Entwicklung eines nicht-invasiven Biomarkers zur Stratifizierung des Blutungsrisikos von gastroösophagealen Varizen

• Antragstellerin: Dr. Thekla Helene Oechtering
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442418831

Ziel dieser Studie ist die Entwicklung einer Methode zur nichtinvasiven Detektion von behandelbaren, jedoch potenziell tödlichen Krampfadern der Speiseröhre (Ösophagusvarizen) bei Patienten mit chronischer Lebererkrankung (Leberzirrhose).Im Jahr 2017 war Leberzirrhose die siebthäufigste Ursache für vorzeitige Todesfälle in Deutschland. Eine der kritischsten Komplikationen ist die Entwicklung von Ösophagusvarizen, die tödliche innere Blutungen verursachen können. Um Risikopatienten zu identifizieren und zu behandeln wird eine regelmäßige Endoskopie und eine Gummibandligatur der Varizen empfohlen, die die Sterblichkeit um 50-70% reduzieren kann. Die Endoskopie ist jedoch invasiv und oft unnötig, wenn keine Behandlung erforderlich ist. Aus diesen Gründen hat die Amerikanische Gesellschaft für Lebererkrankungen (AASLD) die Entwicklung von "nichtinvasiven Biomarkern zur Detektion von Hochrisiko-Ösophagusvarizen" als hochrelevant eingeschätzt. Solche Biomarker würden die Identifizierung von Hochrisikopatienten erleichtern und gleichzeitig invasive Verfahren reduzieren.Ösophagusvarizen entstehen bei Pfortaderhochdruck, der zu einer Flussumkehr in der linken Magenvene führt. Der Nachweis und die Quantifizierung dieser Flussumkehr mit 4D Fluss MRT ist die wichtigste Innovation und das zugrundlegende Prinzip, mit dem diese Studie Ösophagusvarizen mit erhöhtem Blutungsrisiko identifizieren soll. 4D Fluss MRT ist eine nichtinvasive MRT-Technik, die Flussgeschwindigkeiten in allen 3 Raumrichtungen und über die Zeit misst. Vorläufige Daten der Universität von Wisconsin-Madison zeigen, dass Hochrisiko-Ösophagusvarizen mit 4D Fluss MRT tatsächlich detektiert werden können.Um den Weg für die klinische Anwendung von 4D Fluss MRT zur Erkennung von Hochrisikovarizen zu ebnen, sollen im Rahmen dieser Studie die notwendige technische Entwicklung und präklinische Validierung der neuen flussbasierten Biomarker erfolgen. Wesentliche Aspekte sind eine schnelle MRT-Sequenz mit hoher Sensitivität zur Erkennung von blutungsgefährdeten Varizen. Lange Messzeiten (~12min) sollen auf ~3min reduziert werden, indem die geringe Pulsatilität des Blutflusses in der Pfortader ausgenutzt und neue, zeitgemittelte Beschleunigungsstrategien eingeführt werden. Probleme bei der Visualisierung von langsamem Blutfluss sollen mit geschwindigkeitsoptimierten Strategien und Deep-Learning-Algorithmen behoben werden.Die rigorose präklinische Validierung der vorgeschlagenen MRT-Methode umfasst Messungen von 3D gedruckten, patientenspezifischen Phantomen, gesunden Freiwilligen sowie Patienten mit Varizen mit niedrigem und hohem Blutungsrisiko.Bei Erfolg wird die neue beschleunigte und geschwindigkeitsoptimierte 4D Fluss MRT-Sequenz eine präzise und reproduzierbare nichtinvasive Risikostratifizierung für Varizenblutungen liefern. Sie hat das Potenzial, das klinische Management und langfristige Überleben von Patienten mit Leberzirrhose grundlegend zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Scott B Reeder, Ph.D.