Erste Röntgenbilder von Hirnzellen

Spezielles Bildgebungsverfahren ermöglicht besonders hohe Auflösung

Zellen im Kleinhirn
Zellen im Kleinhirn

Basel (Schweiz) - Wenn der Arzt ein konventionelles Röntgenbild erstellt, dann wird die Strahlung vom dichten Knochengewebe stark absorbiert, weiche Gewebeteile wie Muskeln oder Organe sind auf der Aufnahme dagegen nur undeutlich zu erkennen. Die Magnetresonanztomographie kann auch sie sichtbar machen, ihre Auflösung ist jedoch begrenzt. Forscher der Universität Basel gelang es nun erstmals, mit einer speziellen Röntgentechnik einzelne Hirnzellen abzubilden. Bei lebenden Menschen kann das Verfahren nicht angewendet werden, weil die Strahlendosis zu hoch ist, doch die Wissenschaftler hoffen auf wichtige Erkenntnisse für die Medizin.

Die Gruppe um Bert Müller nutzte für ihre Experimente die sogenannte Phasenkontrastbildgebung. Das Bild entsteht hier nicht durch Absorption (Abschwächung) der Röntgenstrahlung, sondern durch die Veränderung ihrer sogenannten "Phase", das heißt die Lage der Minima und Maxima der Röntgen-Photonen. Das Verfahren ist bereits seit einigen Jahren bekannt, und wird bereits für die optische Mikroskopie angewandt. Im Röntgenbereich ist es jedoch sehr aufwendig: Man benötigt dazu Synchrotronstrahlung, also hochenergetische Röntgenstrahlung, die nur mit Teilchenbeschleunigern erzeugt werden kann.

Müller und sein Team untersuchten damit zentimetergroßen Gewebeblocks aus einem menschlichen Kleinhirn. Auf den Aufnahmen waren die Blutgefäße zu erkennen, außerdem ließen sich graue sowie verschieden Arten von weißer Hirnsubstanz klar unterscheiden. Die Wissenschaftler machten außerdem Purkinje-Zellen sichtbar. Diese sind im Vergleich zu anderen Hirnzellen relativ groß und bilden den einzigen Ausgang für Signale aus dem Kleinhirn. Bisher waren solche Zellen nur dann erkennbar, wenn sie vorher mit Kontrastmitteln eingefärbt wurden. "Das ist, wie wenn man so scharfe Augen hätte, dass man auf dem Mond einen kleinen Lastwagen sehen könnte", beschreibt Müller die Technik.

In einem weiteren Projekt will Müller gemeinsam mit Forschern der ETH Zürich Krebsgeschwüre untersuchen, die aus Mäusen entnommen wurden. Darin wollen sie auch die feinsten Blutgefäße nachweisen und damit das Wachstum von Tumoren besser verstehen.