Foto: Doktor Lukas Scheef
Doktor Lukas Scheef; © privat

COMPAMED.de fragte bei Doktor Lukas Scheef von der Radiologischen Klinik (FE: Funktionelle Neurobildgebung, Experimentelle Radiologie) der Universität Bonn nach, wie das neu angewandte schonende Verfahren für schizophrene Patienten funktioniert, wie Blutflussmuster im Gehirn sichtbar werden und wie schizophrene Patienten langfristig davon profitieren können.

COMPAMED.de: Sie haben ein neues schonendes Verfahren erstmalig angewandt, das den veränderten Blutfluss im Gehirn misst. Was verbirgt sich dahinter?

Lukas Scheef: Es ist die Idee, mithilfe der Magnetresonanz-Tomografie (MRT) und ohne Zuhilfenahme von Kontrastmitteln, den Blutfluss im Gehirn zu messen. Das Prinzip besteht grundsätzliche aus drei Schritten: Zunächst nehmen wir den Kopf auf. Dann markieren wir das Blut mithilfe eines Hochfrequenzpulses auf Höhe der Halsgefäße. Durch diese Markierung nimmt die Signalintensität ab. Wir warten einen kurzen Moment, bis das markierte Blut in den Kopf bzw. das Gehirn geflossen ist und nehmen den Kopf ein zweites Mal auf. Aus der Differenz zwischen dem nicht markierten aufgenommenen Gehirn und dem aufgenommenen Gehirn nach der Markierung lassen sich Rückschlüsse auf den Blutfluss ziehen.
Wir sind im Bereich Schizophrenie-Forschung die ersten, die dieses Verfahren so nutzen und anwenden. In erster Linie wollten wir überprüfen – und es gibt schon viele Untersuchungen in diesem Bereich, primär mit nuklearmedizinischen Verfahren, also mit PET und SPECT – ob das Verfahren empfindlich genug ist, um die Befunde, die man schon kennt, replizieren zu können.

COMPAMED.de: Die spezielle Form der Magnetresonanz-Tomografie, das CASL (Continuous Arterial Spin Labelling) ist schon einige Zeit bekannt. Was haben Sie nun neu umgesetzt?

Scheef: Das Neue ist die Anwendung – und die Entwicklung hin zu einem neuen Patientenklientel. Wir haben nicht behandelte schizophrene Patienten untersucht und überprüft, inwieweit wir Unterschiede zu einem altersgematchten Kontrollkollektiv vorfinden. Das ist bisher noch nicht umgesetzt worden.

Diese MRT-Technik ist schon lange bekannt, hat sich bislang aber noch keine breite Anwendung gefunden. Allein die Vielzahl der Subarten dieses Verfahrens weißt darauf hin, dass noch nicht alle technischen Probleme vollständig gelöst sind. Grundsätzlich ist das ein Problem der Stabilität, denn es werden sehr kleine Signalunterschiede gemessen und es wird eine hohe Scannerstabilität benötigt. Deswegen hat sich diese Methode, die sehr schwer zu implementieren ist, nie richtig durchgesetzt. Wir hoffen, dass die Studien, die wir mit schizophrenen Patienten durchgeführt haben, zeigen können, dass dieses Verfahren hinreichend empfindlich ist, um die kleinen feinen Unterschiede sichtbar zu machen. Es wäre gut, wenn das Verfahren zukünftig breiter im klinischen Kontext Anwendung finden würde und auch im neurowissenschaftlichen Bereich der Wissenschaft und Forschung verstärkt eingesetzt würde, da es eine zusätzliche Modalität darstellt, die uns hilft, unter anderem, Pathologien besser zu verstehen.

COMPAMED.de: Welche Vorteile hat dieses Verfahren gegenüber anderen Techniken?

Scheef: Wir sind im medizinischen Bereich natürlich immer mit den Faktor „Kostendruck“ konfrontiert. Die nuklearmedizinischen Verfahren sind meistens sehr teuer. Außerdem haben wir bei diesen Verfahren das Problem, dass radioaktive Substanzen verwendet werden müssen und dadurch die Anwendbarkeit limitiert ist.

Dagegen kann die Untersuchung mit CASL-Verfahren oder allgemeiner Arterial Spin Labeling (ASL) beliebig häufig wiederholt werden, da wir nicht-invasiv arbeiten können. Das heißt, ich könnte mit diesem Verfahren Patienten oder Probanden auch im Follow-up (Nachbeobachtung) untersuchen, ohne wiederholt radioaktive Substanzen oder Kontrastmittel applizieren zu müssen. Solche Untersuchungen sind zum Beispiel für Wirksamkeitsstudien von Medikamenten interessant. Langfristig hoffen wir, dass wir Frühmarker entwickeln können, die uns mehr darüber verraten, welche Wirksamkeit ein Medikament hat – und wie der individuelle Organismus auf die Medikation reagiert.

