Hochfeld-MR-Exzellenzzentrum-Mitarbeiter Petr Bednarik ist RESEARCHER OF THE MONTH April 2024

Hochfeld-MR-Exzellenzentrum-Mitarbeiter Petr Bednarik ist RESEARCHER OF THE MONTH April 2024

Die Jury „Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Herrn Dr. Petr Bednarik aus Anlass der im Top-Journal „Nature Biomedical Engineering“ (IF 28.1) erschienenen Arbeit „1H magnetic resonance spectroscopic imaging of deuterated glucose and of neurotransmitter metabolism at 7 T in the human brain“.[1]Die Magnetresonanzstudie wurde im Rahmen von Dr. Bednariks Postdoc-Forschung durchgeführt, die durch ein europäisches Marie-Curie-Stipendium und ein prestigeträchtiges amerikanisches NARSAD-Stipendium der Brain and Behaviour Research Foundation unterstützt wurde. Das Projekt wurde im Team von Assoc. Prof. Wolfgang Bogner (Hochfeld-MR-Zentrum, MedUni Wien) in enger Zusammenarbeit mit der Gruppe um den Neurowissenschaftler Univ.-Prof. Dr. Rupert Lanzenberger (Abteilung für Psychiatrie, MedUni Wien) und dem Experten für Glukosestoffwechsel Assoc. Prof. Dr. Thomas Scherer (Abteilung für Medizin III, MedUni Wien) durchgeführt. Unterstützung erhielt die Studie auch von Dr. Dinesh Deelchand (Center for Magnetic Resonance Research, University of Minnesota).

Fortschritte in der Hirnbildgebung: Verfolgung des Stoffwechsels von Zucker und Neurotransmittern mit Deuterium-MRT

Eine bahnbrechende MRT-Bildgebungstechnik ist aus dem Hochfeld-MRT-Zentrum der Medizinischen Universität Wien hervorgegangen und bietet eine revolutionäre Möglichkeit, den Stoffwechsel von Zucker und Neurotransmittern im Gehirn ohne die Verwendung von radioaktiven Substanzen zu beobachten. Traditionell erforderte die Verfolgung der Glukosedynamik im Gehirn die Verabreichung radioaktiver Tracer, was die Zugänglichkeit und Sicherheit für Patienten einschränkte. Diese innovative Methode, die durch Deuterium markierten Zucker verwendet, verspricht jedoch, das Landschaftsbild der Neuro-Bildgebung zu verändern, indem sie eine nicht-invasive Alternative bietet. Durch die präzise Überwachung des Glukosestoffwechsels und der Aktivität von Neurotransmittern, die für das Verständnis der Gehirnfunktion entscheidend sind und bei Krankheiten wie Alzheimer und Hirntumoren eine Rolle spielen, bietet dieser Fortschritt immense Möglichkeiten für Forschungs- und klinische Anwendungen. Über die Bereitstellung sicherer diagnostischer Wege hinaus könnte diese Technik Behandlungsstrategien transformieren, indem sie den Klinikern beispiellose Einblicke in gleichzeitig erfasste Hirnstoffwechsel- und Neurotransmitterdynamik bietet. Während wir tiefer in die Komplexitäten neurologischer Störungen eindringen, verspricht diese Entwicklung hohes Potential  für die verbesserte Patientenversorgung und wissenschaftliche Entdeckungen auf dem Gebiet der Neurowissenschaften.

Zur Person

Dr. Petr Bednarik ist Radiologe und Neurowissenschaftler. Er schloss sein Medizinstudium 2003 ab und arbeitete in der Abteilung für Radiologie am St. Anna Universitätskrankenhaus in Brünn (Tschechische Republik) als Assistenzarzt (2003-2008), bis er seine Facharztqualifikation in Radiologie erwarb (2008-2011). Seinen PhD-Titel erhielt er 2017 aufgrund seiner auf MR-Spektroskopie ausgerichteten Arbeit am Center of Magnetic Resonance Research (University of Minnesota, USA). Anschließend wechselte er in das Team von Assoc. Prof. Dr. Wolfgang Bogner an der MedUni Wien (2018-2021), wo er erfolgreich MR-spektroskopische Bildgebung zur Darstellung von Metabolitenveränderungen im Gehirn nach Verabreichung von Deuterium-markierter Glukose einsetzte. Derzeit ist er als leitender Forscher und Neuroradiologe am Hvidovre Copenhagen University Hospital in Dänemark tätig.

Ausgewählte Literatur

• Bednarik P, Goranovic D, Svatkova A, Niess F, Hingerl L, Strasser B, Deelchand DK, Spurny-Dworak B, Krssak M, Trattnig S, Hangel G, Scherer T, Lanzenberger R, Bogner W. 1H magnetic resonance spectroscopic imaging of deuterated glucose and of neurotransmitter metabolism at 7 T in the human brain. Nat Biomed Eng. 2023;7:1001-1013
• Niess F, Hingerl L, Strasser B, Bednarik P, Goranovic D, Niess E, Hangel G, Krššák M , Spurny-Dworak D, Scherer T, Lanzenberger R , Bogner W. Noninvasive 3-Dimensional 1 H-Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging of Human Brain Glucose and Neurotransmitter Metabolism Using Deuterium Labeling at3T : Feasibility and Interscanner Reproducibility. Invest Radiol. 2023;58:431-437
• Rich LJ, Bagga P, Wilson NE, Schnall MD, Detre JA, Haris M, Reddy R. 1H magnetic resonance spectroscopy of 2H-to-1H exchange quantifies the dynamics of cellular metabolism in vivo. Nat Biomed Eng. 2020;4:335–342
• De Feyter HM, Behar KL, Corbin ZA, Fulbright RK, Brown PB, McIntyre S, Nixon TW, Rothman DL, de Graaf RA. Deuterium metabolic imaging (DMI) for MRI-based 3D mapping of metabolism in vivo. Sci Adv. 2018;4
• Ruhm L, Avdievich N, Ziegs T, Nagel AM, De Feyter HM, de Graaf RA, Henning A. Deuterium metabolic imaging in the human brain at 9.4 tesla with high spatial and temporal resolution. Neuroimage. 2021;244:118639.
• Deuterium metabolic imaging of the human brain in vivo at 7 T. Serés Roig E, De Feyter HM, Nixon TW, Ruhm L, Nikulin AV, Scheffler K, Avdievich NI, Henning A, de Graaf RA.Magn Reson Med. 2023;89:29-39.

Quelle: MedUni Wien, April 2024