Multivalente Wirtsstrukturen für hyperpolarisiertes Xenon zur In-Vivo-Darstellung von Zelloberflächen- Glycanen in Tumoren mittels MRT

• Antragsteller: Professor Dr. Leif Schröder
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316693477

Neuartige nicht-invasiven bildgebende Diagnoseverfahren werden dringend benötigt, um das Konzept der personalisierten Medizin zu realisieren und damit verbesserte Therapien und auch Fortschritte in der Arzneimittelentwicklung zu erzielen. Die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) kann eine der Schlüsseltechnologien werden, ist jedoch momentan auf die Detektion von relativ hoch konzentrierten Molekülen beschränkt. Mit einem "unsichtbaren" Molekül-Anteil von etwa 99,999% hat die MRT ein großes ungenutztes Potential. Kürzlich entwickelte Methoden können dieses Potential für eine begrenzte Zeit nutzbar machen, nämlich durch den Prozess der Spin-Hyperpolarisation vor der MRTUntersuchung. Der typische Ansatz, bei dem bestimmte Atome in einem Kontrastmittel hyperpolarisiert werden, ist jedoch nicht anwendbar für Zielgewebe, bei denen die Anlieferung und spezifische Aufnahme des Kontrastmittels die Lebensdauer der Hyperpolarisation überschreitet. Die Adressierung der Ziel-Moleküle durch funktionalisierte molekulare Einheiten, die dann als Reporter erst anschließend mit den hyperpolarisierten Atomen in situ vereint werden, erweitert das Anwendungsspektrum enorm. Xenon-Biosensoren basieren genau auf dieser Idee und können mit hervorragender Empfindlichkeit bei 108-fach reduzierten Aufnahmezeiten nachgewiesen werden. Allerdings sind Anwendungen in lebendem Gewebe noch nicht realisiert worden. In diesem interdisziplinären Projekt werden wir die Entwicklung neuartiger Nanotransporter realisieren, die im Gewebe eine große Anzahl von hyperpolarisierten Atomen aufnehmen können. Durch die Kombination dieser Sensorplattform mit komplementären Fortschritten in der Herstellung von hyperpolarisiertem Xenon und zugehörigen MR-Aufnahmetechniken für das gelöste Edelgas streben wir die Visualisierung von anspruchsvollen Biomarkern wie Zelloberflächen-Glykanen in Tumoren an.

• DFG-Verfahren: Reinhart Koselleck-Projekte