Automatisiertes Slide-Scanner-Mikroskop für Hellfeld und Fluoreszenz Mikroskopie

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470041852

Die hochauflösende Mikroskopie ermöglicht die Phänotypisierung von Einzelzellen in Gesundheit und Krankheit. Unser Hauptinteresse ist es, den humanen atherosklerotischen Plaque besser zu charakterisieren. In Kombination mit Laser-Mikrodissektionsmikroskopie und ultrasensitiver Massenspektrometrie konnte erstmals ein proteomisches Profiling auf Einzelzellebene in einem innovativen Ansatz namens Deep Visual Proteomics (DVP) durchgeführt werden. Der Ansatz erlaubt neben der funktionellen Charakterisierung der Heterogenität einzelner Zellen auch die Durchführung einer räumlichen proteomischen Charakterisierung von Geweben und ist klassischen Einzelzellansätzen auf DNA- und RNA-Ebene potenziell überlegen. DVP nutzt hochauflösende Bildgebung, künstliche Intelligenz (KI) - namentlich Biology Image Analysis Software (BIAS) - basierte Bildanalyse-Ansätze für die Einzelzell-Phänotypisierung und Isolierung mit einem neuartigen ultrasensitiven Proteomics-Workflow. Konkret wollen wir die biologische Relevanz von somatischen Mutationen in Plaque-infiltrierenden Leukozyten und glatten Muskelzellen (SMCs) durch die Kombination von leistungsstarken Bildgebungstechnologien mit hypothesenfreier Proteomik charakterisieren und eingehend untersuchen. Wir stellen die Hypothese auf, dass somatische Mutationen nach der Invasion von mutierten Leukozyten proatherosklerotische Effekte in atherosklerotischen Plaques vermitteln können. Ganz ähnlich spekulieren wir, dass, vergleichbar mit mutierten Leukozyten, SMCs, die von somatischen Mutationen betroffen sind, die klonale Expansion und Reprogrammierung von SMCs unterstützen, SMC-Phänotypübergänge beeinflussen und schließlich die Plaquestabilität beeinflussen können. DVP bringt die Proteinabundanz mit komplexen zellulären und subzellulären Phänotypen zusammen, während der räumliche Kontext erhalten bleibt. Die von DVP generierten Daten werden uns bei der Entdeckung neuartiger Proteinsignaturen helfen, die zum ersten Mal molekulare Einblicke in die Proteomvariation auf phänotypischer Ebene mit vollständiger räumlicher Metainformation im humanen, atherosklerotischen Plaque liefern werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Automatisiertes Slide-Scanner-Mikroskop für Hellfeld und Fluoreszenz Mikroskopie
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Dr. Moritz von Scheidt