Darmspiegelung: Verbesserung auf der Spur

5. September 2013
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Bei Darmspiegelungen entnehmen Mediziner derzeit standardmäßig winzige Gewebeproben für eine histologische Beurteilung. Eine Diagnose in Echtzeit ist nur in wenigen spezialisierten Zentren möglich. Forscher sind nun einer Verbesserung auf der Spur.

Die Echtzeit-Diagnose ist nur in solchen spezialisierten Zentren möglich, die konfokale Endomikroskopie einsetzen: ein innovatives Verfahren, das aber die Gabe eines Farbstoffs als Kontrastmittel nötig macht. Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind nun der besagten Verbesserung auf der Spur. Mit Multiphotonen-Mikroskopie könnten Mediziner – ohne Kontrastmittelgabe – selbst dünne Gewebeschichten in 3D darstellen und in Echtzeit beurteilen. Ihre Erkenntnisse haben die Forscher jetzt in „Gastroenterology“ veröffentlicht.

In der Grundlagenforschung wird die Multiphotonen-Mikroskopie bereits eingesetzt: Sie erlaubt die Darstellung subzellulärer Strukturen mit einer Auflösung von wenigen Mikrometern und in allen drei Achsen – und hilft Wissenschaftlern so, dreidimensionale Bilder zu rekonstruieren, was mit anderen Techniken in der Form nicht möglich ist. Prof. Dr. Oliver Friedrich und Dr. Sebastian Schürmann, Lehrstuhl für Medizinische Biotechnologie an der FAU, haben in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Markus Neurath und Dr. Maximilian Waldner von der Medizinischen Klinik 1 des Universitätsklinikums Erlangen, die Technologie nun auch daraufhin untersucht, ob sie sich für die Endoskopie – etwa des Darms – einsetzen ließe. Erste Ergebnisse zeigen: Die Multiphotonen-Mikroskopie ist für diesen Zweck ideal geeignet.

Die Technik miniaturisieren

Strukturkomponenten in der Schleimhaut könnten damit in 3D und dreifarbig dargestellt werden – und zwar ohne den Einsatz von Farbstoffen, die als Kontrastmittel wirken. „Dem behandelnden Arzt ermöglicht das eine exakte diagnostische Beurteilung in Echtzeit – dem Patienten erspart sie beispielsweise die intravenöse Kontrastmittelgabe“, meint Dr. Maximilian Waldner. Obendrein würden sich Qualität und Sicherheit von Diagnosen weiter verbessern – etwa, wenn es um die Früherkennung von Tumoren geht oder die Bewertung einer Entzündung bei Chronisch-Entzündlichen Darmerkrankungen wie Colitis Ulcerosa oder Morbus Crohn: „Für eine erfolgreiche Therapie ist es wichtig, genau beurteilen zu können, wie tief Immunzellen in das Darmgeweben eingedrungen sind, wie weit fortgeschritten also die Entzündungsreaktion ist. Die endoskopische Nutzung der Multiphotonen-Mikroskopie könnte eine Beurteilung des Entzündungsgrades ohne die Zugabe von Farbstoffen erlauben – und zwar in Echtzeit.“

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Eine Darmschleimhaut, wie sie sich durch das Multiphotonen-Mikroskop darstellt: Grün ist die reguläre Oberfäche der Darmschleimhaut, die Ephitelzellschicht, blau die Kollagenmatrix, rot sind Immunzellen, die in bestimmter Zahl auf Entzündungsreaktionen hinweisen können. © Bild: FAU

Noch haben die Wissenschaftler die Technologie vor allem an Gewebeproben getestet – eine der technischen Herausforderungen ist es, die Technik so zu miniaturisieren, dass sie in den sehr kleinen modernen Endoskopen untergebracht werden kann. Bislang konnte die Multiphotonen-Mikroskopie lediglich außerhalb des Körpers angewendet werden – z. B. in der Dermatologie. „Mittlerweile ist allerdings die Technik so weit fortgeschritten, dass wir für die Entwicklung geeigneter Endoskope einen Zeithorizont von fünf bis zehn Jahren für realistisch halten“, meint Prof. Dr. Oliver Friedrich.

Originalpublikation:

Label-Free Imaging of Inflammatory Bowel Disease Using Multiphoton Microscopy
Oliver Friedrich et al.; Gastroenterology, doi: 10.1053/j.gastro.2013.06.054; 2013

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