Kontrastmittel für die volumetrische Analyse großer Hirnstrukturen und Nervensysteme mit Röntgenstrahlen

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Brecht; Professor Dr. Stefan Hecht
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 552097556

Das gemeinsame Forschungsvorhaben eines Chemikers (Stefan Hecht) und eines Neurowissenschaftlers (Michael Brecht) zielt auf die Entwicklung neuartiger Kontrastmittel für die röntgenbasierte (microCT) Analyse neuronaler Strukturen. Während die röntgenbasierte Beurteilung von Knochenstrukturen in medizinischen CT-Anwendungen seit langem Standard ist, erleben wir derzeit eine explosionsartige Ausweitung der röntgenbasierten Techniken auf die Analyse aller Arten von biologischem (Weichteil-) Gewebe. Diese dramatischen Fortschritte in der röntgenbasierten Visualisierung wurden in den Neurowissenschaften noch nicht auf breiter Basis angewendet. Ein Hauptgrund für das Fehlen der Mikro-CT-Technik in den Neurowissenschaften ist der Mangel an leistungsstarken Farbstoffen, die die Visualisierung neuronaler Details ermöglichen. Wir haben einen neuartigen bimodalen (Röntgen/Fluoreszenz) neuronalen Tracer, DiI-CT, entwickelt, der durch microCT sichtbar gemacht werden kann. Die ersten Ergebnisse der Anwendung von DiI-CT sind sehr ermutigend und zeigen, dass der Farbstoff die 3D-Struktur neuronaler Prozesse in optisch unzugänglichem Gewebe auflösen kann. Inspiriert von diesem Erfolg planen wir Folgendes: (i) DiI-CT weiter zu charakterisieren. (ii) Verbesserte DiI-CT-Derivate zu entwickeln. (iii) DiI-CT anzuwenden. (iv) Entwicklung und Charakterisierung eines universelleren, röntgendichten Markierungsmittels, genannt DAB-CT. (v) Erforschung einer Vielzahl anderer MicroCT-Färbestrategien. Wir gehen davon aus, dass die hier zu entwickelnden neuen Farbstoffe breit anwendbar sind und in großen Gehirnen, unter Post-mortem-Bedingungen und unter Bedingungen schlechter visueller Sichtbarkeit, neue Einsichten erlauben werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen