Zielsetzung Krebszellen nutzen zur Energiegewinnung primär die anaerobe Glykolyse (‚Warburg Effekt‘).
Die Inhalation von angereichertem 17-O2-Gas ermöglicht eine spezifische Darstellung
des zerebralen Sauerstoffumsatzes (engl. cerebral metabolic rate of oxygen consumption=CMRO2
[μmol/g/min]). Ziel dieser Arbeit ist die Quantifizierung des Tumormetabolismus bei
Gliompatienten in einer prospektiven Studie mittels dynamischer 17O-MRT bei 7-Tesla.
Material und Methoden 10 Gliompatienten (42±18 Jahre) wurden an einem 7-Tesla Ganzkörper-MRT (Siemens Healthineers,
Erlangen, DE) mit einer 17O/1H-Kopfspule untersucht. Im 3-phasigen Inhalationsexperiment
(t1=5:00 min Baseline, t2 ≤10:00 min Inhalation, t3≤15:00 min Abklingphase) wurde
den Probanden ca. 3.8L 70%-angereichertes 17O2-Gas (Nukem Isotopes GmbH, Alzenau,
DE) appliziert, um die CMRO2 dynamisch zu bestimmen. Zur Quantifizierung wurden 3D-Ganzhirn-Segmentierungen
der grauen und weißen Substanz sowie der Tumorareale erstellt. Statistische Analysen
erfolgten mittels Friedman-Test und paarweisem post-hoc Vergleich nach Holm-Sidak.
Low- und High-grade Gliome (LGG, n1=5; HGG n2=5) wurden zudem mittels Wilcoxon-Rangsummentest
verglichen.
Ergebnisse Die im Tumorvolumen ermittelte CMRO2 (HGG: 0.23±0.07; LGG: 0.39±0.16; overall: 0.34±0.16
μmol/g/min) zeigte sich im Vergleich zur grauen Substanz (2.36±0.22; p<.001) und weißen
Substanz (0.75±0.10; p<0.001) signifikant erniedrigt. Der pathologisch veränderte
Zellmetabolismus zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen LGG und HGG (p=0.31),
sodass im Rahmen dieser Arbeit erstmals der Warburg-Effekt gleichermaßen in LGG und
HGG nachgewiesen werden konnte.
Schlußfolgerungen Die dynamische 17O-MRT ermöglicht eine nicht-invasive Quantifizierung des zerebralen
Sauerstoffmetabolismus und dadurch die Darstellung des Warburg-Effektes bei Gliompatienten
in vivo. Diese Einblicke in den Tumormetabolismus könnten die Diagnostik und Therapieplanung
bei onkologischen Erkrankungen verbessern.
