Volumenbildgebung von Krebsgewebe mit spezifischen Färbungen

Das Hauptziel des Projekts ist es, 3D Rekonstruktionen mit zellulärer Auflösung von Tumorstücken zu erhalten, die bei Krebsoperationen entfernt wurden um damit die pathologische Diagnostik zu verbessern. Damit die Bilder schnell in d er klinischen Diagnostik verwendbar sind, sollte das Zytoplasma und die Zellkerne wie in der Standard Hämatoxilin/Eosin Färbung erscheinen, an die die Pathologen gewöhnt sind. Ein Problem der Standardtumordiagnostik ist es, dass im allgemeinen nur ein 4 Mikrometer dicker histologischer Schnitt pro halbem Zentimeter Tumorgewebe hergestellt wird, was zu einer Unterabtastung von 1:1000 führt. Insbesondere in Situationen, in denen es auf tumorfreie Schnittränder ankommt, kann dies zu falsch negativen Resultaten führen. Unsere optischen Schnitte erlauben eine tausend mal feinere Abtastung als die Standardhistologie. Wir sind davon überzeugt, dass unser Ansatz zu einer sichereren Krebsdiagnostik führen wird. Zusätzlich sollten die 3D Daten, die wir erhalten, neue Einblicke in die Tumorbiologie erlauben. Der 3D Aspekt der Tumorentwicklung war bislang auf Einzelzellniveau mit vorhandenen Techniken praktisch nicht zugänglich. Jetzt kann er detailliert untersucht werden. Neben der Visualisierung von Zellnuklei und Zytoplasma mit HE ähnlichen Färbungen würden wir auch gerne das Blutgefäßsystem im Tumor darstellen. Dies könnte von großem diagnostischem Wert sein, da die Entwicklung neuer Gefäße ein wichtiger Aspekt der Tumorentwicklung ist. Dies wäre besonders für Therapien interessant, die sich gegen die Entwicklung neuer Blutgefäße richten. Obwohl wir Zentimeter große Tumorstücke mit unserem Klärverfahren völlig durchsichtig machen können, haben wir bislang vor allen Aufnahmen mit 1 mm lateraler Ausdehnung gemacht. Um größere Teile des Tumors aufnehmen zu können, wollen wir Aufnahmen zusammen fügen, Objektive mir größerem Bildfeld verwenden und den Aufnahmeprozess automatisieren. Neben der Anfärbung der Tumorbestandteile mit kleinmolekularen Farbstoffen haben wir vor, auch die Anfärbung mit Antikörpern zu etablieren. Immunohistochemie wird in der histologischen Diagnostik verwendet, wenn HE basierte Ergebnisse bestätigt werden müssen. Da Antikörper viel größer als Farbstoffmoleküle sind, müssen spezielle Protokolle ausgearbeitet werden, um Immunfärbungen in einem sinnvollen Zeitrahmen zu ermöglichen. Da sowohl für HE und Immunfärbungen Zeit ein wichtiger Faktor in der klinischen Diagnostik ist, sollen zusätzliche Techniken wie der Einsatz von Mikrowellenergie untersucht werden. Mit der Hilfe unserer Kollaborationspartner in der Pathologie werden wir unsere Technologie auf Tumore anwenden, bei denen 3D Rekonstruktionen klinisch besonders relevant sind.