Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovative Diagnostik: Neues Verfahren zur fluoreszenz-tomographischen Darstellung von Tumoren in lebenden Tieren

10.12.2008
Am Helmholtz-Zentrum München und an der Technischen Universität München hat das Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung unter Leitung von Professor Vasilis Ntziachristos ein neues Verfahren zur optimierten Darstellung fluoreszenz-tomographischen Darstellung von Tumoren mit Hilfe von early arriving photons entwickelt.

Diese Photonen in Kombination mit einem 360-Grad-Detektor liefern - verglichen mit einer kontinuierlichen Bestrahlung - deutlich schärfere und aussagekräftigere Bilder der untersuchten Objekte.

Fluoreszierende Moleküle sind Substanzen, die zur Emission von Licht angeregt werden können. Diese erweisen sich seit vielen Jahren sowohl in der biologischen Forschung als auch in medizinischer Diagnostik als äußerst nützliche Hilfsmittel. Mittels Fluoreszenz lassen sich zum Beispiel die Regulation und Expression von Genen untersuchen, Proteine in Zellen und Geweben lokalisieren, Stoffwechselprozesse verfolgen und die Dynamik von Zellen analysieren. Eine besondere Bedeutung erhält die Fluoreszenzbildgebung in Verbindung mit neuartigen tomografischen Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung von Objekten in lebenden Organismen.

Da in Geweben Photonen ab einer Eindringtiefe von nur wenigen hundert Mikrometern stark durch Zellmembranen und Organellen gestreut werden, ist die Qualität der Bilder von Natur aus eingeschränkt. Daher entstehen nur relative unscharfe Bilder.

In der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences beschreiben Prof. Ntziachristos und sein Team zusammen mit Kollegen der Harvard Medical School und des Massachusetts General Hospital in Boston, USA, den Einsatz von so genannten early arriving photons in tomographischen Verfahren. Diese Photonen sind die ersten, die nach einer Bestrahlung von Gewebe mit ultrakurzen Photonen-Impulsen am Detektor ankommen. Im Vergleich zu späteren ankommenden Photonen werden sie verhältnismäßig wenig gestreut und liefern in Kombination mit einem 360-Grad-Detektor - verglichen mit einer kontinuierlichen Bestrahlung - deutlich schärfere und aussagekräftigere Bilder der untersuchten Objekte.

Die Wissenschaftler untersuchten mit dieser "Early Photon Tomographie (EPT)" genannten Methode Lungentumore in lebenden Mäusen. Dazu wird den Tieren eine Substanz injiziert, die normalerweise nicht fluoresziert, jedoch nach Kontakt mit bestimmten Cystein-Proteasen, wie zum Beispiel Cathepsinen, fluoreszierende Eigenschaften bekommt. Lungentumore weisen eine erhöhte Menge dieser Proteasen auf und erlauben daher eine Fluoreszenz-Darstellung des Tumorgewebes.

Vergleichsuntersuchungen mit der herkömmlichen Röntgen-Computertomografie zeigten, dass die EPT nicht nur eine sehr sensitive Methode zur Darstellung von Lungentumoren in lebenden Organismen ist, sondern zusätzlich biochemische Veränderungen in benachbarten Gewebearealen darstellen kann, die durch die Tumorerkrankung entstanden sind und die durch konventionelle Röntgen-Tomografie nicht erfasst werden können.

Die "Early arriving photons" liefern typischerweise schwächere Signale, dennoch konnten die Autoren zeigen, dass aufgrund einer Weitfeld-Implementierung die EPT nur eine sehr geringe Abschwächung der durchschnittlichen Signalstärke aufweist. Die Methode ist derzeit zwar nur für kleine Tiere anwendbar. Die Übertragung auf größere Organismen und Menschen ist aufgrund technischer Weiterentwicklung nach Meinung der Wissenschaftler durchaus möglich.

Veröffentlichung:

Niedre, M.J., de Kleine, R.H., Aikawa, E., Kirsch, D.G., Weissleder, R., Ntziachristos, V. (2008): Early photon tomography allows fluorescence detection of lung carcinomas and disease progression in mice in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences; Published online before print November 17, 2008, doi: 10.1073/pnas.0804798105

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Vasilis Ntziachristos

Helmholtz Zentrum München
Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt
Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung (IBMI)
Ingolstädter Landstraße 1
85764 Neuherberg
Tel.: 089-3187-3852
E-Mail: v.ntziachristos@helmholtz-muenchen.de
Technische Universität München
Lehrstuhl für Biologische Bildgebung
Ismaninger Str. 22
81675 München
Tel.: 089-4140-6747
E-Mail: v.ntziachristos@tum.de

Michael van den Heuvel | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält
22.05.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus
22.05.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie