Design, synthesis and evaluation of smart probes for magnetic resonance imaging - calcium selective contrast agents for tracking of neural activity

• Applicant: Privatdozent Dr. Goran Angelovski
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 97093386

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von „smarten“ biochemischen funktionellen Markern, die ( die Detektion von neuronaler Aktivität in Echtzeit ermöglichen ( und neuronale Aktivität in Kontraständerungen in MR Bildern umsetzen. Da Calcium eine wichtige Rolle während der neuronalen Aktivierung spielt, sollen neuartige makrozyklische Kontrastmittel entwickelt werden, die sensitiv auf die lokalen Änderungen der extrazellulären Calciumkonzentration im Gehirn reagieren. Die Kontrastmittel werden als Gadolinumkomplexe aus Derivaten makrozyklischer Liganden, die an Calcium-Chelatoren gekoppelt sind, synthetisiert und sollen ihre magnetischen Eigenschaften mit Veränderungen der Calciumkonzentration ändern. Nach der Synthese erfolgt die strukturelle, physiko-chemische und biophysikalische Charakterisierung der Moleküle. Mit den calciumsensitiven Kontrastmitteln, die die stärksten Änderungen der Relaxationszeiten bewirken, werden anschließend in-vivo -Experimente an Ratten durchgeführt. Unabhängig vom Zustand des Gefäßsystems erlaubt die erfolgreiche Entwicklung von „smar-ten/intelligenten“ Calcium-sensitiven Kontrastmitteln die direkte Abbildung von neuronaler Aktivität. Diese Entwicklung wird zu einer neuartigen Methode der funktionellen Magnetresonanz-Bildgebung (fMRI) führen, welche sich deutlich von der bisher am meisten verwendeten Messmethode unterscheidet, die auf dem Blutsauerstoffgehalt-abhängigen Kontrast (BOLD-Response) basiert.

• DFG Programme: Research Grants