Tracer
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 16. März 2024Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Tracer sind künstliche körpereigene oder körperfremde Substanzen, die radioaktiv markiert werden, um nach Einbringung in den Körper des Patienten an dessen Stoffwechselprozessen teilzunehmen. Tracer ist das englische Wort für Spur. Anhand der Spuren und Markierungen, die die Tracer im Körper des erkrankten Patienten hinterlassen, ermöglichen und erleichtern sie Forschern und Radiologen unterschiedliche Untersuchungen. Das Synonym lautet Radionuklid.
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Was sind Tracer?
Der Begriff Tracer wird der Nuklearmedizin zugeordnet. Diese Markierungssubstanz in der metabolischen Untersuchung ist ein möglichst kurzlebiges Radionuklid (Radioindikator), das eine minimale Strahlendosis verursacht.
Diese beigemischte Tracer-Dosis fungiert durch ihre registrierte Strahlung (RIA) als Spürsubstanz im menschlichen Körper, um Untersuchungen und Therapien erkrankter Patienten zu erleichtern. Es handelt sich um körperfremde oder körpereigene mit radioaktiven Stoffen versetzte Substanzen. Der organaffine Bestandteil ist für die Anreicherung dieser Substanzen in den Organen zuständig. Das Radionuklid ermöglicht die Messung dieses Anreicherungsprozesses.
Es nimmt am Stoffwechselprozess (Metabolismus) des Organismus teil und dient als Grundlage für Diagnostik, Therapie und Forschung. Auch durch Fremdkörper in den Organismus eingebrachte Radionuklide werden als Tracer bezeichnet, da sie dieselben Aufgaben erfüllen. Tracer werden angereichert mit dosierten Einheiten organaffiner Stoffe in Form von Kits geliefert. Das benötigte Radionuklid wird entsprechend beigemischt.
Funktion, Wirkung & Ziele
Die moderne Medizin versucht, dieses Risiko zu minimieren, indem sie sogenannte Marker und spezielle Modifikationen einsetzt, um die Selektivität zwischen malignen und gesundem Gewebe zu erhöhen und den Patienten damit zu schonen. Die interne Strahlentherapie verwendet Isotope durch Emittierung der energiearmen ß-Strahlen mit geringer Reichweite. Weist der Patient Tumore in Rektum, Nase, Mund und Uterus auf, bevorzugen die Radiologen die intraaktiväre Strahlentherapie. Die Behandlung erfolgt durch die Vergabe mit Radionukliden versetzter Kapseln in den betroffenen Organhöhlen. Dort entfalten die Kapseln nach und nach ihre Wirkung. Durch das Afterloading-Verfahren erfolgt die Einführung leerer Kapseln, die anschließend im Organismus mit radioaktiven Substanzen befüllt wird. Verwendung findet hierbei das Isotop 192Ir (Iridium).
Die metabolische Strahlentherapie ist in der Forschung am stärksten vertreten. Sie beruht auf an Tracer gebundene Injektionen von Radionukliden. Diese fungieren als Träger-Moleküle, die in der Lage sind, Neoplasien zu registrieren und die Radionuklide an den betroffenen Stellen freizusetzen. Die Selektivität erhöht sich durch diesen gezielten Einsatz um Potenzen, schont den Patienten und verbessert dessen Überlebenschancen. Forscher versuchen derzeit, diese Therapieform soweit voranzubringen, dass für alle Arten von malignen neoplastischen Gewebe synthetische Trägermoleküle zur Verfügung stehen, um das Radionuklid freizusetzen. Sind die Forscher erfolgreich in ihren Bemühungen, erhöht diese Vorgehensweise die Therapieeffizienz und die Heilungsraten. Derzeit findet die Radiojodtherapie unter Einsatz des 131I-Isotopes (Iod, Iodine) Verwendung.
