IMMPRINT: Integrierte molekulare Bildgebung für eine Biomarker-basierte Brustkrebsbehandlung

Im Rahmen unserer Forschung im Bereich der Röntgenfluoreszenz sowie der Dunkelfeld-Bildgebung läuft das folgende Projekt.

Projektbeschreibung

Die molekulare medizinische Bildgebung spielt eine entscheidende Rolle in der modernen medizinischen Diagnostik und ermöglicht eine frühzeitige und personalisierte Therapie verschiedener Krankheiten, insbesondere von Krebs. Allerdings weisen bestehende In-vivo-Bildgebungsverfahren für die molekulare Bildgebung beim Menschen Einschränkungen auf, wie beispielsweise eine geringe Empfindlichkeit gegenüber molekularen Prozessen, eine begrenzte räumliche und zeitliche Auflösung oder eine hohe Belastung durch ionisierende Strahlung. Um diese Herausforderungen anzugehen, zielt IMMPRINT darauf ab, einen Machbarkeitsnachweis für die In-vivo-3D-Bildgebung zu entwickeln, der die Röntgen-Dunkelfeldbildgebung (DFI) und die Röntgenfluoreszenz-Computertomographie (XFCT) als neuartiges Hybrid-Tool für die personalisierte Tumorprofilierung nutzt, mit besonderem Schwerpunkt auf Brustkrebs (BC).

DFI wird die Identifizierung verdächtiger Tumorläsionen im Mikrometerbereich unterstützen, gefolgt von einer detaillierten molekularen Bewertung mit hoher räumlicher Auflösung auf lokaler Tumorebene unter Verwendung von XFCT. Durch diesen Ansatz kann die Strahlenbelastung durch hohe ionisierende Strahlendosen, wie sie bei nuklearmedizinischen Bildgebungsverfahren auftreten, auf die betroffenen Bereiche beschränkt werden, was die Patientensicherheit erhöht. Das DF-XFCT stützt sich auf verschiedene Säulen innovativer Technologieentwicklungen, von neuartigen Detektoren bis hin zu integrierten In-vivo- und In-vitro-Biodiagnostika. Wenn Nanopartikel durch Röntgenstrahlen angeregt werden, wird Röntgenfluoreszenz emittiert. Im Rahmen von IMMPRINT werden eindeutige Signaturen der intra- und intertumoralen Heterogenität bei Brustkrebs identifiziert, die sich für den Nachweis durch speziell entwickelte und zielgerichtete Nanopartikel eignen. Das IMMPRINT-System für die hybride DF-XFCT-Bildgebung wird standardmäßige klinische Röntgenquellen umfassen und von innovativen Detektoren profitieren, die eine gleichzeitige Erkennung von DFI und XFCT ermöglichen und auf eine hohe räumliche und energetische Auflösung abzielen.

Die ungleichmäßig verteilten Daten, die Zeit- und Energieinformationen enthalten, erfordern die Entwicklung neuer Methoden zur Extraktion von 3D-Bildgebungsinformationen aus diesen Daten, um Einblicke in die funktionellen, molekularen und anatomischen Eigenschaften der Brustkrebserkrankung zu erlangen. Das IMMPRINT-Bildgebungssystem wird neue Ansätze für eine bessere medizinische Diagnose und auch neue biomedizinische Forschung ermöglichen. Es wird die technische Machbarkeit im Labormaßstab demonstrieren und könnte die Grundlage für die kommerzielle Entwicklung eines Systems bilden. Das Konsortium vereint Fachwissen aus allen oben genannten Bereichen und nutzt national und international finanzierte Großinfrastrukturen.

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Das Projekt wird gefördert im Zeitraum 04/2024-03/2027 von der Europäischen Union.