Inverses Multiphotonenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527138861

Die Arbeiten der Abteilung Molekulare Tumorzellbiologie am Institut für Zellbiologie und Immunologie der Universität Stuttgart haben die Erforschung von zellulären Transformationsprozessen im Rahmen der Krebsentstehung und Krebsprogression zum Ziel. Beispielsweise haben grundlegende Studien der Antragstellerin zur biologischen Funktion von Rezeptortyrosinkinasen einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung zielgerichteter Ansätze in der personalisierten Krebsmedizin geleistet. Allerdings sprechen nicht alle Patienten auf diese zielgerichteten Therapien an und selbst bei initialem Therapieerfolg kommt es häufig zur Entwicklung von Resistenzen. Um effektive personalisierte Strategien für die Tumortherapie zu entwickeln sind verlässliche präklinische Modellsysteme unabdingbar, einerseits um molekulare Zusammenhänge im Rahmen der Grundlagenforschung aufzuklären, andererseits um für angewandte Studien eine valide Plattform für das Wirkstoff-Screening anzubieten. Während sowohl klassische 2D-Zellkulturen mit etablierten Krebszelllinien als auch Tumormodelle in der Maus erhebliche Limitationen in der Nachbildung der Tumorphysiologie aufweisen, kann mit heterogenen 3D-Kulturen basierend auf Sphäroiden, Organoiden und primären Gewebeschnitten die Komplexität von Tumorgeweben deutlich naturgetreuer rekapituliert werden. Analysen, die direkt mit solchen komplexen 3D-Modellsystemen durchgeführt werden, versprechen damit eine höhere Übertragbarkeit der gewonnenen Daten auf den Patienten. Aus diesem Grund sollen in zukünftigen Arbeiten vermehrt ex vivo (direkt aus dem Organismus gewonnenen) und de novo (synthetisch nachgebildeten) 3D-Tumorgewebekulturen zum Einsatz kommen, deren Präparation in dem neu eingerichteten 3R-Tissue Lab der Universität Stuttgart erfolgen wird. Für die Echtzeit-Untersuchung von gewebeähnlichen Proben hoher Zelldichte ist die Multiphotonenmikroskopie durch ihre Fluoreszenz-Bildgebung in Eindringtiefen bis zu einem Millimeter besonders gut geeignet. Es wird deshalb ein Konfokalmikroskop mit integrierter flexibler Mehrkanal-Multiphotonen-Bildgebung beantragt, das zusätzlich über Fluoreszenzlebenszeit-basierte Funktionen verfügt. Das Mikroskop soll die Integration von Perfusionssystemen für "Liquid Handling" unterstützen und für Langzeitobservationen lebender Gewebeproben unter physiologischen Bedingungen ausgestattet sein. Das Gerät wird zentral in der Core Facility des Stuttgart Research Center Systems Biology (SRCSB), der Technologieplattform "Zelluläre Analytik" aufgestellt und betrieben. Dies sichert einerseits eine optimale technische Betreuung, gleichzeitig wird das Mikroskop allen Arbeitsgruppen des SRCSB und somit einer breiten Nutzerschaft zur Verfügung gestellt. Die Beschaffung stellt eine bedeutsame Erweiterung des Methodenspektrums der Technologieplattform dar und wird den Nutzern erstmals die Technologien von Multiphotonenmikroskopie und Fluoreszenzlebenszeit-basierter Messungen am Standort Stuttgart zur Verfügung stellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Inverses Multiphotonenmikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Universität Stuttgart
• Leiterin: Professorin Dr. Monilola Afolabi Olayioye