Tracer

Tracer nehmen am Metabolismus des Organismus teil, d.h.sie werden verstoffwechselt. Die Messungen können als Grundlage für Forschung, Therapie und Diagnostik dienen. Auch Radionuklide, die mithilfe eines Fremdkörpers in den Körper gebracht werden, können als Tracer fungieren. Tracer werden in Form von Kits geliefert, welche schon dosierte Einheiten an organaffinen Stoffen besitzen. Das entsprechende Radionuklid wird dann nach Bedarf beigemischt.

siehe auch: Radiopharmakon

Brachytherapie

In der Brachytherapie werden Tracer eingesetzt, um radioaktive Stoffe in den Körper zu schleusen. Dort angelangt, können diese sich in malignen Neoplasien anreichern und zu lokalen Apoptosen bzw.Nekrosen der Krebszellen führen. Dabei werden jedoch auch gesunde Zellen angegriffen. Bei der internen Strahlentherapie werden Isotope verwendet, die energiearme β- Strahlen mit geringer Reichweite emittieren. Früher wurden auch intensive a-Strahlen eingesetzt, die von einem ²²⁶Ra emittiert wurden. Da die Halbwertszeit von ²²⁶Ra 1622 Jahre beträgt, wird diese Methode mittlerweile nicht mehr verwendet.

Heutzutage wird versucht durch sog. Marker und besondere Modifikationen die Selektivität gegenüber Krebszellen zu erhöhen, um gesundes Gewebe zu schonen.

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 dabei Nadeln mit ¹⁹⁸Au verwendet, die sog. "Goldseeds"

Intraaktiväre Methode

Bei Tumoren u.a. in Mund, Nase, Rektum, Uterus, wird eine intraaktiväre Strahlentherapie bevorzugt. Diese erfolgt durch die Einbringung von Kapseln mit Radionukliden in Organhöhlen, die dort 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. Für gewöhnlich wird das Isotop ¹⁹²Ir verwendet.

Metabolische Strahlentherapie

Der Einsatz in der metabolischen Strahlentherapie 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 (2024) wird daran gearbeitet 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, bei der die ¹³¹I-Isotope genutzt werden.

Diagnostik

Tracer werden in der Diagnostik dem Patienten verabreicht, die anschließend in bestimmte Organe oder Gewebe wandern und dort am Stoffwechsel teilnehmen. Somit werden radioaktiv markierte Atome in viele verschiedene Produkte des Stoffwechsels eingebracht. Die von diesen markierten Atomen emittierte radioaktive Strahlung wird durch Detektoren erfasst. Das Ergebnis wird verwendet, um Stoffwechselstörungen oder Neoplasien zu diagnostizieren. State-of-the-Art-Methode ist zurzeit (2024) die Szintigraphie. Hier wird das künstliche, metastabile ^99mTechnetium verwendet. Dieses sendet für ca. 6 Stunden langwellige Gamma-Strahlung, die 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 zudem das günstige ¹²³I verwendet, jedoch wird es wegen der großen Strahlungsbelastung vermieden.

Forschung

Für das Aufklären von Stoffwechselwegen und deren Mechanismen ist es notwendig, Stoffe, die am Metabolismus teilnehmen, zu markieren. Hier kommen die sog. Tracer zum Einsatz (deutsch: Spur). Dabei werden verschiedenste Tracer benutzt, um Markierungen vorzunehmen. Für die Altersbestimmung wird das ¹⁴C-Isotop benutzt. Z.B. für andere Stoffwechselwege wird das sog. Tritium benutzt, das 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 (2024) wird mit dem Schwefel-Isotop ³⁵S Forschung im Bereich Tumordiagnostik betrieben.