankungen, die neben der Alzheimer-Demenz auch psychiatrische Krankheiten wie Sucht und Depression einschließen. Radionuklide

werden in der Forschungsstelle Leipzig aber auch für die geowissenschaftliche Forschung zur Untersuchung des Transports von (Schad-)Stoffen in der Umwelt eingesetzt. Der neue Beschleuniger erweitert durch die Möglichkeit zur Nutzung sehr kurzlebiger Radionuklide mit Halbwertszeiten im Minuten- und Stundenbereich insbesondere deren Anwendbarkeit in der Hirnforschung. Für die Aufstellung des Beschleunigers, der zur Gewährleistung des Strahlenschutzes von meterdicken Spezialbetonwänden umgeben ist, wurde das Gebäude der Forschungsstelle Leipzig entsprechend erweitert.