Nicht-invasive molekulare und morphologische Bildgebung des Thrombozyten und thrombozytärer Zielstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Feil; Professor Dr. Bernd Pichler; Professor Dr. Tilman Schäffer
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 190538538

Ziel des Teilprojekts ist es, Thrombozyten und relevante Zielstrukturen nicht-invasiv im lebenden Organismus und mit hochauflösender "scanning ion conductance microscopy" (SICM) im Aktivierungsverlauf an der Einzelzelle darzustellen. Das Teilprojekt konzentriert sich auf innovative Bildgebung und hat 3 Schwerpunkte: 1) Entwicklung und Validierung von molekularen Markern zur nicht-invasiven Darstellung thrombozytärer Zielstrukturen im Krankheitsverlauf, 2) Evaluation einer neuen TK-Reportermaus zur nicht-invasiven Darstellung von Thrombozyten mittels PET, und 3) Anwendung der hochauflösenden "fluorescence"-SICM zur Darstellung von Funktionszuständen an der lebenden Einzelzelle. Das Teilprojekt bietet für die unterschiedlichen Kooperationspartner innerhalb der Forschergruppe eine Kleintier- und klinisch-translationale Bildgebungsplattform [Positronen-Emissions-Tomographie (PET), Optische Bildgebung (OI), Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT), Computer-Tomographie (CT), kombinierte Bildgebung (PET/MRT) und hochauflösende Mikroskopie (SICM) für subzelluläre Strukturen an der lebenden Einzelzelle]. Zusammen mit den unterschiedlichen Kooperationspartnern innerhalb des Konsortiums werden diese Technologien wesentlich die Einzelprojekte ergänzen. Mit Hilfe unserer Expertise in der Radiomarkierung und Entwicklung von Biomarkern und Bildgebungsmethoden werden thrombozytäre Zielstrukturen im Krankheitsverlauf visualisiert, um Aussagen zur Vulnerabilität, Entzündung und Angiogenese zu treffen. Gerade in der kardiovaskulären Medizin erweist sich die Kombination von PET und MRT als wichtig, um beispielsweise die Anreicherung eines radiomarkierten Biomarkers exakt einer morphologischen Struktur zuordnen zu können oder neben der molekularen und anatomischen Information funktionelle Parameter bestimmen zu können. Des Weiteren wird ein neues transgenes Mausmodell in Kombination mit PET entwickelt, um erstmalig die Biodistribution und "life span" von Thrombozyten im gesunden und erkrankten Organismus nicht-invasiv darzustellen. Die "fluorescence"-SICM wird synergistisch zur nicht-invasiven Bildgebung Informationen zur Thrombozytenfunktion an der lebenden Einzelzelle ergeben. Allenotwendigen Methoden zur PET/MR-Darstellung sind in unserem Labor etabliert. Neben [18F]FDG werden auch Tracer zur Darstellung von hypoxischen Arealen ([18F]FMISO) oder der Angiogenese ([64Cu]RGD) zum Einsatz kommen. Spezifische Antikörper werden mit DOTA, einem Chelator, konjugiert und anschließend mit 64Cu radiomarkiert. Gerade langlebige Isotope erlauben zudem die Verfolgung von Thrombozyten oder T-Zellen über mehrere Tage in vivo. Thrombozytäre Mechanismen stehen in enger Verbindung mit angiogenetischen und hypoxischen Prozessen. Das vorhandene Methodenspektrum ist Basis für die Etablierung innovativer Bildgebung, basierend auf den thematischen Schwerpunkten der einzelnen KFO-Teilbereiche.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: KFO 274: Thrombozyten - Molekulare Mechanismen und translationale Bedeutung
• Beteiligte Person: Dr. Thomas Wurster