Multiple Sklerose: Große Erkenntnis trotz kurzer Signale

Marcus Sefrin

07.06.2024

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Ein neues MRT-Verfahren bildet die Myelinscheiden im Gehirn genauer ab als bisher möglich. Es könnte auch dazu dienen, weitere feste Gewebetypen wie Sehnen und Bänder besser sichtbar zu machen.

Ein zentrales Merkmal der multiplen Sklerose (MS) ist, dass das eigene Immunsystem die Myelinscheiden im Zentralnervensystem angreift und zerstört. Bislang ist es jedoch nicht gelungen, die Myelinscheiden so gut sichtbar zu machen, dass diese Information für die Diagnose und Verlaufskontrolle von MS dienen könnte. Forschende vom Institut für Biomedizinische Technik der ETH Zürich haben nun ein neues Verfahren der Magnetresonanztomographie (MRT) entwickelt, das den Zustand der Myelinscheiden genauer als bisher möglich abbildet, und das Verfahren erstmals erfolgreich an gesunden Menschen getestet.

Das MRT-System mit speziellem Kopfscanner könnte Ärztinnen und Ärzten in Zukunft dabei helfen, MS frühzeitig zu erkennen und den Verlauf der Krankheit besser zu überwachen. Zudem könnte die Technologie die Entwicklung neuer Medikamente gegen MS erleichtern und darüber hinaus dazu dienen, weitere feste Gewebetypen wie Bindegewebe, Sehnen und Bänder besser sichtbar zu machen.

Quantitative Myelinkarten

Mit herkömmlichen MRT-Geräten lassen sich die Myelinscheiden nur ungenau und indirekt abbilden. Der Grund dafür ist, dass die meisten Geräte auf Wassermoleküle im Körper reagieren, die durch Radiowellen in einem starken Magnetfeld angeregt werden. Die Myelinscheiden, die sich in mehreren Lagen um die Nervenfasern wickeln, bestehen jedoch hauptsächlich aus Fettgewebe und Proteinen. Nur zwischen diesen Lagen befindet sich das sogenannte Myelinwasser. Standard-MRTs nutzen für ihre Bilder vor allem die Signale der Wasserstoffatome im Myelinwasser und bilden die Myelinscheiden nicht direkt ab.

Das neue MRT-Verfahren dagegen misst den Myelingehalt direkt. Es versieht die MRT-Aufnahmen des Gehirns mit Zahlenwerten. Diese zeigen, wie viel Myelin an einer bestimmten Stelle im Vergleich zu anderen Bereichen des Bildes vorhanden ist. So bedeutet beispielsweise die Zahl 8, dass der Myelingehalt an dieser Stelle nur acht Prozent von einem Maximalwert von 100 beträgt, was auf eine deutliche Ausdünnung der Myelinscheiden hinweist. Grundsätzlich gilt: Je dunkler der Bereich und je kleiner die Zahl im Bild, desto stärker sind die Myelinscheiden reduziert. Mit diesen Angaben könnten Ärztinnen und Ärzte den Schweregrad und Verlauf von MS besser einschätzen.

Warum es so schwierig ist, Myelinscheiden direkt abzubilden

Die Myelinscheiden direkt abzubilden, ist trotzdem schwierig, weil die Signale, die das MRT im Gewebe auslöst, viel kurzlebiger sind als die Signale, die vom Myelinwasser ausgehen. «Vereinfacht gesagt bewegen sich die Wasserstoffatome im Myelingewebe weniger frei als im Myelinwasser. Sie erzeugen daher viel kurzlebigere Signale, die nach einigen Mikrosekunden wieder verschwinden», erklärt Weiger. Ein herkömmlicher Kernspintomograph kann diese flüchtigen Signale gar nicht erfassen, da er nicht schnell genug misst.

Die Forschenden verwendeten einen speziell angepassten MRT-Kopfscanner, den sie in den letzten zehn Jahren zusammen mit den Firmen Philips und Futura entwickelt hatten. Dieser zeichnet sich durch besonders starke Gradienten im Magnetfeld aus. «Je größer die Veränderung der Magnetfeldstärke ist, welche die drei Spulen im Scanner erzeugen, desto schneller können Informationen über die Position von Wasserstoffatomen aufgezeichnet werden», erklärt Emily Baadsvik, Erstautorin der Publikation zu der neuen Methode. 

Die Arbeitsgruppe hat ihr MRT-Verfahren bereits erfolgreich an Gewebeproben von MS-Patienten sowie an zwei gesunden Personen getestet. Als Nächstes will sie es an MS-​Patienten direkt testen.