Tiefenkodiertes konfokales Endoskop für den Gastrointestinaltrakt

• Antragstellerin: Dr. Asha Asha
• Fachliche Zuordnung: Biomedizinische Systemtechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556380686

Der Magen-Darm-Trakt ist ein komplexer Lebensraum für Mikroorganismen, in dem über 1.000 verschiedene Arten mit einer Dichte von bis zu einer Billion Zellen pro Gramm Gewebe leben. Bemerkenswerterweise hält das GI-System ein empfindliches Gleichgewicht zwischen dieser vielfältigen mikrobiellen Population aufrecht. Dieses Gleichgewicht kann jedoch manchmal gestört werden, was zu Komplikationen wie entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) führen kann. Eines der wichtigsten Ziele auf diesem Gebiet ist die Entschlüsselung der Mechanismen, die der IBD zugrunde liegen. Leider werden die meisten Studien in vitro oder ex vivo durchgeführt. Um ein besseres Verständnis der IBD zu erlangen und wirksame Therapeutika zu entwickeln, müssen Studien im Magen-Darm-Trakt selbst durchgeführt werden. Den derzeitigen Weißlicht-Endoskopen fehlt die zelluläre Auflösung, die für eine effektive Untersuchung von CED erforderlich ist. Klinische Techniken wie die Multiphotonenmikroskopie und die konfokale Mikroskopie bieten zwar eine zelluläre Auflösung, ihre Bildgebung ist jedoch auf eine einzige Ebene beschränkt. Derzeit gibt es keine Technik, die eine dreidimensionale In-vivo-Bildgebung von Gewebe des GI-Trakts mit zellulärer Auflösung ermöglicht. In diesem Projekt werde ich ein flexibles Endoskop auf der Grundlage chromatischer konfokaler Mikroskopie entwickeln, das ein hoch chromatisch dispersives Material, Zinkselenid, verwendet. Dieses Endoskop wird in der Lage sein, Gewebe des Verdauungstrakts mit zellulärer Auflösung in drei Dimensionen abzubilden, ohne dass ein Abtastmechanismus an der Abbildungsstelle erforderlich ist. Das Gerät wird getestet, indem der GI-Trakt in einem Colitis-Modell von Mäusen abgebildet wird. Die aufgenommenen Bilder werden den ersten detaillierten Blick auf verschiedene Zelltypen des GI-Trakts in Gegenwart von Mikrobiomen in ihrem natürlichen Lebensraum ermöglichen.Mit seiner einzigartigen Kombination aus Einfachheit, erweitertem Bildgebungsbereich und hervorragender Auflösung wird das entwickelte Gerät voraussichtlich nicht nur in der Gastroenterologie, sondern auch in Bereichen wie der kardiovaskulären Forschung, der eosinophilen Ösophagitis und als Oberflächenprofiler in industriellen Anwendungen Anwendung finden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Kanwarpal Singh