Tellur-118 als neuartiges Radionuklid für langfristige Positronen-Emissions-Tomographie

Die Wirkung von Medikamenten über Zeit beobachten

Moderne medizinische Bildgebungsverfahren können zeigen, wohin Medikamente und krankheitsbekämpfende Moleküle im Körper gelangen, aber die meisten derzeit verwendeten Tracer schwächen sich innerhalb weniger Stunden ab. Das erschwert die Verfolgung langsam wirkender Therapien wie Antikörpermedikamente, die über Wochen im Körper verbleiben. Diese Studie untersucht ein neues radioaktives Element, Tellur-118, das Ärzten und Wissenschaftlern erlauben könnte, solche Therapien über wesentlich längere Zeiträume mit Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zu beobachten.

Warum Standard-Scans nicht ausreichen

PET-Scanner detektieren winzige Energieschübe, die entstehen, wenn spezielle radioaktive Tracer im Körper zerfallen. Diese Tracer sind an Moleküle gekoppelt, die Tumoren oder andere Zielstrukturen ansteuern, wodurch Ärzte sehen können, wohin diese Moleküle gelangen. Das Problem ist, dass die gebräuchlichsten PET-Tracer ihre Radioaktivität schnell verlieren, oft innerhalb weniger Stunden. Viele neue Krebstherapien, insbesondere auf Antikörpern basierende Wirkstoffe, bewegen sich langsamer und verbleiben wochenlang im Körper. Bei kurzlebigen Tracern bleiben wichtige Teile ihres Verbleibs unsichtbar, was es erschwert vorherzusagen, wie gut eine Behandlung wirkt oder wo Nebenwirkungen auftreten könnten.

Eine neue Idee für langlebige Tracer

Die Forschenden wandten sich einem seltenen Element zu: Tellur-118, das etwa sechs Tage radioaktiv bleibt. Für sich genommen emittiert es nicht die Signale, die PET-Scanner erfassen. Stattdessen verwandelt es sich allmählich in ein anderes Element, Antimon-118, das die erforderlichen Signale aussendet, aber nur wenige Minuten lang, bevor es in eine stabile, nicht radioaktive Form übergeht. Weil Tellur-118 diesen kurzlebigen Antimon-Isotopen im Körper kontinuierlich nachliefert, wirkt eine einzelne Dosis wie ein winziges eingebautes Generatorprinzip, das über viele Tage PET-Signale erzeugt, ohne die zusätzlichen hochenergetischen Strahlungen, die Bilder verschmieren oder unerwünschte Exposition erhöhen könnten.

Prüfung der Bildqualität im Labor

Um herauszufinden, ob dieser neue Tracer brauchbare Aufnahmen liefern kann, testete das Team ihn zuerst mit Kunststoff-„Phantomen“, Stellvertretern des Körpers, die kleine Löcher und Muster enthalten, mit denen die Bildschärfe beurteilt wird. Sie füllten diese Phantome mit einer Lösung, die Tellur-118 enthielt, und scannten sie über mehrere Stunden. Die Bilder zeigten deutlich Strukturen mit wenigen Millimetern Durchmesser, wobei feine Details etwas unscharf wirkten. Diese Unschärfe stammt wahrscheinlich von den vergleichsweise energiereichen Teilchen, die Antimon-118 freisetzt und die vor der Entstehung des vom Scanner detektierten Signals weiter reichen. Dennoch wurde die erzielte Schärfe als ausreichend eingestuft, um zu verfolgen, wohin Tracer in kleinen Tieren und möglicherweise auch beim Menschen gelangen.

Den Tracer in Mäusen verfolgen

Der nächste Schritt war zu sehen, wie sich der Tracer in lebenden Tieren verhält. Mäusen wurde die Tellur-118-Lösung injiziert und sie wurden ein, zwei und drei Wochen später mit kombinierten PET- und CT-Aufnahmen untersucht. Starke Signale blieben im Bauchraum über den gesamten dreiwöchigen Zeitraum sichtbar. Nach den Scans maßen die Wissenschaftler die Radioaktivität direkt in den Organen. Sie fanden heraus, dass sich der Großteil des Tracers in Leber und Milz ansammelte und dort über die Zeit blieb, mit nur geringen Mengen im Blut und anderen Geweben. Diese Befunde stimmten mit den Scanbildern überein und deuten darauf hin, dass der Zerfall von Tellur-118 zu Antimon-118 den Verbleib des Tracers im Körper nicht drastisch verändert.

Was das für die künftige Versorgung bedeuten könnte

Die Arbeit zeigt, dass Tellur-118 als langfristige Quelle für PET-Signale aus einer einzigen Injektion dienen kann und damit Bildgebung über Wochen statt nur Stunden oder Tagen ermöglicht. Es gibt noch Hürden, etwa die Verfeinerung der Chemie, um dieses Element an spezifische Wirkstoffe zu koppeln, Langzeitsicherheitsprüfungen und sorgfältige Vergleiche mit anderen langlebigen Tracern. Werden diese Herausforderungen gemeistert, könnte dieser neue Ansatz Ärzten helfen, langsam wirkende Therapien genauer zu beobachten, das Verhalten strahlungsbasierter Behandlungen im Körper besser zu verstehen und Dosen für jeden Patienten so anzupassen, dass Nutzen und Risiko optimal ausbalanciert werden.

Zitation: Miyao, S., Momose, T., Kawabata, M. et al. Tellurium-118 as a novel radionuclide for long-term positron emission tomography. Sci Rep 16, 13909 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46505-x

Schlüsselwörter: Positronen-Emissions-Tomographie, langlebiges Radionuklid, Tellur-118, molekulare Bildgebung, Radiotheranostik