MicroCT-Einheit
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das microCT wird von zahlreichen Arbeitsgruppen gemeinsam mit dem zeitgleich beantragten multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerät (INST 410/67-1 FUGG; siehe gesonderter Bericht) genutzt und konnte in verschiedenen Forschungsprojekten einen wichtigen Beitrag für deren Erfolg leisten. Beide Geräte sind in das Optical Imaging Center Erlangen eingebunden und werden in Teilprojekten des SFB 1181, der KFO 257, der FOR 2438 und des TRR 241 eingesetzt. In den meisten Fällen ist ein gemeinsamer Einsatz beider Geräte vorgesehen, bei dem das multimodale Kleintier-Bildgebungsgerät optische Informationen (Fluoreszenz bzw. Lumineszenz-Signale) liefert, die durch Kombination mit dem microCT organischen Strukturen in den Versuchstieren zugeordnet werden können. Somit dient die Micro-CT Einheit den Wissenschaftlern zur topographischen Orientierung und damit verbesserten Interpretation der Ergebnisse. Das Micro-CT ist dabei von großer Bedeutung für die erfolgreiche Durchführung der Arbeiten. In der Arbeitsgruppe von Prof. Becker hat das microCT die Wissenschaftler bei der Verlaufsbeurteilung verschiedener Krankheitsmodelle in einem Projekt zur Untersuchung, inwiefern die inhibierte Form der Caspase-8 eine Aktivierung des programmierten Zelltods in intestinalen Epithelzellen vermittelt, unterstützt. Weiterhin hat das µCT einen wesentlich Beitrag zum Gelingen eines Projektes, welches die Bedeutung des mitochondrialen Proteins PGAM5 im Rahmen pulmonaler Entzündung und Fibroseausbildung untersucht, geleistet. Hierbei wird das Gerät zur nicht-invasiven Verlaufskontrolle der pulmonalen Entzündung und insbesondere auch zur Beurteilung der Lungenfibrose, dem primären Endpunkt der Studie, verwendet. Bei diesen Studien wird das microCT ohne die multimodale Kleintierbildgebungseinheit eingesetzt, da das Gerät eine hervorragende und nicht invasive Beurteilung der Lungenfibrose erlaubt und gleichzeitig eine gute Übertragbarkeit des Verfahrens auf die klinische Situation gewährleistet ist. Prof. G. Schett und Prof. A. Bozec nutzen beide Geräte zur Beurteilung des Hypoxia inducible factor 1 (HIF1)-Signalwegs in B-Zellen im Citrobacter rodentium-Modell der infektiösen Colitis verwendet. Dabei konnte gezeit werden, dass HIF1 einen entscheidenden Faktor bei der B-Zell-Antwort und der Sekretion von IgA darstellt. Die Arbeitsgruppe von Prof. J. Distler untersucht die Interaktion der Stammzell-Signalkaskaden in fibrotischen Erkrankungen. Dabei werden verschiedene Reporter Mäuse mit dem microCT und dem multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerät untersucht. Diese beinhalten LEF-Luc (Luciferaseexpression unter Kontrolle des LEF1 Transkriptionsfaktors) Mäuse zur Beurteilung der kanonischen Wnt-Signalkaskade, CBF1-eGFP Mäuse (Expression eines grün-fluoreszierenden Proteins unter Kontrolle des CBF1 Transkriptionsfaktors) für die Notch-Kaskade und Gli-TR Mäuse (Expression eines Tomaten-roten Farbstoffs unter Kontrolle von Gli Transkriptionsfaktoren) für den Hedgehog-Signalweg. Durch die 3D-Lumineszenstomographie in Verbindung mit der 3D-Fluoreszenstomographie und dem microCT konnte die Arbeitsgruppe die parallele Aktivierung der WNT- und Hedgehog-Signalkaskaden bereits in sehr frühen Stadien der Fibrogenese zeigen. Die Arbeitsgruppe von Prof. S. Finotto untersucht die Funktion von NFATc1 während der Entwicklung des nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinoms (NSCLC). Dabei wurde in einem LL/2-Luc-M38 Tumormodell Mäuse mit einer konditionellen Inaktivierung von NFATc1 in T-Zellen mit dem microCT und dem multimodalen Kleintier-Bildgebungsgerät hinsichtlich Tumorwachstum und Metastasierung untersucht. In weiteren Projekten untersuchte die Arbeitsgruppe die Bedeutung von Tbet, Foxp3 und ASM im Rahmen der Tumor-Immunantwort beim NSCLC. Die Arbeitsgruppe von Prof. M.F. Neurath und Prof. M. Waldner untersucht mit Hilfe des microCTs und des multimodalen Kleintier-Bildgebungsgeräts molekulare Mechanismen intestinaler Entzündungen und der Entstehung des kolorektalen Karzinoms. Dabei wurde das Gerät in einem Projekt zur Bedeutung des Hypoxie-induzierbaren Faktoren bei der Entstehung des Colitis-assoziierten kolorektalen Karzinoms (CAC) eingesetzt. Mit Hilfe von Hypoxie-Reporter-Mäusen konnte die Entstehung der Hypoxie im zeitlichen Verlauf dargestellt und durch Kombination mit dem microCT neu entstehenden Tumoren zugeordnet werden. In einem weiteren Projekt wurde das microCT genutzt, um intestinale Entzündung im Mausmodell nicht-invasiv zu quantifizieren und im Verlauf im selben Versuchstier zu beurteilen. PD Dr. B. Weigmann und PD Dr. C. Neufert nutzen das multimodale Kleintier-Bildgebungsgerät und das microCT zur Beurteilung molekularer Mechanismen der Darmentzündung und Tumorentstehung zum Einsatz. Hier spielen beide Geräte eine zentrale Rolle bei der Beurteilung der Rolle von Fibroblasten bei der Entstehung des kolorektalen Karzinoms. In der Arbeitsgruppe von PD Dr. S. Wirtz wird die Signaltransduktion immunregulatorischer Zytokine bei der Entstehung polarisierter Immunantworten im Rahmen akuter und chronischer Entzündungsund Infektionserkrankungen untersucht. Auch hier kommen das multimodale Kleintier- Bildgebungsgerät und das microCT gemeinsam zum Einsatz.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Contrast- enhanced µCT for visualizing and evaluating murine intestinal inflammation. Theranostics
D. Jung, R. Heiss, V. Kramer, O.-M. Thoma, A.P. Regensburger, W. Rascher, M. Uder, M.F. Neurath, F. Knieling, M.J. Waldner
(Siehe online unter https://doi.org/10.7150/thno.26013)
