Kleintier-Computertomograph
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde die Eignung der präklinischen Computertomographie (µCT) zur genauen und nichtinvasiven Bestimmung der Tumorgröße in Kleintieren mit subkutanen Tumoren untersucht und mit anderen Modalitäten verglichen. Hierbei konnte gezeigt werden, dass µCT und MRT ähnlich gut und genauer als die Fluoreszenzbildgebung mit Reflektionsgeometrie sind. Im Vergleich zur üblichen Vermessung mittels Kaliper wird eine systematische Überschätzung kleiner Tumorvolumina vermieden. Weiterhin wurde das µCT für die multimodale Bildgebung herangezogen, insbesondere für die Fluoreszenztomographie. Die anatomischen Referenzdaten ermöglichten eine genaue Organsegmentierung und somit bessere Zuordnung der Fluoreszenz zu den Organen. Im Vergleich zur unimodalen Fluoreszenztomographie ermöglichte das µCT eine Auswertung mit erhöhter Reproduzierbarkeit, d.h. geringeren Unterschieden zwischen Benutzern. Die µCT-Daten wurden verwendet, um ein genaueres optisches Modell zu erstellen, indem die genaue Form des Objektes bestimmt wird. Dies ermöglicht eine genauere Fluoreszenzrekonstruktion mit besserer Signallokalisation und weniger Bildartefakte. Die µCT-Daten wurden außerdem verwendet, um eine robuste automatische Segmentierung von Markern für die Bildfusion sowie von verschiedenen Geweberegionen, wie Lunge, Knochen, Fett, und Haut zu erstellen. Letzte ermöglichten eine genauere Fluoreszenzrekonstruktion über die Erstellung einer optischen Streuungskarte. Die multimodale Kombination von µCT und FMT wurde eingesetzt, zur Untersuchung von fluoreszenzmarkierten Wirkstoffträgern, insbesondere zum Vergleich zwischen aktiver und passiver Anreicherung im Tumorgewebe. Weiterhin wurde sie zum Staging metastasierender Tumoren im Kleintiermodell verwendet. Hierzu trug die Verwendung einer speziellen Maushalterung zur Reduktion von Artefakten in der Lunge bei, insbesondere bei der Untersuchung von Lungenmetastasen. Weiterhin wurde die Computertomographie zur Untersuchung nanoskaliger Kontrastmittel für die Microangiographie verwendet, insbesondere für die präklinische Bildgebung von Tumoren, Lebern und Nieren. Aufgrund der guten Kalibrierung und der quantitativen Voxelintensitäten eignet sie sich besonders gut zur Bestimmung des relativen Blutvolumens in Verbindung mit einem langzirkulierenden µCT-Kontrastmittel. So konnte der Zusammenhang zwischen relativem Blutvolumen und passiver Anreicherung eines nanoskaligen Wirkstoffträgers im Tumorgewebe gezeigt werden. Zusammen mit klinischen Partnern wurde eine genaue und reproduzierbare Softwaremethode zur Stenosenquantifizierung entwickelt. Der Benutzer gibt Start- und Endpunkte vor und es wird eine virtuelle elastische Kugel durch das Gefäß geführt. Die Methode wurde mittels µCT-basierten Phantom- und Mausdaten etabliert. Es folgten Anwendungen für verschiedene präklinische Mausmodelle zur Erforschung von Herz-Kreislauferkrankungen und die Methode wurde schließlich an klinischen CT-Angiographien evaluiert. Weiterhin wurde das µCT zur Untersuchung von kalzifizierten Gewebeproben, Stents und Herzklappen verwendet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- CCL2-dependent infiltrating macrophages promote angiogenesis in progressive liver fibrosis. Gut, vol. 63, no. 12, pp. 1960–1971, Dec. 2014
