Konfokales Laser Scanning Mikroskop mit Spektraler Detektion und FLIM

• Fachliche Zuordnung: Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 424926990

Mit dem hier gestellten Antrag auf Beschaffung eines konfokalen Mikroskops sollen drittmittel-geförderte wissenschaftliche Projekte unterstützt werden, die molekulare und zelluläre Mechanismen der Entstehung und Regulation pathophysiologischer Zustände untersuchen. Hierzu zählen Krebs, chronische Virushepatitis sowie kardiovaskuläre und metabolische Erkrankungen. Ziel der Projekte sind das Verständnis komplexer Dynamik und molekularer Mechanismen multizellulärer Prozesse innerhalb der betroffenen Organe und Gewebstypen, um neue gezielte Therapieansätze entwickeln zu können. Schwerpunkte sind die Charakterisierung und Verknüpfung von Informationen zur räumlichen Lokalisation von Zellpopulationen im Gewebe mit ihren funktionellen Zuständen, sowie die detaillierte Untersuchung der dynamischen Interaktionen zwischen mobilen Immunzellen und Gewebs- oder Tumorzellen, um zu verstehen wie interzelluläre Kommunikation Krankheitsentstehung und -verlauf bestimmen. Desweiteren gilt es zu aufzudecken, wie sich metabolische Zustände im Organ-Mikromilieu und einzelnen Zelltypen während der Krankheitsentwicklung verändern und diese entscheidend beeinflussen. Detaillierte Informationen zur Lokalisation von Zellpopulationen in Geweben können nur mit einem hochauflösenden, konfokalen Mikroskops gewonnen werden, welches in der Lage ist, viele Kombinationen an zelltypspezifischen Parametern simultan und präzise zu messen. Entscheidende Kriterien für solche Multiparametermessungen sind eine hohe Anregungs- und Detektionseffizienz von Fluoreszenzfarbstoffen sowie hochsensitive, rauscharme Detektoren. Die hier beschriebenen Vorhaben werden in mehreren in vivo Modellsystemen, Organoidmodellen und Gewebepräparaten durchgeführt, die oftmals eine hohe Autofluoreszenz besitzen. Daher ist es erforderlich, dass das Gerät Autofluoreszenzen mittels spektraler Analyse und der Messung der Fluoreszenzlebensdauer identifizieren kann. Die Charakterisierung von Autofluoreszenzen über die Fluoreszenzlebensdauer erlaubt zudem den Gewinn neuer Erkenntnisse über metabolische Zustände in Geweben und Zellen sein, da sich diese Autofluoreszenzen je nach metabolischem Zustand verändern. Um in der dynamischen Interaktion lebender Zellen auch schnellste Prozesse hochauflösend visualisieren zu können, muss das Gerät einen entsprechend schnellen Scankopf und hochauflösende Detektoren besitzen. Schnelle und hochsensitive optische Aufnahmen gewährleisten hierbei zudem die nötige Minimierung von Phototoxizität. Für die Darstellung subzellulärer Kompartimente und feinster Strukturen in der Interaktion von Zellen ist es zudem unabdingbar, Bildaufnahmen mit Superresolution durchführen zu können – idealer Weise ohne Einschränkungen in der Wahl der zu messenden Parameter. Entscheidend für die Wahl des beantragten Gerätes war, dass es durch seine modulare Integration der einzelnen Technologien die für die Vorhaben nötige Flexibilität in der kombinierten Anwendung dieser Technologien optimal ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laser Scanning Mikroskop mit Spektraler Detektion und FLIM
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Dr. Jan Philipp Böttcher