Hyperpolarisierte Kontrastmittel ermöglichen eine neuartige Form der Magnetresonanztomographie (MRT) des Stoffwechsels und molekularer Marker in vivo, indem sie das Signal ausgewählter Moleküle über 10.000-fach verstärken. Dadurch werden auch gering konzentrierte, applizierte Stoffe mit der MRT darstellbar. Die klinische Umsetzung dieser Technik wurde kürzlich mit hyperpolarisiertem [1-13C]-Pyruvat für die metabolische MRT demonstriert, mit hervorragender prädiktiver Erkennung der Krebsprogression für die personalisierte Therapie bei Patient:innen. Die hyperpolarisierte MRT (HP-MRT) wird derzeit in der präklinischen Phase an den vier DKTK Partnerstandorten Freiburg, Heidelberg, München und Tübingen erforscht. 

In diesem gemeinsamen Förderprojekt kombinieren wir unsere Expertise in der Aufnahme und Rekonstruktion von HP-MRT mit der Entwicklung neuer Kontrastmechanismen für verschiedene 13C- und 129Xe-markierte Reporter. Dabei entwickeln und verwenden wir maßgeschneiderter Sonden, um funktionelle und prognostische Merkmale von Krebs nicht-invasiv ohne ionisierende Strahlung sichtbar zu machen. Durch technische Innovationen entwickeln wir Methoden, um hyperpolarisierte Kontrastmittel schnell und kostengünstig herzustellen und überwinden damit die Nachteile derzeitiger Ansätze, welche die Translation dieser vielversprechenden Technik stark behindern. Wir erforschen neuartige Kontrastmittel und spezialisierte Aufnahmemethoden, um den Krebsstoffwechsel, pH-Wert, oxidativen Stress, die Hypoxie und Mikroumgebung des Tumors darzustellen. Wir analysieren die Wertigkeit dieser neuen Kontraste für Diagnose, Prognose, Therapieplanung und -überwachung präklinisch. Unser Ziel ist es im Projektverlauf die erste HP-MRT von [1,2-13C2]-Pyruvat bei Patient:innen mit Gliom und Brustkrebs durchzuführen. 

Letztendlich etablieren wir mit diesem neuen kooperativen DKTK Projekt ein Expertengremium für die effiziente Translation neuer Entwicklungen der HP-MRT in die präklinische Forschung und klinische Anwendungen. Wir ermöglichen damit Einblicke in Tumormerkmale, die dringend für die Verlaufskontrollen, personalisierte Therapie und zukünftige Diagnostik benötigt werden.