Hyperpolarisierte 15N –Sonden zur Detektion von Kupfer- und Zinkionen

• Antragsteller: Dr. Stefan Glöggler
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491827624

Die Ursachen vieler Krankheitsbilder, wie zum Beispiel neurodegenerative Prozesse, werden mit erhöhten Konzentrationen von Metallionen in Verbindung gebracht. Wichtige Vertreter dieser Ionen sind dabei Kupfer und Zink. Der Nachweis von endogenen Ionen kann teilweise mittels der Magnetresonanztomographie (MRT) erfolgen. Die MRT ist dabei allerdings limitiert, da sie ein intrinsisch insenstives Verfahren ist. Zur Erhöhung der MRT-Sensitivität gibt es das Verfahren der Hyperpolarisation, welches Signale von Kontrastmitteln um mehr als das 10.000-fache Erhöhen kann. Dieses Verfahren plane ich für die Entwicklung neuer, sensitiver Kontrastmittel zu nutzen, die es erlauben Kupfer- und Zinkionen in 100 mirkomolaren Konzentrationen nachzuweisen, wie sie häufig in Pathologien zu finden sind. Hierbei verfolge ich den Ansatz Stickstoffspins (15N) in neu zu entwickelnden Kontrastmittenl zu hyperpolarisieren. Die 15N-Spezies wird dabei sehr langlebig und mehr als 10 Minuten verfolgbar sein. Dies entspricht etwa einer Größenordnung längerer Verfolgbarkeit als mit 13C-markierten Verbindungen, die standardmäßing in der Hyperpolarisation eingesetzt werden. Die neu entwickelten Kontrastmittel werden bezüglich ihrere Magnetresonanzparameter optimiert und zum Schluss in bildgebenden in vitro Experimenten getestet. Mit Abschluss des Projekts werden die neuen hyperpolarisierten Kontrastmittel soweit entwickelt sein, dass im Anschluss präklinische Studien in Krankheitsmodellen erfolgen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen