Pressemitteilung/News

Forschungsförderung
18.01.2017

DFG unterstützt Tonsortierer

Der Experte für Protein Design Dr. André Stiel vom Helmholtz Zentrum München wird künftig von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Der Leiter der Arbeitsgruppe für CellEngineering am Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung (IBMI) erhält im Rahmen einer sogenannten Einzelförderung über drei Jahre verteilt insgesamt über 500.000 Euro. Damit möchte er eine Hochdurchsatz-Screening-Plattform für Signalmoleküle zur optoakustischen Bildgebung entwickeln.

DFG unterstützt Tonsortierer

Quelle: Courtesy of Markus Seeger

Die Optoakustik ist eine Technik zur dreidimensionalen Bildgebung in biologischen Geweben mit relativ hoher Eindringtiefe – teilweise im Zentimeter-Bereich. Dahinter verbirgt sich ein ausgeklügeltes Prinzip: Schwache Laserimpulse erwärmen minimal das Zielgewebe, was zu dessen kurzzeitiger Ausdehnung führt. In der Folge entstehen Ultraschallsignale, die die Wissenschaftler mit einem entsprechenden Sensor erfassen und in dreidimensionale Bilder „übersetzen“.

Für bestimmte Fragestellungen benötigen die Wissenschaftler allerdings zusätzlich sogenannte Label, also Moleküle, die die gesuchten Zielstrukturen im Gewebe sichtbar machen. Zum Beispiel lassen sich solche Label in krankheitsrelevante Zellen einschleusen und so diese ansonsten unsichtbaren Zellen für die Optoakustik „hörbar machen“.

Mit Hochdurchsatz zu neuen Fragestellungen

„Von diesen Labels gibt es allerdings noch relativ wenige“, so Andre Stiel. „Das ist vor allem der Tatsache geschuldet, dass wir es hier mit einer sehr jungen Methode zu tun haben.“ Er und sein Team wollen das mit dem Projekt ‚Sorting Sounds – Eine Hochdurchsatz-Mikrofluidik-Screening-Plattform für die Entwicklung genetisch kodierter Label für die optoakustische Bildgebung‘ nun ändern.

„Unser Ziel ist es, ein Hochdurchsatz-Zytometer für die Optoakustik zu entwerfen und zu bauen, das in der Lage ist, sehr schnell zahlreiche Moleküle auf ihre Eignung als Label zu prüfen und zu sortieren. Das beutetet, zu messen wie stark der ausgesendete Ultraschall für die Moleküle ist.“, erklärt Stiel. „Zudem werden wir versuchen, Moleküle – etwa aus der Fluoreszenz-Mikroskopie – für die Optoakustik weiterzuentwickeln.“ So wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler künftig einen Baukasten an Signalmolekülen für die optoakustische Bildgebung bereitstellen, um verschiedensten Fragestellungen direkt im Zielgewebe nachgehen zu können.

Weitere Informationen

Hintergrund:
Die bereits aus der Fluoreszenzmikroskopie bekannten Label sind vor allem auf eine möglichst große Helligkeit optimiert, was für ihre Anwendung in der Optoakustik problematisch ist, da diese Technik hauptsächlich auf strahlungsfreier Deexzitation basiert. Ferner werden deutlich Infrarot- verschobene Label benötigt, um den Vorteil der Optoakustik, ihre hohe Eindringtiefe, ausschöpfen zu können. Hier müssen entsprechende molekulare Umbaumaßnahmen stattfinden, um sie für die neue Methode nutzbar zu machen.

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.

Das Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung (IBMI) erforscht In-vivo-Bildgebungstechnologien für die Biowissenschaften. Es entwickelt Systeme, Theorien und Methoden zur Bildgebung und Bildrekonstruktion sowie Tiermodelle zur Überprüfung neuer Technologien auf der biologischen, vorklinischen und klinischen Ebene. Ziel ist es, innovative Werkzeuge für das biomedizinische Labor, zur Diagnose und dem Therapiemonitoring von humanen Erkrankungen bereit zu stellen.