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Projekt
Markierungsfreie Bildgebung des Lipid-Glukose-Stoffwechsels in Zellen, Geweben und im Mausmodell
Fachliche Zuordnung
Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455422993
Die Plastizität und Anpassungsfähigkeit des Lipid- und Glukosestoffwechsels sind mit vielen pathologischen Zuständen, wie Diabetes und Adipositas, verbunden. Die molekularen und zellulären Mechanismen der metabolischen Flexibilität und Heterogenität sind jedoch nach wie vor schlecht verstanden – trotz ihrer Relevanz für die Entwicklung neuer therapeutischer Ziele zur Linderung von Stoffwechselstörungen, die von Fehlanpassungen herrühren. Metabolische Bildgebung ermöglicht es, raum-zeitliche Informationen über die metabolische Dynamik von der Zell- bis zur Systemebene zu erhalten. Auf diese Weise ist die metabolische Bildgebung ein leistungsstarker Ansatz zur Erleichterung der Diagnose und zur Bewertung des Therapieansprechens. Die meisten der für die metabolische Bildgebung derzeit verfügbaren Technologien sind jedoch auf Verwendung in Kombination mit exogenen Markern beschränkt. Exogene Marker haben eine begrenzte Biodistribution, können potenziell die normale Reaktion stören oder sind einfach nicht verfügbar. Mid-infraRed Optoacoustic Microscopy (MiROM) ist eine neuartige markierungsfreie Bildgebungsmethode, die auf direkter Schwingungsanregung von Biomolekülen durch Licht im mittleren Infrarotbereich und optoakustischer Detektion basiert. MiROM bietet eine einzigartige Möglichkeit für markierungsfreie, nicht-invasive und longitudinale metabolische Bildgebung, um die metabolische Dynamik und Heterogenität auf Einzelzellebene zu verstehen. Hier schlagen wir vor, die nicht-invasive und markierungsfreie Bildgebungskapazität von MiROM zu nutzen und weiter zu entwickeln, um die metabolische Plastizität und funktionelle Heterogenität von Adipozyten und Skelettmuskelzellen zu untersuchen. Unser Ziel ist es, Mechanismen für eine verbesserte metabolische Flexibilität im Skelettmuskel- und Fettgewebe abfragen zu können, um neue Erkenntnisse für die Prävention, Frühdiagnose, Behandlung und das Management von Diabetes und Adipositas zu gewinnen. Zusätzlich werden wir untersuchen, ob die nicht-invasive in vivo-Stoffwechselbildgebung in der Haut unter Verwendung von MiROM den Gesamtstoffwechselstatus widerspiegelt und als Indikator für Gesundheit und Krankheit für die personalisierte Diagnostik dienen kann. Unsere Studie wird den Grundstein für zukünftige Phasen dieses Projekts legen, die den klinischen Transfer der MiROM-Technologie zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Stoffwechselüberwachung von Lipiden und Kohlenhydraten beim Menschen beinhalten.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Großgeräte
Fixed-Multiwavelength Quantum Cascade Laser
Gerätegruppe
5060 Mikroskopbeleuchtung