J. Ehling, M. Bartneck, X. Wei, F. Gremse, V. Fech, D. Möckel, C. Baeck, K. Hittatiya, D. Eulberg, T. Luedde, F. Kiessling, C. Trautwein, T. Lammers, F. Tacke
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1136%2Fgutjnl-2013-306294) - Virtual elastic sphere processing enables reproducible quantification of vessel stenosis at CT and MR angiography. Radiology, vol. 260, no. 3, pp. 709–717, Sep. 2011
F. Gremse, C. Grouls, M. Palmowski, T. Lammers, A. de Vries, H. Grüll, M. Das, G. Mühlenbruch, S. Akhtar, A. Schober, F. Kiessling
(Siehe online unter https://doi.org/10.1148/radiol.11110069) - MicroRNA-155 promotes atherosclerosis by repressing Bcl6 in macrophages. J. Clin. Invest., vol. 122, no. 11, pp. 4190–4202, Nov. 2012
M. Nazari-Jahantigh, Y. Wei, H. Noels, S. Akhtar, Z. Zhou, R. R. Koenen, K. Heyll, F. Gremse, F. Kiessling, J. Grommes, C. Weber, A. Schober
(Siehe online unter https://doi.org/10.1172/JCI61716) - Peptide-Functionalized Gold Nanorods Increase Liver Injury in Hepatitis. ACS Nano, vol. 6, no. 10, pp. 8767–8777, Oct. 2012
M. Bartneck, T. Ritz, H. A. Keul, M. Wambach, J. Bornemann, U. Gbureck, J. Ehling, T. Lammers, F. Heymann, N. Gassler, T. Lüdde, C. Trautwein, J. Groll, F. Tacke
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/nn302502u) - Peptide-Functionalized Gold Nanorods Increase Liver Injury in Hepatitis. ACS Nano, vol. 6, no. 10, pp. 8767–8777, Oct. 2012
M. Bartneck, T. Ritz, H. A. Keul, M. Wambach, J. Bornemann, U. Gbureck, J. Ehling, T. Lammers, F. Heymann, N. Gassler, T. Lüdde, C. Trautwein, J. Groll, F. Tacke
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/nn302502u) - Targeted near-infrared imaging of the erythropoietin receptor in human lung cancer xenografts. J. Nucl. Med., vol. 53, no. 2, pp. 304–311, Feb. 2012
D. Doleschel, O. Mundigl, A. Wessner, F. Gremse, J. Bachmann, A. Rodriguez, U. Klingmüller, M. Jarsch, F. Kiessling, W. Lederle
(Siehe online unter https://doi.org/10.2967/jnumed.111.091124) - CXCL12 promotes the stabilization of atherosclerotic lesions mediated by smooth muscle progenitor cells in Apoe-deficient mice. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., vol. 33, no. 4, pp. 679–686, Apr. 2013
S. Akhtar, F. Gremse, F. Kiessling, C. Weber, A. Schober
(Siehe online unter https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.112.301162) - Noninvasive optical imaging of nanomedicine biodistribution. ACS Nano, vol. 7, no. 1, pp. 252–262, Jan. 2013
S. Kunjachan, F. Gremse, B. Theek, P. Koczera, R. Pola, M. Pechar, T. Etrych, K. Ulbrich, G. Storm, F. Kiessling, T. Lammers
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/nn303955n) - Characterizing EPR-mediated passive drug targeting using contrast-enhanced functional ultrasound imaging. J Control Release, vol. 182, pp. 83–89, May 2014
B. Theek, F. Gremse, S. Kunjachan, S. Fokong, R. Pola, M. Pechar, R. Deckers, G. Storm, J. Ehling, F. Kiessling, T. Lammers
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2014.03.007) - Passive versus active tumor targeting using RGD- and NGR-modified polymeric nanomedicines. Nano Lett., vol. 14, no. 2, pp. 972–981, Feb. 2014
S. Kunjachan, R. Pola, F. Gremse, B. Theek, J. Ehling, D. Moeckel, B. Hermanns-Sachweh, M. Pechar, K. Ulbrich, W. E. Hennink, G. Storm, W. Lederle, F. Kiessling, T. Lammers
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/nl404391r)