Auch in der Diagnostik setzten die Mediziner Radioindikatoren ein. Sie werden den Patienten verabreicht, um im Gewebe oder in bestimmten Organen am Stoffwechsel teilzunehmen. Radioaktiv markierte Atome werden durch diese Tracer in verschiedene Stoffwechselprodukte eingeschleust. Detektoren erfassen die von den markierten Atomen emittierte radioaktive Strahlung. Radiologen verwenden das so gewonnene Ergebnis, um Neoplasien und Stoffwechselstörungen zu diagnostizieren. Durch die State of the Art-Methode der Szintigraphie wird das künstliche, metastabile 99mTechnetium (Nuklidgenerator) verwendet. Durch die Umwandlung von 99mTc in das 99Tc wird ausschließlich eine weiche ß-Strahlung (Betastrahlung) emittiert, die für den erkrankten Organismus ungefährlich ist.
Dieses Isotop ist in der Radiopharmazie besonders populär. 85 Prozent der radiologischen Untersuchungen werden unter Verwendung dieses Isotops durchgeführt. 99mTc wird durch einen sogenannten Generator durch den Einsatz steriler Kochsalzlösung gewonnen und anschließend eluiert. 99m steht für metastabil. Anschließend erfolgt die Umwandlung in das Isotop 99Tc. Der Patient bekommt eine schwach radioaktive Substanz (Tracer) in Form von 99-Technetium in die Armvene gespritzt. Diese lagert sich in den gut durchbluteten und stoffwechselaktiven Bereichen im Körper ab. Nach etwa drei Stunden macht der Radiologe eine Aufnahme des mit den Radionukliden versehenen Körpers.
Die Tracer geben ihm nun Auskunft darüber, in welchen Bereichen sich Tumore angesiedelt haben. Dies geschieht durch eine Gammakamera, die die Strahlung misst und Tumore und andere Tracer-reiche Zonen als dunkle Flecken darstellt. Durch die Szintigraphie lassen sich kleinste Metastasen nachweisen, die auf einem regulären Röntgenbild nicht sichtbar sind. Tracer werden gleichfalls in der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eingesetzt.
Die Strahlenbelastung der radioaktiv geladenen Teilchen ist gering, so dass für den menschlichen Organismus besteht. Durch die PET-Kamera machen die Tracer die Stoffwechselprozesse im Inneren des Körpers sichtbar. Auch bei dieser Untersuchung werden dem Patienten radioaktiv markierte Wirkstoffe, zum Beispiel Traubenzucker, in die Armvene gespritzt, damit der Radiotracer mit dem Blut durch den Körper fließt und sich dort in den Zellen absetzt.
Auch in der Forschung finden Tracer Einsatz. Sie ermöglichen, Stoffwechselwege und ihre Mechanismen aufzuklären und Stoffe zu markieren, die am Metabolismus teilnehmen. Die Forscher verwenden verschiedene Radiotracer, um Markierungen vorzunehmen. Das 14C-Isotop ermöglicht die Altersbestimmung. Zur Erforschung weiterer Stoffwechselwege wird Tritium in Form des 3H-Isotops verwendet. Isotopenmarkierungen verändern die chemischen Eigenschaften der Stoffe nur sehr geringfügig. Aus diesem Grund erfolgt kein negativer äußerer Einfluss auf den Stoffwechselweg. Durch den Einsatz der Radionuklide sind die Forscher in der Lage, die Metabolisierungen und Stoffwechselwege lückenlos zu verfolgen. Die Forschung beschäftigt sich zurzeit mit dem Schwefel-Isotop 35S auf dem Gebiet der Tumordiagnostik.
Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren
Die Strahlung, die von den eingesetzten Tracern ausgeht, ist vergleichbar mit der natürlichen Radioaktivität, der jeder Mensch ausgesetzt ist. Zudem scheidet der Körper die Tracer bereits nach kurzer Zeit durch das Urin wieder aus. In seltenen Fällen können sie Allergien verursachen. Zur Sicherheit sollte der Mediziner seinen Patienten vor der Behandlung nach eventuell vorhandenen Allergien befragen.
Quellen
- Bücheler, E., et al.: Einführung in die Radiologie: Diagnostik und Interventionen. Thieme, Stuttgart 2006
- Wetzke, M. et. al.: Bildgebende Verfahren. Urban & Fischer, München 2012
- Zink, C.: Schering Lexikon Radiologie. AWB Wissenschaftsverlag, Berlin 2005