COMPAMED.de: Kann schizophrenen Patienten durch diese neue Methode gezielter geholfen werden?

Scheef: Der unmittelbare persönliche Nutzen des Patienten ist in diesem Stadium noch nicht gegeben. Das heißt, wir haben bisher nur Gruppenuntersuchungen durchgeführt. Dabei vergleichen wir eine bestimmte Gruppe mit einem entsprechend Kontrollkollektiv. Dann analysieren wir, welche Unterschiede zu finden sind, um sie in unsere neurowissenschaftlichen und psychiatrischen Theorien einzubetten. Dies führt zu einem besseren Verständnis und hoffentlich zu besseren Therapie. Dies ist nicht nur auf den Bereich der Schizophrenie-Forschung beschränkt.

Wir hoffen, dass man solche Methoden anwenden kann, um langfristig Frühmarker von neurologischen und psychischen Krankheiten zu finden – zum Beispiel einen Frühmarker für die Entwicklung einer Demenzerkrankung oder einen Prädiktor, für die Progredienz einer Frühform.

COMPAMED.de: Kann schizophrenen Patienten durch diese neue Methode gezielter geholfen werden?

Scheef: Der unmittelbare persönliche Nutzen des Patienten ist in diesem Stadium noch nicht gegeben. Das heißt, wir haben bisher nur Gruppenuntersuchungen durchgeführt. Dabei vergleichen wir eine bestimmte Gruppe mit einem entsprechend Kontrollkollektiv. Dann analysieren wir, welche Unterschiede zu finden sind, um sie in unsere neurowissenschaftlichen und psychiatrischen Theorien einzubetten. Dies führt zu einem besseren Verständnis und hoffentlich zu besseren Therapie. Dies ist nicht nur auf den Bereich der Schizophrenie-Forschung beschränkt.

Wir hoffen, dass man solche Methoden anwenden kann, um langfristig Frühmarker von neurologischen und psychischen Krankheiten zu finden – zum Beispiel einen Frühmarker für die Entwicklung einer Demenzerkrankung oder einen Prädiktor, für die Progredienz einer Frühform.

COMPAMED.de: Mit CASL wird der Blutfluss im Gehirn schizophrener Patienten gemessen. Kann dieses Verfahren auch für andere Krankheiten interessant sein?

Scheef: Wie bereits erwähnt, wir können es zum Beispiel im Bereich der Demenzerkrankungen einsetzen. Zu wissenschaftlichen Zwecken wendet unsere Arbeitsgruppe das Verfahren im Bereich Sportwissenschaft an. Zum Beispiel, um zu überprüfen, inwieweit sich das Gehirn durch Ausdauersport verändert.

COMPAMED.de: Diese Entwicklung ist ein weiterer Schritt, um die Arbeit des Gehirns besser sichtbar zu machen und zu verstehen. Wie sieht die Zukunft der bildgebenden Verfahren in diesem Bereich aus?

Scheef: Durch multimodale Bildgebung, das heißt, durch die Kombination von verschiedenen Verfahren, könnten wir langfristig Krankheiten des Zentralnervensystems früher detektieren und besser verstehen. Eventuell könnten wir auch pharmakologische Therapien und Intervention früher, gezielter einsetzen, beziehungsweise früher gezielt modifizieren und besser an den einzelnen Patienten anpassen. Aber das sind langfristige Ziele.

Multimodale Bildgebung bedeutet, dass wir uns die Struktur anschauen. Wir kombinieren es dann mit differsionsgewichtigen Bildern. So erhalten wir Informationen über die anatomische Konnektivität, das heißt die Verbindung zwischen verschiedenen Regionen. Durch sogenannte funktionelle Bildgebung (in Ruhe) können wir zusätzlich die funktionelle Konnektivität nachvollziehen, das heißt schauen, wie Region A mit Region B kommuniziert. Auch durch Perfusionsuntersuchungen lassen sich Auffälligkeiten im lokalen und regionalen Blutfluss erfassen. Funktionelle Bildgebung ermöglicht aber auch Patienten für bestimmte Krankheitsbilder gezielte Aufgaben zu stellen und zu untersuchen, welche Hirnregionen dabei aktiv sind. Anhand der Aktivierungsmuster lassen sich unter Umständen Rückschlüsse auf die Pathologien ziehen.

Das Interview führte Diana Posth
COMPAMED.de