Mapping der metabolischen Aggressivität von Tumoren mit hybriden PET/MR-Shift-Reagenzien in vivo

• Antragsteller: Professor Dr. Andre Martins, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516238665

Die altersbereinigte Überlebensrate der Krebspatienten ist seit den 1950er Jahren, trotz erheblicher Fortschritte in der Früherkennung, um lediglich 5% gestiegen. Aus diesem Grund besteht dringender Bedarf an der Entwicklung zuverlässiger Biomarker und personalisierter Diagnoseinstrumente, die es Klinikern ermöglichen, den natürlichen Verlauf sowie die Plastizität von Tumormassen nicht-invasiv vorherzusagen. Mithilfe von Sensoren, die in der Lage sind, spezifische extrazelluläre Ereignisse bei Krebserkrankungen zu erkennen, können wir die Stoffwechselprofile jedes Tumortyps durch Biopsien des Tumorstromas detailliert auswerten - praktisch in vivo und nicht-invasiv. Spannende vorläufige Daten des Teams zeigen, dass ein neuartiger extrazellulärer Laktatsensor in Kombination mit fortschrittlicher biomedizinischer Bildgebung extrazelluläres Laktat als zuverlässigen Biomarker für die Aggressivität von Tumoren nachweisen kann, ohne nennenswerte Beeinflussung durch andere endogene Biomoleküle. Unseres Wissens ist dies das erste Mal, dass extrazelluläres Laktat, das von Krebszellen produziert wird, in vivo nachgewiesen werden kann. Da die Überproduktion extrazellulären Laktats über den Warburg-Effekt ein Markenzeichen von Krebs darstellt, schlagen wir eine direkte Strategie vor, um die Stadien der Krebsaggressivität zu erkennen, indem wir neuartige hybride metabolische Sensoren (SRs*), modernste hybride Bildgebung, multiparametrische Datenanalyse und quantitative metabolische Bildgebung kombiniert einsetzen. Der Erfolg des vorgeschlagenen Arbeitsplans wird den Grundstein für weitere Forschung in folgenden Bereichen legen: Entwicklung von Sonden, die metabolische und funktionelle Ereignisse in der Mikroumgebung erkennen; präzise Erstellung phänotypischer Tumorprofile mit hybriden Sonden; personalisierte und spezialisierte Diagnostik mit multimodalen Ansätzen; Erkennung des Krankheitsverlaufs (z.B. Aggressivität, Stadienbestimmung); quantitative metabolische Bildgebung durch den Einsatz optimierter hybrider PET/MRI-Sensoren für translationale Studien; Fortgeschrittene multiparametrische Analyse. Dies wird letztlich ein ganzheitliches Verständnis des Krebsfortschritts, der Metastasierung, der damit verbundenen Krebsaggressivität, der Heterogenität und der metabolischen Modulation bei soliden Tumoren ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen