Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum am im Institut für Medizin in Jülich
vom 26. März bis zum 5. April 2007
Von Julia Mees
In den Osterferien 2007 habe ich ein Praktikum am Forschungszentrum Jülich im Institut für Medizin (IME) absolviert. Das IME konzentriert sich besonders auf die Hirnforschung. In verschiedenen Arbeitsgruppen werden hier Menschen- und Tiergehirne (hauptsächlich Ratten und Mäuse) auf ihre Funktion untersucht, seziert und ihre Anatomie durch verschiedene Bildgebungsverfahren dargestellt. Während des zweiwöchigen Praktikums habe ich mir verschiedene Arbeitsgruppen im IME angesehen, habe aber auch einen kurzen Einblick in das Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM) und in die Nuklearchemie gewonnen.
Das Institut für Medizin (IME)
Einen wesentlichen Bestandteil der Forschungen macht die Hirntumordiagnose aus. Bei Patienten, bei denen ein Hirntumor festgestellt werden bzw. näher untersucht werden soll, wird zunächst eine MRT angewandt (Magnet-Resonanz-Tomographie), die auch als CT bekannt ist. Dazu wird der Patient in die sogenannte „Röhre“ geschoben, in der ein supraleitender Elektromagnet, also ein Magnet, dessen Widerstand aufgrund einer sehr tiefen Temperatur praktisch ausgeschaltet ist, ein sehr starkes Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld beeinflusst die Wasserstoff-Atome im Körper, und zwar besonders die des Hirns, da es zu etwa 70% aus Wasser besteht. Die H-Atome werden durch das Magnetfeld quasi „gekippt“ und geben dabei Signale ab, welche dann von einem Computer in ein anatomisch sehr vielschichtiges Bild umgewandelt wird, dessen Auflösung allerdings sehr schlecht ist. Der Hirntumor ist zwar schon zu erkennen, um ihn aber näher definieren zu können, muss ein weiteres Verfahren angewandt werden.
Der Positronen-Emissions-Tomograph
Dazu wird dem Patient ein sogenannter „Tracer“ injiziert: eine radioaktiv markierte Substanz, die sich in bestimmten Regionen des Körpers ansammelt. In diesem Fall werden natürliche Substanzen, z. B. bestimmte Aminosäuren, gespritzt, die besonders gut im Tumorgewebe anreichern. Die Messung läuft mithilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET): Die radioaktive Substanz im Körper zerfällt und sendet dabei Strahlung aus, die von einem Detektorring im PET-Gerät erfasst und wiederum in einem Computerverfahren ausgewertet wird. Das entstandene Bild zeigt jetzt deutlich die Regionen im Hirn auf, die mehr Substanz angereichert haben als das übrige Gewebe: der Tumor ist deutlich zu erkennen. Das MRT- und das PET-Bild werden nun übereinander gelegt. An der Stärke der Anreicherung und dem Aussehen des Tumors ist schließlich zu erkennen, ob es sich um einen hoch- oder niedriggradigen Tumor handelt, in welcher Region er besonders stark ist und ob und inwieweit der weitere Verlauf vorhersehbar ist.
Da im Forschungszentrum, wie der Name schon sagt, reine Forschung betrieben wird, wird der Tumor nur diagnostiziert, der Patient zur weiteren Behandlung jedoch an die entsprechenden Kliniken überwiesen.
In einer Studie, in der die Belastung des Körpers durch die radioaktive Strahlung untersucht wird, wird die Radioaktivität in den Blutproben gemessen, die dem Probanden in regelmäßigen Abständen während der fünfstündigen Ganzkörperuntersuchung abgenommen wurden.
Mit dem PET werden in unterschiedlichen Studien allerdings nicht nur kranke, sondern auch viele gesunde Menschen untersucht, um die Aufgabe bestimmter Rezeptoren und Botenstoffe oder die Ursachen für neurologische Krankheiten zu erklären.
Während meines Aufenthalts wurde gerade ein Gerät aufgebaut, welches zukünftig die Aufgabe beider Geräte vereinigen soll, sodass beide Schritte in einem Durchgang ablaufen können, was natürlich eine Entlastung für den Patienten bedeutet und das zeitaufwändige „Fusionieren“ der einzelnen Bilder, also das „Verschmelzen“ der PET und MRT Aufnahmen, ablösen soll.
Neben dem MRT und dem PET lernte ich noch die MEG kennen (Magnetenzephalographie). Hier werden mittels einer sehr empfindlichen Technik die Gehirnströme gemessen und mithilfe des MRT-Bildes räumlich eingeordnet. So kann untersucht werden, welches Hirnareal im Kopf eines Probanden gerade aktiv ist, wenn er beispielsweise eine Rechenaufgabe löst.
Beim Umsetzen zahlreicher Mäuse und Ratten lernte ich schließlich auch den Tierstall kennen und erfuhr einiges über die Versuche, die mit den Tieren gemacht werden, und die scharfen Tierschutzmaßnahmen, denen sie unterliegen. Zwar finde ich es durchaus verständlich, dass neue Medikamente oder Substanzen, die frisch aus dem Labor kommen, nicht an einem Menschen getestet werden können und dass Menschengehirne nicht in den Maßen zur Verfügung stehen wie Rattenhirne, doch trotzdem fiel es mir schwer, die Tiere als reine „Organspender“ anzusehen.
Am letzten Tag machte ich eine Exkursion in die Nuklearchemie, wo in einem „Babyzyklotron“ die radioaktiven Substanzen hergestellt werden, um dann direkt an die Medizin geliefert werden zu können. Dieses ist von nicht unwesentlicher Bedeutung, da Tracer wie radioaktives Fluor und Kohlenstoff eine relativ geringe Halbwertszeit haben und somit direkt vor Ort hergestellt werden müssen.
Was mich überraschte, waren sowohl die Größe des Forschungszentrums, dessen Gelände an den ersten Tagen zum Verlaufen geradezu einlud, sowie die vielen, unterschiedlichen Arbeitsbereiche, die es hier gibt und in denen deutsche und internationale Forscher aus den verschiedensten Gebieten zusammen arbeiten.
Zum Schluss möchte ich mich bei den vielen Medizinern, Naturwissenschaftlern, TAs, Studenten und Auszubildenden bedanken, die alle sehr nett und hilfsbereit waren und sich durch mein ständiges Gefrage nicht aus der Ruhe bringen ließen. Vielen Dank auch an meine Betreuerin Frau Nigro, die den ganzen Ablauf super organisiert und mir ihr Fahrrad geliehen hat (und an die Feuerwehr des FZ, die dieses nach meiner ersten Irrfahrt durch die Jülicher Schotterweg-Landschaft wieder zusammengeflickt hat), und natürlich auch an die Förderer der Auricher Wissenschaftstage, durch die das alles erst möglich geworden ist! Allen Interessierten kann ich nur empfehlen, ein solches Praktikum wahrzunehmen, da es einen sehr vielseitigen und einmaligen Einblick in die „Welt der Forscher“ bietet und auf interessante Weise Wissen vermittelt, das man normalerweise nur durch trockene Theorie erlangt.