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Tracer

Synonyme: Radionuklide
Englisch: Radioactive tracer

1 Definition

Tracer sind künstliche, mit radioaktiven Stoffen versetzte Substanzen, die aus körpereigenen oder körperfremden Substanzen bestehen. Dazu gehört ein organaffiner Bestandteil, der für die Anreicherung z.B. in Organen zuständig ist und ein Radionuklid, welches die Messung der Anreicherung ermöglicht. Diese nehmen am Metabolismus des Organismus teil, d.h. werden verstoffwechselt, und können als Grundlage für Forschung, Therapie und Diagnostik dienen. Auch Radionuklide die mit Hilfe eines Fremdkörpers in den Körpergebracht werden, bezeichnet man als Tracer, da sie als solches dienen können. Tracer werden in Form von Kits geliefert, welche schon dosierte Einheiten an organaffinen Stoffen besitzen. Das entsprechende Radionuklid wird dann nach Bedarf beigemischt.

2 Tracer in der internen Strahlentherapie

In der internen Strahlentherapie werden Tracer eingesetzt, um radioaktive Stoffe in den Körper zu schleusen. Dort angelangt können diese sich in malignen Neoplasien anreichern und dort zu lokalen Apoptosen bzw.Nekrosen der Krebszellen führen. Dabei werden aber auch gesunde Zellen zerstört. Heutzutage wird versucht durch sog. Marker und besonderen Modifikationen die Selektivität gegenüber Krebszellen zu erhöhen um gesundes Gewebe zu schonen. Bei der interne Strahlentherapie werden Isotope verwendet, die etwas energiearme β- Strahlen mit geringer Reichweite emittieren. Früher wurden auch intensive a-Strahlen eingesetzt, welche von einem 226Ra emittiert wurden. Allerdings wurde diese Methode wieder fallengelassen, da die Halbwertszeit von 226Ra 1622 Jahre beträgt.

2.1 Interstitielle Methode

Bei äußeren Neoplasien wie z.B. auf der Haut und bei inoperablen Bronchialkarzinomen kann eine interstitielle Strahlentherapie angewandt werden. Bei dieser Therapie werden radionuklidhaltige Fremdkörper in das Tumorgewebe eingebracht und können dort ihre radioaktiven Eigenschaften entfalten. Dies wird auch als die sog. Spickmethode bezeichnet. Typischerweise werden hier Nadeln mit 198Au verwendet, die sog. "Goldseeds"

2.2 Intraaktiväre Methode

Bei Tumoren in Mund, Nase, Rektum, Uterus, uvm. wird jedoch eine intraaktiväre Strahlentherapie bevozugt. Diese erfolgt durch die Einbringung von Kapseln mit Radionukliden in Organhöhlen, welche dort dann ihre Wirkung nach und nach entfalten können. Hauptsächlich wird hierbei das Afterloading-Verfahren verwendet. Dabei wird die leere Kapsel eingeführt und anschließend im Organismus mit radioaktiven Substanzen befüllt. Hierbei wird für gewöhnlich das Isotop 192Ir verwendet.

3 Tracer in der metabolischen Strahlentherapie

Diese Methode ist die am stärksten durch die Forschung vertretene Methode. Sie beruht auf der Injektion von Radionukliden, die an Tracer gebunden sind. Diese Trägermoleküle sind in der Lage Neoplasien zu registrieren und die Radionuklide erst an dieser Stelle freizusetzen. Somit erhöht sich die Selektivität um Potenzen und die Überlebenschancen des Patienten steigen stetig. Aktuell wird versucht für alle Arten des malignen neoplastischen Gewebes Trägermoleküle zu synthetisieren, die diese Gewebe erkennen und somit das Radionuklid freisetzen. Dies würde die Therapieeffizienz stark erhöhen und zu besseren Heilungsraten führen. Zurzeit wird häufig die Radioiodtherapie verwendet, welche die 131I-Isotope verwendet.

4 Tracer in der Diagnostik

Tracer werden hier dem Patienten verabreicht, welche dann in bestimmte Organe oder Gewebe wandern und dort am Stoffwechsel teilnehmen. Somit werden radioaktiv markierte Atome in viele verschiedene Produkte des Stoffwechsels eingebaut. Die von diesen markierten Atomen emittierte radioaktive Strahlung wird durch Detektoren erfasst. Das Ergebnis wird dazu verwendet, um Stoffwechselstörungen oder Neoplasien zu diagnostizieren. State-of-the-Art-Methode ist zurzeit die Szintigraphie. Hier wird das künstliche, metastabile 99mTechnetium verwendet. Dies sendet für ca. 6 Stunden langwellige gamma-Strahlung, welche zur Detektion verwendet wird. Dabei wandelt sich das 99mTc in das 99Tc um, welches nur weiche β-Strahlung emittiert. Weiche β-Strahlung ist für den Organismus weitestgehend ungefährlich. In seltenen Fällen wird auch das günstige 123I verwendet, jedoch wird es wegen der großen Strahlungsbelastung vermieden.

5 Tracer in der Forschung

Für das Aufklären von Stoffwechselwegen und deren Mechanismen ist es nötig Stoffe, die am Metabolismus teilnehmen zu markieren. Hier kommen die sog. Tracer zum Einsatz (deutsch: Spur). Hier werden verschiedenste Tracer benutzt, um Markierungen vorzunehmen. Für die Altersbestimmung wird das 14C-Isotop benutzt. Für andere Stoffwechselwege und sonstiges wird das sog. Tritium benutzt, welches ein 3H-Isotop ist. Hierbei ist zu vermerken, dass durch Isotopenmarkierungen die chemischen Eigenschaften der Stoffe sehr wenig bis gar nicht verändert werden und somit kein Einfluss von außen auf den Stoffwechselweg wirkt. So kann man die natürlichen Stoffwechselwege oder Metabolisierungen einwandfrei verfolgen. Zurzeit wird mit dem Schwefel Isotop 35S Forschung im Bereich Tumordiagnostik betrieben.

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