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Wissenschaft und Forschung

Forschungsschwerpunkte in der Klinik für Nuklearmedizin

Experimentelle Nuklearmedizin - Radiochemie/Radiopharmazie

Für die translationale Forschung werden innovative Biomarker entwickelt, die für eine molekulare Bildgebung mit PET/CT und SPECT/CT sowie für radionuklidbasierte Therapien eingesetzt werden können. Ausgangspunkt sind Tracer-Selektion und organisch-präparative Synthesen geeigneter Vorstufen zur Radiomarkierung mit ausgewählten Radionukliden. Die erzeugten Radiotracer werden in-vitro, in-vivo und ex-vivo mittels Autoradiographie sowie in Tiermodellen mittels Kleintierbildgebung (µ-PET, µ-SPECT) im ZEMM evaluiert und bei Eignung in Kooperation mit klinischen Kooperationspartnern (u.a. Onkologie, Kardiologie, Neurologie und Psychiatrie) getestet. Seit Inbetriebnahme des Zyklotrons im Juni 2011 wurde die GMP-konforme Herstellung von 18F-FDG, 18F-FET, 11C-Cholin, 18F-FLT und 68Ga-DOTATATE etabliert. Weitere Tracer werden gegenwärtig validiert. Aktuelle Projekte werden von der DFG, dem IZKF, der Deutschen Krebshilfe, dem BMBF und im Rahmen der koordinierten Programme SFB 688 und CHFC Würzburg gefördert. In Kooperation mit dem Schwerpunkt Endokrinologie der Medizinischen Klinik I wurde der Tracer 123I-Iodmetomidat evaluiert. Dieser zeigt hochspezifische und lang andauernde adrenokortikale Anreicherung. Metabolisch stabilisierte Derivate von Iodmetomidat wurden entwickelt und wie Tracer für die klinisch schwierige Differentialdiagnostik des primären Hyperaldosteronismus zum Patent angemeldet.

Präklinische Bildgebung/Kardiologie

Von der Arbeitsgruppe Radiochemie entwickelte Radiotracer werden in einem translationalen Ansatz mit µ-PET und µ-SPECT in-vivo evaluiert. Einen besonderen Schwerpunkt bildet die kardiologische Bildgebung, die durch die Rekrutierung von Prof. Dr. T. Higuchi als Leiter der präklinischen Bildgebung bedeutend gestärkt werden konnte. Es wurden bereits zahlreiche Projekte initiiert, u.a. zur Untersuchung der myokardialen Innervation und des Remodelling nach Myokardischämie. Untersuchungen zur Regulation des kardialen Metabolismus beim Typ2-Diabetes wurden durchgeführt sowie Studien zur Klärung der Bedeutung der Transmembranprotease Fibroblast-Activation-Protein α für die Wundheilung und Fibrosereaktion nach Infarkt. Darüber hinaus werden Kleintier-PET Untersuchungen im Schlaganfall- und Neurotraumamodell sowie in onkologischen Tiermodellen durchgeführt. In Kooperation mit der Kardiologie wurde die Aufnahme der Tracer 18F-FDG und 68Ga-DOTATATE im Rattenmodell hinsichtlich ihrer Eignung als Surrogatmarker inflammatorischer Veränderungen der Gefäßwand untersucht.

Diagnostik und Therapie von Schilddrüsenerkrankungen

Im Mittelpunkt der klinischen Forschung steht das Schilddrüsenkarzinom, das in einem regionalen Tumorregister in Zusammenarbeit mit dem Comprehensive Cancer Center Mainfranken geführt wird. Die Therapie und Nachsorge strahleninduzierter kindlicher Schilddrüsenkarzinome erfolgt in Kooperation mit Partnerinstitutionen in Minsk und Nagasaki. Die Klinik nimmt an Zulassungsstudien neuer Medikamente für das Schilddrüsenkarzinom teil. Das von Prof. Buck und Prof. Schneider initiierte Würzburger Schilddrüsenzentrum (WSZ) fördert die Außenwirkung und die interdisziplinäre Forschungsvernetzung zum besseren Verständnis von Krankheitsursachen und Etablierung neuer Ansätze zur Prävention, Therapie und Rehabilitation. Die Forschungsaktivitäten werden um den Einsatz des PET-Isotopes 124I zur Bildgebung und Dosimetrie des differenzierten Schilddrüsenkarzinoms erweitert. Mittels 124I-PET soll die Evidenz einer thyreoablativen Radioiodtherapie bei Schilddrüsenkarzinomen mit niedrigem Risiko in einer randomisierten klinischen Studie überprüft werden.

