Analyse der mikroskopischen Umgebung von Natriumionen im dystrophischen Muskelgewebe mittels 23Na und 1H MRT Techniken

• Antragstellerin: Dr. Teresa Gerhalter, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Radiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497320374

In klinischen Studien für Muskeldystrophien ist derzeit die Fettfraktion (der Grad des Muskelanteils, der durch Fett ersetzt wird) der am häufigsten verwendete MRT-basierende Biomarker. Ein Marker für jene pathologischen Prozesse, die den makroskopischen degenerativen Veränderungen im Muskelgewebe vorausgehen, fehlt derzeit noch und könnte zukünftig die Entwicklung von Muskeldystrophien besser vorhersagen. Als ein möglicher spezifischer Biomarker für dystrophische Veränderungen wurde Natrium (23Na) MRT genannt.Ziel meines Projekts ist die Untersuchung der mikroskopischen Umgebung von Natriumionen im dystrophischen Muskelgewebe mittels verschiedener MR-Techniken. Es wurde bereits gezeigt, dass 23Na sowie spezielle Wasserstoff (1H) MRT-Methoden eine nicht-invasive Möglichkeit bieten, um den progressiven Verlauf von muskelkranken Patienten zu untersuchen. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf 23Na-MRT als Instrument bei der Überwachung des Krankheitsverlaufs sowie zur Analyse von Signaländerungen während einer medikamentösen Behandlung. Dafür plane ich mehrere präklinische und klinische Studien, in denen diverse MRT-basierende Biomarker nebeneinander untersucht werden, um den Ursprung von MR Signaländerungen im dystrophen Muskelgewebe zu verstehen und die Spezifität von 23Na MRT-basierenden Biomarkern zu bewerten.Um diese Ziele zu erreichen, plane ich zunächst Tests mit unterschiedlichen Methoden der 23Na- und 1H-MR-Bildgebung, um den Ursprung von 23Na-Signalveränderungen im Skelettmuskelgewebe zu bestimmen. Darüber hinaus wird zum ersten Mal Kalium-MRT bei Patienten mit Muskelkrankheiten eingesetzt, um festzustellen, ob der Anstieg des 23Na-Signals mit einer entsprechenden Abnahme des intrazellulären Kaliums korreliert. Danach wird ein Protokoll mit Standard-MRT-Sequenzen und innovativen MRT-Methoden in einer Längsschnittuntersuchungen von dystrophischen Patienten angewandt. Im dritten Teil soll untersucht werden, wie sich 23Na-MRT-Parameter im dystrophischen Muskelgewebe und während der Therapie verhalten. Dafür wird ein präklinisches MRT-Protokoll mit einem dystrophischen Mausmodell mit pharmazeutischen Interventionen durchgeführt. All diese Studien sollen eine solide Grundlage für die Entwicklung eines MRT-Protokolls liefern, welches die Überwachung des Behandlungserfolgs in zukünftigen klinischen Studien über Muskeldystrophien ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Armin Nagel, Ph.D.
• Kooperationspartner: Dr. Benjamin Marty, Ph.D.