Neuro-MRE (II): Korrelation von Histologie und viskoelastischen Veränderungen des Gehirns im Tiermodell

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Jürgen Braun; Professorin Dr. Carmen Infante Duarte; Professor Dr. Ingolf Sack; Privatdozentin Dr. Barbara Steiner
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276879121

Elastographie umfasst die bildgestützte Bestimmung der mechanischen Eigenschaften weicher Gewebe für diagnostische Zwecke: So stellt die Elastographie der Leber zur nicht-invasiven Fibrosegraduierung bereits eine klinische Routineuntersuchungsmethoden dar. Demgegenüber, befindet sich die Entwicklung der Elastographie des Gehirns noch im Anfangsstadium - trotz erster viel versprechender Erkenntnisse der Magnetresonanz-Elastographie (Neuro-MRE) über Veränderungen viskoelastischer Kenngrößen im Krankheitsverlauf. Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens ist es, die wichtige Brückenfunktion der MRE in Mausmodellen als einzigartigen methodischen Ansatz zwischen Patientenstudien und histologischen Methoden zu nutzen, um die viskoelastische Veränderung des Gehirns als hochsensitiven Biomarker für die Quantifizierung neuroinflammatorischer und neurodegenerativer Prozessen zu testen und langfristig zu etablieren. Folgende Mausmodelle sollen mittels Neuro-MRE untersucht werden: (i) Experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE) als Modell für neuroinflammatorische Veränderungen in der Multiplen Sklerose und (ii) 1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridin (MPTP) als anerkanntes Modell für adulte Neurogenese und neurodegenerativer Veränderungen bei Morbus Parkinson. Durch die kombinierte Anwendung der MRE mit umfangreichen histologischen und molekularbiologischen Verfahren können erstmalig krankheitsbedingte Veränderungen der viskoelastischen Gewebematrix im ZNS systematisch bezüglich folgender Mechanismen analysiert werden: (i) Demyelinisierung, (ii) gliale Aktivierung und Aktivierungsverteilung, (iii) Veränderungen der Extrazellulärmatrix aufgrund inflammatorischer Mechanismen wie Lymphozytinfiltration oder Veränderung der Endothelzellen und (iv) Proliferation, Differenzierung und Vernetzung von Neuronen. Dem geplante Projekt zur Neuro-MRE in Tiermodellen kommt damit eine Schlüsselrolle zu für das Verständnis der Neuro-MRE im Menschen und darüber hinaus für die Entwicklung der Elastographie zur struktursensitiven, quantitativen radiologischen Methode insgesamt und stellt damit eine wichtige Grundlage und Ergänzung der im Parallel-Projekt Neuro MRE (I) zu entwickelnden und validierenden Methoden dar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen