Ziel: Im Projekt soll die Aufnahmekinetik eines bereits zugelassenen eisenhaltigen Kernspin-Kontrastmittels durch Modellzelllinien untersucht und optimiert werden. Parallel zur kernspintomographischen Untersuchung mit 1.5 und 3T erfolgt die Quantifizierung des aufgenommenen Eisens.
Einleitung: Als Kontrastmittel für MR-Untersuchungen dienen Substanzen, die für den klinischen Einsatz zugelassen sind und durch ihre magnetischen Eigenschaften einen detektierbaren Kontrast im MR-Bild erzeugen. In den letzten Jahren wurden sogenannte SPIO (Superparamagnetic Iron Oxide) Partikel entwickelt, die in verschiedenen Partikelgrößen verfügbar sind. Bei experimentellen und klinischen Anwendungen finden vorwiegend Partikel mit Durchmessern zwischen 50 und 150 nm Anwendung. Superparamagnetische Kontrastmittel sind der biologischen Verträglichkeit wegen mit einer Dextranhülle umgeben. Diese Hülle ermöglicht eine Präparation der Partikel für spezielle Anwendungen. Eine Anwendung liegt in der Entwicklung von Methoden zur Kontrolle der Migration und des Verbleibs von implantierten, mit Kontrastmittel markierten Zellen in der Stammzelltherapie (Homing von Stammzellen).
Material und Methoden: Als Modellzelllinien wurden adhärent wachsende SK-Mel28 Melanomzellen und die CD34 positiven hämatopoetischen KG-1a Zellen als Suspensionskulturzellen verwendet. Diese wurden mit Resovist® im Kulturmedium unter verschiedenen Bedingungen markiert. Der Eisengehalt pro Zelle wurde mittels Atom-Absorptionsspektroskopie und photometrischem Test bestimmt. Für die MR-Untersuchungen wurden 20 000 bis 1 Million Zellen verwendet. Die Verteilung des eisenhaltigen Kontrastmittels an und in der Zelle wurde licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Zur Verbesserung der Eisenaufnahme wurde das Kontrastmittel mit liposomalem Transfektionsreagenz zu einem Liposomen/KM-Komplex verpackt.
Ergebnisse:. Die Eisenaufnahme in Form von KM ist abhängig von der verwendeten Zelllinie, der Inkubationszeit und der Konzentration von KM im Medium. Es werden als Maximum unter den angewandten Bedingungen rund 90 pg je Zelle erreicht.
Durch Verwendung von DOSPER als Transfektionsagenz lässt sich, bei gleicher Eisenaufnahme, die Inkubationszeit von 24 auf 4 Stunden und die Eisenkonzentration im Medium um das sechsfache verringern. Die MR-Untersuchungen ergaben, nach Optimierung der Sequenzen unter den hier verwendeten Bedingungen, eine Nachweisgrenze von 10 000 Zellen.
Zusammenfassung: Zellen werden ohne wesentliche Einschränkung der Vitalität sehr effektiv mit eisenhaltigem Kontrastmittel beladen. Durch Verwendung liposomaler Transfektionsagentien lassen sich die KM-Konzentration und die Beladungszeit wesentlich verringern.
