Optische Bildgebungseinheit
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die nicht-invasive optische Bildgebung der Metastasierung von Brustkrebs und Melanom konnte erfolgreich in unterschiedlichen Tiermodellen etabliert werden. Weiterhin konnte ein Zusammenhang zwischen der Metastasierung von Brustkrebs und Melanom und einer lokalen Lungenentzündung etabliert und dargestellt werden. Die Cerenkov-Lumineszenz Bildgebung (Cerenkov Luminescence Imaging, CLI), hat in den vergangenen Jahren an Bedeutung als neuartiges Kontrastierungsverfahren in der optischen Bildgebung gewonnen. Der optische Bildkontrast bei der CLI entsteht durch die Emission sekundärer Photonen, die beim β^+ - und β^- -Zerfall (theoretisch auch beim α-Zerfall) oberhalb einer gewissen Zerfallsschwellenenergie emittiert werden und mittels optischer Bildgebungssysteme gemessen werden können. Die CLI erlaubte ein schnelles, effizientes und kostengünstiges screening neu entwickelter monoklonaler Antikörper sowohl gegen das Prostata-spezifische-Membranantigen, als auch gegen das Disialoganglioside GD2, das in neuroektodermalen Tumoren exprimiert wird. Dabei korrelierten CLI und PET, bzw. CLI und γ-counting Ergebnisse sehr gut. Somit konnte gezeigt werden, dass die CLI in manchen Anwendungen eine echte Alternative zur PET-Bildgebung darstellt. Die CLI wurde darüberhinaus weiter in Phantomstudien unter Hinzuziehung weiterer optischer Bildgebungseinheiten charakterisiert. In einem weiteren Projekt wird die spezifische Darstellung der invasiven pulmonären Aspergillose über neuartige Antikörper, die mit verschiedenen β^+ -emittierenden Isotopen markiert sind, untersucht. Dieser Ansatz erlaubt theoretisch später auch die bildliche Darstellung der Akkumulation entsprechender Antikörper, die mit therapeutischen Isotopen markiert werden (β^- -Emitter). Während der rheumatoiden Arthritis entsteht eine chronische Inflammation, die letztendlich unter anderem über die Aktivität von Matrixmetalloproteasen (MMPs) zur Zerstörung von Knorpel und Knochen in den betroffenen Gelenken führt. Die Aktivität dieser MMPs konnte mittels optischer Bildgebung nicht-invasiv dargestellt werden. Des Weiteren wurde die nicht-invasive optische Bildgebung zur Darstellung der Dynamiken von Reaktiven Sauerstoffspezies und NF-kB-Signalweg-Aktivierung in einem Kontaktallergiemodel mittels der Bio/Chemilumineszenz eingesetzt. Die Alzheimer Krankheit stellt nach wie vor sowohl die Diagnostik als auch die Therapie vor gewaltige Aufgaben. Die Entwicklung neuer, sensitiverer und selektiverer Markersubstanzen für die Darstellung der proteinergen Hauptablagerungen der Alzheimer Krankheit (Amyloidablagerungen) sind von eminenter Wichtigkeit. Die nicht-invasive optische Bildgebung leistet hier einen wichtigen Beitrag durch schnelle, einfache und kostengünstige Untersuchsungsmethoden, die ein Vorscreening neuer Markersubstanzen erlauben und somit eine aufwendige Radiomarkierung für eine Vorselektierung geeigneter Kandidatenmoleküle zweitrangig macht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2018) Tracking the fate of adoptively transferred myeloid-derived suppressor cells in the primary breast tumor microenvironment. PloS one 13 (4) e0196040
Sceneay, Jaclyn; Griessinger, Christoph M.; Hoffmann, Sabrina H. L.; Wen, Shu Wen; Wong, Christina S. F.; Krumeich, Sophie; Kneilling, Manfred; Pichler, Bernd J.; Möller, Andreas
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(2019) Cysteine-type cathepsins promote the effector phase of acute cutaneous delayed-type hypersensitivity reactions. Theranostics 9 (13) 3903–3917
Schwenck, Johannes; Maurer, Andreas; Fehrenbacher, Birgit; Mehling, Roman; Knopf, Philipp; Mucha, Natalie; Haupt, Dennis; Fuchs, Kerstin; Griessinger, Christoph M.; Bukala, Daniel; Holstein, Julia; Schaller, Martin; Menendez, Irene Gonzalez; Ghoreschi, Ka
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Correlation between Positron Emission Tomography and Cerenkov Luminescence Imaging in vivo and ex vivo using 64Cu-labeled antibodies in a neuroblastoma mouse model., Oncotarget. 2016;7,67403-67411
Maier FC, Schmitt J, Ehrlichmann W, Nikolaou K, Kneilling M, Handgretinger R, Pichler BJ, Thaiss WM
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Fluorescence and Cerenkov luminescence imaging, Nuklearmedizin. 2016;55(2):63-70
Schwenck J, Fuchs K, Eilenberger S, Vega SC, Thaiss WM, Maier FC
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Non-invasive In Vivo Fluorescence Optical Imaging of Inflammatory MMP Activity Using an Activatable Fluorescent Imaging Agent., J Vis Exp. 2017 May 8;(123)
Schwenck J, Maier FC, Kneilling M, Wiehr S, Fuchs K
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Linking imaging to omics utilizing image-guided tissue extraction., PNAS March 5, 2018. 201718304
Jonathan A. Disselhorst, Marcel A. Krueger, S. M. Minhaz Ud-Dean, Ilja Bezrukov, Mohamed A. Jarboui, Christoph Trautwein, Andreas Traube, Christian Spindler, Jonathan M. Cotton, Dieter Leibfritz and Bernd J. Pichler
