Die Abteilung für Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie

Die Abteilung für Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie, bestehend aus dem Werner Siemens Imaging Center und der angegliederten Radiopharmazie, bietet weltweit ein einzigartiges wissenschaftliches und infrastrukturelles Potential. Hier werden aktuelle Inovationen in den Bereichen Bildgebende Verfahren, der Bildverarbeitung, Detektortechnik und der präklinischen Entwicklung neuartiger klinischer Diagnose- und Behandlungskonzepte für die Klinik gebündelt.

Aktuelle Projekte

Hybridbildgebung mittels PET und fMRI zur Untersuchung der funktionellen Konnektivität des Gehirns

Simultaneously acquired [18F]FDG-PET and BOLD-fMRI shows functional and metabolic connectivities of the default mode network at resting state (Amend M., Neuroimage 2019).

Das Gehirn ist das komplexeste Organ des Menschen. Dessen primäre Einheiten, die Neuronen, kommunizieren miteinander und sind in Netzwerken organisiert. Die Charakterisierung dieser neuronalen Schaltkreise ist für die Wissenschaft von großem Interesse und die Fähigkeit, Schaltkreisknoten zu modulieren und die neuronalen Funktionen mit optogenetischen Werkzeugen zu steuern, hat die Forschung revolutioniert. In der AG von Frau Prof. Kristina Herfert werden verschiedene Stimulationstechniken eingesetzt, um die Auswirkungen auf die funktionale, metabolische und molekulare Konnektivität des Gehirns im gesunden und pathologischen Gehirn zu untersuchen.

Fortgeschrittene präklinische metabolische Bildgebung und Zelltechnik

A) Axial view T1-weighted imaging and the respective B) in vivo CEST MR imaging of mice bearing a small cell lung cancer (SCLC) tumor at the lower flank after an i.v. injection of a SR.

Der Zellstoffwechsel spielt eine wesentliche Rolle beim Verständnis der Nährstoffaufnahme und der Oxidation entscheidender Substrate in Geweben. Die AG um Prof. André Martins geht die biochemische/biomedizinische Herausforderung an, diese Prozesse sichtbar zu machen indem es modernste und translationale metabolische Bildgebung einsetzt, um neue zielgerichtete und bildgesteuerte Therapien bei Krebs, Diabetes, Schlaganfall und Leberversagen zu entwickeln.

Präklinische Bildgebung des Immunsystems

Intravital multiphoton microscopy allows the monitoring of immune cell function and tumor therapy response at the single-cell level (A). Visualization of essential steps during immunotherapy, such as immune cell arrival through blood vessels and infiltration and positioning of immune cells within the tumor (B).

Immuntherapien stellen derzeit eine der vielversprechendsten Perspektiven zur Behandlung fortgeschrittener Krebserkrankungen dar, mit dem Potenzial, eine langanhaltende Regression und Heilung zu bewirken. Leider sprechen solide Tumoren jedoch in sehr unterschiedlichem Maße auf diese Immuntherapien an. Die AG um Frau Prof. Bettina Weigelin kombiniert fortschrittliche mikroskopische Techniken mit modernster makroskopischer Bildgebung, um mechanistische Einblicke in die Kinetik und Funktion der Immuntherapien auf zellulärer und Ganzkörperebene zu gewinnen. Die Visualisierung der Reaktion der Immuntherapie in lebendem Tumorgewebe und im Laufe der Zeit ermöglicht die Identifizierung gewebespezifischer Resistenznischen und Ansätze für verbesserte Krebsimmuntherapien.

Radiochemie und Tracerentwicklung (AG Junker)

Neue Checkpoint-Inhibitor Therapien

Der Erfolg von Strategien zur Induktion antitumoraler Immunreaktionen durch Checkpoint-Hemmung oder adoptive T-Zellen hat zu einem klinischen Paradigmenwechsel in der konventionellen Krebstherapie geführt. Der Fokus der AG von Dr. Dominik Sonanini liegt daher auf der Entwickelung und dem Einsatz neuartiger Bildgebungssonden, die zur Patientenstratifizierung, zur Aufklärung früher Behandlungsreaktionen und zur Umsetzung rationaler kombinatorischer Immuntherapieansätze eingesetzt werden können. Insbesondere bietet das sog. ImmunoPET eine direkte Bildgebungsstrategie, die Positronen-Emissions-Tomographie (PET)-Isotope mit zielgerichteten Antikörpern (Abs), konstruierten Fragmenten oder kleinen Molekülen kombiniert, die in der Lage sind, die Expression von Krebs- und Immunzell-Biomarkern nicht-invasiv zu überwachen.