Medizinische Physik/Strahlenschutz/Biodosimetrie

Der Arbeits- und Forschungsschwerpunkt liegt auf dem Gebiet des Strahlenschutzes, der Personendosimetrie, physikalischer und biodosimetrischer Verfahren, sowie der Verbesserung dosimetrischer Verfahren zur Radioiodtherapie des Schilddrüsenkarzinoms und anderen experimentellen Therapien. Das EU-Projekt “Dosimetry and Health Effects of Diagnostic Applications of Radiopharmaceuticals with particular emphasis on the use in children and adolescents” (www.peddose.net) wird gemeinsam mit den Institutionen BfS, Universität Gent, INSERM und EIBIR als Projektkoordinator durchgeführt. Es umfasst die Datenermittlung für Dosiskoeffizienten sowie Möglichkeiten zur Dosisreduktion durch Analysen aus der Hybridbildgebung („time-of-flight“ PET/CT“). Seit Juni 2011 wird im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes NUKDOS zusammen mit der Universität Ulm und dem BfS die Methodenentwicklung und Standardisierung der Dosimetrie mit offenen radioaktiven Stoffen weiterentwickelt. Von besonderem Interesse sind Radionuklide, die sich unter Therapie zur Dosimetrie eignen (131I, 111In/90Y, 177Lu). Dabei sollen methodische Probleme der patientenspezifischen Dosimetrie vor geplanten Radionuklidtherapien bearbeitet werden. In Kooperation mit dem Institut für Radiobiologie der Bundeswehr werden Induktion, Persistenz und Verschwinden von DNA-Schäden anhand von induzierten Gamma-H2AX-Foci im Rahmen eines von der DFG geförderten Projektes untersucht.

Onkologie

Für die klinisch-onkologische Forschung stehen Biomarker der Glukose-Utilisation (18F-FDG), des Lipidstoffwechsels (11C-Cholin) und der Proteinbiosynthese bzw. des Aminosäuretransports (18F-FET, 11C-MET) zur Verfügung.  Für die nicht-invasive Diagnostik neuroendokriner Tumore wurde Ga-68-DOTATATE als Surrogatmarker der Somatostatinrezeptor-Expression (SSTR) etabliert. Das Spektrum von Radiopharmaka für radionuklidbasierte Therapien wurde um neuartige Radiopeptid- und Radioimmuntherapien erweitert. Die SSTR-gerichtete Radionuklidtherapie mit 177Lu-177-DOTOTATE stellt eine effektive Behandlungsoption bei neuroendokrinen Tumoren und bei weiteren Neoplasien mit einer Überexpression von Hormonrezeptoren dar. Bei Patienten mit metastasiertem Nebennierenrinden-Karzinom wurden Heilversuche mit 131I-Iodmetomidat durchgeführt. Basierend auf einer hohen Spezifität des Tracers und schneller Metabolisierung in-vivo können hohe Aktivitätsmengen von bis zu 20 GBq [131I]Iodmetomidat mit beachtlichem Erfolg und geringen Nebenwirkungen verabreicht werden.

Neurologie/Psychiatrie/Kinder- und Jugendpsychiatrie

In Kooperation mit der Neurologischen Klinik wird bei M. Parkinson und atypischen Parkinsonsyndromen die Dopamintransporter-Szintigraphie mit klinisch-neurologischen Parametern verglichen. In Kooperation mit der Neurologie der Universität des Saarlandes (Prof. Fassbender, PD Dr. Spiegel) wurde eine klinische Studie zur in-vivo Quantifizierung der zerebralen nikotinerg-cholinergen Funktion bei Patienten mit M. Parkinson durchgeführt. Mit dem Projekt soll geklärt werden, ob die beim M. Parkinson histopathologisch bekannte Affektion des cholinergen Systems zum klinischen Phänotyp beiträgt. Für die Demenzdiagnostik wurden automatisierte parametrische Auswerteverfahren eingeführt und evaluiert.

Neuromuskuläres-Skelettales System

In Forschungsprojekten zur Biomechanik des Knochens wurde die periphere quantitative Computertomographie erfolgreich interdisziplinär mit der Chirurgie II und dem  Orthopädischen Zentrum für Muskuloskelettale Forschung und Experimentelle und Klinische Osteologie eingesetzt.

WHO REMPAN Zentrum

Das 2009 erneut für 4 Jahre akkreditierte Kollaborationszentrum für medizinische Vorsorge und Hilfe bei Strahlenunfällen (www.rempan.de) innerhalb des WHO-Netzwerks „REMPAN“ (Radiation Emergency Medical Preparedness Assistance Network) setzte die jährlichen bundesweiten Erhebungen an Kliniken fort, die bei einem Nuklearunfall Hilfe leisten können. Die in einer Datenbank dokumentierten Resultate der Erhebungen 2010 und 2011 dienen als Basis für ein Web-basiertes Zuweisungssystem von Strahlenunfallpatienten an geeignete Kliniken. Im Rahmen des vom BMU geförderten Forschungsvorhabens „Aus- und Weiterbildung von Ärzten im Strahlenunfallmanagement“ wurde ein Curriculum „Präklinisches Strahlenunfallmanagement“ entwickelt und in zwei Pilotkursen getestet und evaluiert.