Direkt zum Inhalt

News: Der „Fraktalarzt“

Mit Fraktalen - Objekten, deren Einzelteile ihr Ganzes wiederholen - kann man alles Mögliche beschreiben: von den Windungen und Kurven einer Küste bis hin zur Verteilung von entfernten Galaxien. Jetzt gibt es vielleicht eine weitere Anwendung für Fraktale: als Diagnosemittel für bösartigen Brustkrebs.
Die Diagnose von Brustkrebs beginnt oft mit der Mammographie, gefolgt von einer Biopsie. Bei einer verbreiteten Biopsieart saugt der Mediziner aus verdächtigem Gewebe mit einer dünnen Nadel einige Zellen ab. Ein geschulter Arzt ist in der Lage, Krebszellen im Labor von gesunden Zellen zu unterscheiden – obwohl dies sehr schwierig ist. Das Erkennungsmerkmal besteht darin, daß das Chromatin in bösartigen Zellen verklumpter erscheint als in gutartigen. Laut Shahla Masood von der University of Florida, Gainesville, ist die Brustkrebs-Diagnose anhand von ein paar Zellen „wie der Blick durchs Schlüsselloch, um den ganzen Raum zu sehen“.

Andrew Einstein von der Mount Sinai School of Medicine in New York zufolge ist die Diagnose nur anhand weniger Zellen wirklich oft eine quälende Aufgabe. Er meint: „Ein erstklassiger Cytologe diagnostiziert meist korrekt." Weniger erfahrene Ärzte halten am Mikroskop aber Krebszellen manchmal für gesunde Zellen.

In der Hoffnung auf eine leichtere und verläßlichere Methode, haben Einstein und zwei seiner Kollegen verschiedene mathematische Techniken bewertet, um die Größe der Lücken zwischen einzelnen Chromatinregionen der Zellen zu messen und um eine fraktale Dimension des Zellkerns zu extrahieren (Physical Review Letters, Ausgabe vom 12. Januar 1998). So wie ein Zweig gewöhnlich dem gesamten Baum ähnelt, ähneln Chromatin-Nahaufnahmen den entsprechenden Bildern größerer Ausschnitte. Ein Maß dafür, wie dicht alle Zweige zusammen den verfügbaren Raum ausfüllen, heißt fraktale Dimension.

Das Team testete die Technik mit hoch aufgelösten Zellkernbildern von 41 Patientinnen, von denen 22 bekanntermaßen Brustkrebs hatten. Nach der Digitalisierung der Bilder wurde durch einen Computer die fraktale Dimension und die Lückengröße im Chromatin gemessen. Das Ergebnis der automatischen Diagnose war in 39 von 41 Fällen richtig. Dies entspricht der Erfolgsquote der besten Ärzte. Bösartige Zellen haben tendenziell eine geringere fraktale Dimension. Das stützt nach Einstein die Ansicht, daß Krebs mit einem Komplexitätsverlust in der Zellenstruktur verbunden ist.

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Quellen

Partnerinhalte