Das zentrale Ziel von CRC1450 ist die Entwicklung und Verwendung neuartiger Bildgebungsinstrumente, um zu verstehen, welche zellulären Prozesse in welchen Organen entscheidende Indikatoren für das Fortschreiten einer Entzündung sind. In unserem Projekt wird ein kombinierter Ansatz mit MRT und massenspektrometrischer Bildgebung entwickelt. Ziel unseres Projekts ist es, die übergeordnete Frage zu beantworten, wie quantitative MR-Parameter von elementaren und molekularen Mustern in Geweben abhängen und wie sich diese Abhängigkeit bei Entzündungsreaktionen entwickelt. Die neuen Methoden werden angewendet, um zelltypspezifische Signaturen zu erkennen und die Immunantwort durch nicht-invasive Bildgebung mit retrospektiven Kalibrierungen zur Quantifizierung zu charakterisieren.
Die parametrische MRT-Kartierung kann quantitative Messungen von Gewebeparametern bei hoher räumlicher Auflösung unabhängig von der Gewebetiefe liefern. Die genaue Beziehung zwischen diesen Gewebeparametern und den molekularen Konzentrationen des tatsächlichen Substrats bleibt jedoch unklar. Molekulare Konzentrationen sind jedoch erforderlich, um (patho-) physiologische Prozesse wie Barriereverlust, molekulare Ablagerung oder Extravasation von Immunzellen und Infiltration von Gewebe, die bei entzündlichen Prozessen auftreten, genau zu charakterisieren. Dieses Projekt zielt darauf ab, kombinierte In-vivo-MRT- und Ex-vivo-Massenspektrometrie-Bildgebungsverfahren (MSI) zu entwickeln, die sowohl Laserablations-induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie-Bildgebung (LA-ICP-MSI) als auch matrixunterstützte Laserdesorptions- / Ionisations-Massenspektrometrie-Bildgebung umfassen (MALDI-MSI). MSI soll außerdem als wichtiger Meilenstein für die Entwicklung vollständig quantitativer MRT-Methoden im Rahmen unserer umfassenden Multiskalen-Bildgebungsstrategie zur Analyse von Immunantworten in Krankheitsmodellen und Patienten in vivo verwendet werden. Unter Verwendung von MR-kompatiblen Kontrastmitteln, biorthogonalen Klickreagenzien, BODYPIs und Nanokapseln, die von anderen CRC1450-Projekten bereitgestellt wurden, werden kalibrierte MRT-Methoden zur Untersuchung der Gefäßpermeabilität entwickelt. Wir werden untersuchen, ob MRT-Methoden eine vollständig quantitative Zellverfolgung und Charakterisierung der Immunantwort als Reaktion auf bakterielle Infektionen und bei Ischämie-Reperfusion in Herz und Niere ermöglichen.
Zu diesem Zweck werden wir (i) kalibrierte Beziehungen zwischen der in vivo zugänglichen MR-Parameterrelaxivität R1 / 2 und der Elementkonzentration des Kontrastmittels (Gd, Fe) in Abhängigkeit von seinem physikochemischen Zustand herstellen, (ii) neue MSI-Methoden entwickeln, um Elemente quantifizieren (LA-ICP-MSI) und Stoffwechselprofile (MALDI-MSI) erfassen, physikalisch-chemische Parameter der Umgebung in die Relaxationsmodellierung einbeziehen, (iii) robuste Koregistrierungsalgorithmen für MRT und MSI implementieren, (iv) Protokolle zur Unterscheidung entwickeln verschiedene Populationen von Immunzellen in vivo durch kombinierte MRT und MSI und schließlich (v) Anwendung und Validierung dieser Methoden zur Charakterisierung der Dynamik von Immunzellen in einem Nierenischämie / Reperfusionsmodell, Gefäßpermeabilitätsmodellen, in Herz-I / R- und in Sepsis-Modellen .
Förderzeitraum: 01.2021 - 12.2024