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Max-Planck-Gesellschaft
Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin
Profil
Translationale Molekulare Bildgebung


Ein Schwerpunkt der interdisziplinären Arbeitsgruppe ist es, bildgebende Verfahren in Verbindung mit molekularen Sonden zu etablieren, um Krankheiten in ihrer Entwicklung und in ihrem Verlauf besser zu verstehen. Ein Fokus liegt auf Untersuchungen zur funktionellen Bedeutung krankheitsrelevanter Gene wie bspw. von Ionenkanälen. Weitere Ziele sind, mittels Bildgebung in Verbindung mit neuen molekularen Sonden neuartige Therapiekonzepte und diagnostische Verfahren vor allem für die Onkologie und Lungenerkrankungen zu etablieren und diese so zu optimieren, das sie zukünftig klinisch eingesetzt werden können.

Die Translation der präklinischen Ergebnisse in die klinische Anwendung wird durch das interdisziplinäres Arbeitsumfeld und die enge Kooperation mit den klinischen Abteilungen an der Universitätsmedizin Göttingen wie die Abtl Hämatologie und Onkologie (http://www.onkologie-haematologie.med.uni-goettingen.de), das Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie (http://www.radiologie-umg.de) die Abtl. Nuklearmedizin (http://www.nuklearmedizin.med.uni-goettingen.de) und das Herzzentrum (http://www.herzzentrum.med.uni-goettingen.de) sowie der Lungenklinik Immenhausen (http://www.lungenfachklinik-immenhausen.de) grundlegend unterstützt.

Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe von F. Alves verwendet die präklinische Bildgebung für verschiedene krankheitsrelevante Mausmodelle wie bspw. für Tumor-, Entzündungs-, und Stoffwechselerkrankungen. Dafür kommen neben anatomischen Bildgebungsverfahren, die krankheitsbedingte Strukturveränderungen im Organismus über die Zeit darstellen, funktionelle Verfahren wie bspw. die optische Bildgebung und SPECT zur Visualisierung biologischer Prozesse in vivo zum Einsatz. Die Fusion beider bildgebenden Verfahren erlaubt die Zuordnung von biologischen Prozessen zu anatomischen Strukturen (http://www.imaging-goettingen.de).

Die molekulare und anatomische Bildgebung ist ebenfalls Bestandteil verschiedener EU geförderter Projekte der AG Alves, wie in dem Projekt „Nanotechnological toolkits for multi-modal diasease diagnostics and treatment monitoring, NAMDIATREAM“ mit dem Ziel, neue Nanopartikel-basierte Sonden zur Diagnostik in der Onkologie zu entwickeln (http://www.namdiatream.eu) oder in dem Marie Curie Initial Training Network  “Ion transport proteins in control of cancer cell behavior” (http://www.iontrac.uni-muenster.de).

Das im Industry-Academia Partnerships and Pathways Programm (IAPP) geförderte Projekt „Public Private Partnership for Asthma Imaging and Genomics, P3AGI“ mit dem Schwerpunkt Asthma-Bildgebung (http://www.p3agi.eu) und ein Projekt mit 22 Kollaborationspartnern “Layered hierarchical structured scaffolds with injectable self setting bioactive gel for clinical bone tissue repair“, Innovabone (https://www.innovabone.eu) sind weitere von der EU geförderte Projekte, in denen die AG Alves die nichtinvasive molekulare Bildgebung einsetzt.




Fig. 1: 3D Darstellung des Abdominalbereichs einer Maus mit einem orthotop implantierten Mammakarzinom. Die Volumen-CT Aufnahme wurde in vivo nach intravenöser Gabe von iodhaltigem Kontrastmittel mit der Auflösung von 150 µm und der Aufnahmezeit von 4 Sekunden durchgeführt.





Fig. 2: Eine Nanopartikel-basierte und im Nahinfrarotbereich fluoreszierende Sonde für Echtzeit in vivo Messungen vom Sauerstoffgehalt im Gewebe. Die Lumineszenz des Porphyrinfarbstoffes wird unter normaler Sauerstoffsättigung von Sauerstoffmolekülen unterdrückt, während die Fluoreszenz des Referenzfarbstoffes Sauerstoffunabhängig ist. Das Verhältnis der Lumineszenzintensitäten des Porphyrinfarbstoffes (Exmax ~635 nm; Emmax ~800 nm) und des Referenzfarbstoffes (Exmax ~635 nm; Emmax ~670 nm) ist abhängig von der Sauerstoffkonzentration und linear im physiologischem Bereich.





Fig. 3: Eine gegen Eag1-gerichtete fluoreszierende Sonde reichert sich im Tumor (orthotopes Mammakarzinom) 24h nach intravenöser Gabe an und detektiert den Tumor.




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