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SFB 1340:  In vivo Visualisierung der pathologisch veränderten Extrazellulärmatrix „Matrix in Vision“

Fachliche Zuordnung Medizin
Biologie
Chemie
Förderung Förderung seit 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 372486779
 
Alle Körpergewebe reagieren auf Entzündung, Verletzung oder Tumorinvasion mit einem adaptiven Übergang der lokalen Extrazellulärmatrix (EZM) vom Gleichgewichtszustand in eine Umbildung. Es kommt dabei zu Änderungen der biochemischen Zusammensetzung, der Architektur sowie der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der EZM. In der frühen Phase der Krankheitsentstehung und im weiteren Krankheitsverlauf findet eine quantitative und qualitative Modifizierung von Matrixproteinen, Proteoglykanen und Glykosaminoglykanen (GAGs) statt. Aufgrund der relevanten quantitativen Änderungen der EZM-Komponenten im erkrankten Gewebe bietet sich die EZM als Zielstruktur für Ansätze der in vivo Bildgebung und damit zur bildgebenden Erkennung, Charakterisierung und Verlaufsbeurteilung von Erkrankungen an. In der ersten Förderphase des SFB 1340 wurde dies an Modellen der Atherosklerose, des Aortenaneurysma, der urämischen Kardiomyopathie, der Multiplen Sklerose, entzündlicher Veränderungen von Darm und Leber und der peritumoralen Inflammation mit Methoden der molekularen und biophysikalischen ex vivo und in vivo MR Bildgebung bestätigt. In der zweiten Förderphase wird erforscht, inwiefern sich die erarbeiteten Methoden der in vivo Bildgebung eignen, um an den etablierten Krankheitsmodellen Therapieeffekte zu untersuchen und was die Ergebnisse der Bildgebung über die Zusammensetzung der EZM und deren Änderung unter Therapie aussagen. Hierzu werden die physikalischen und biochemischen analytischen Methoden, die quantitative und elastizitätsbasierte MR-Bildgebung, sowie die histologischen Techniken weiterentwickelt. Ein zentrales Element stellt die Analyse der Wechselwirkungen zwischen molekularen Bildgebungssonden (Gadolinium-haltige (Gd) unspezifische und spezifische Komplexe, Eisenoxid-Nanopartikel) und EZM-Komponenten dar. Neue Erkenntnisse zu Prinzipien der Kontrastierung von entzündlichem Gewebe mit klinisch zugelassenen Gd-basierten Bildgebungssonden werden Einfluss auf die Interpretation von Bildern der klinischen kontrastmittelunterstützten MRT haben. Es wird eine multiskalare Quantifizierung mechanischer Strukturelemente der EZM von mikroskopischen Protein- und GAG-Netzwerken hin zu makroskopischen mechanischen Kenngrößen der klinisch-diagnostischen Elastographie durchgeführt, deren Ergebnisse ebenfalls direkt klinisch anwendbar sind. Damit vereint der SFB 1340 in der Radiologie erstmalig biologisch-molekulare Methoden mit neuen Erkenntnissen über die Bedeutung mechanischer Kenngrößen der Gewebe im Krankheitsverlauf und unter Therapie. Der SFB 1340 ermöglicht somit erstmals die Erforschung der Zusammenhänge zwischen EZM-Struktur und Signalgenerierung in der molekularen und mechanischen biomedizinischen Bildgebung hin zur Entwicklung neuer technologischer Ansätze für die krankheitsspezifische, quantitative radiologische Diagnostik.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Gemeinsam FU Berlin und HU Berlin durch:
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Sprecher Professor Dr. Bernd Hamm, bis 6/2024; Professor Dr. Matthias Taupitz, seit 7/2024
 
 

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