Zentrale Fragestellung

Wie kann die multiparametrische Bildgebung weiterentwickelt werden, um eine quantifizierbare Visualisierung funktioneller, molekularer und immunologischer Mechanismen von Tumoren zu erreichen?

Das Zusammenwirken von Lehrstühlen, unabhängigen Forschungsgruppen und Kerneinheiten zur Ermöglichung von Projekten und zur Umsetzung der allgemeinen Forschungsstrategie innerhalb der MFMI wird hervorgehoben

Herangehensweise

Der Forschungsbereich Molekulare und funktionelle multiparametrische Bildgebung beschäftigt sich mit der Fragen, wie die multiparametrische und multiskalare Bildgebung weiterentwickelt werden kann, um eine quantifizierbare Visualisierung funktioneller, molekularer und immunologischer Mechanismen von Tumoren zu erreichen. Dabei nimmt das Team um Prof. Dr. Bernd Pichler, Direktor der Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie und Co-Sprecher des Clusters, eine Vorreiterrolle auf dem Gebiet bildgebender Verfahren ein. Mit der Entwicklung des weltweit ersten vollintegrierten PET/MRT Gerätes für Tierversuche, ist es den Forschern gelungen, komplementäre Signale von Tumoren im lebenden Organismus mit hoher Auflösung zu untersuchen. Das übergeordnete Ziel ist es, neuartige zielgerichtete Tracer und MR-Biomarker zu entwickeln, um zellulären Stress und damit verbundene Stoffwechselveränderungen von Tumorzellen während der Tumorentstehung und nach der Therapie abzubilden. Der Forschungsbereich MFMI ist jeweils noch in drei Forschungsmodule untergliedert:

  • MFMI-1: Tracer Development and Multiparametric Imaging of Cancer Cell Stress Responses
  • MFMI-2: Imaging the Cellular and Humoral Immunity
  • MFMI-3: Machine Learning for Advanced Analysis of Multiparametric Imaging Data



MFMI-1

Die Radiopharmaka werden in der Radiopharmazie des Werner Siemens Imaging Centers mit einer Herstellungserlaubnis und unter Einhaltung der "Good Manufacturing Practice" (GMP) hergestellt. Diese Vorschriften garantieren eine strenge Qualitätssicherung bei der Herstellung von Arzneimitteln.

Die Entwicklung neuartiger therapeutischer Ansätze, die auf Stressreaktionen von Tumorzellen abzielen, erfordert eine Pipeline von PET (Positronen-Emissions-Tomographie) -Tracern, mit denen Stressreaktionen für neuartige Krebsbehandlungen nicht-invasiv sichtbar gemacht und quantifiziert werden können. Um den hohen iFIT-Anforderungen an die Synthese neuartiger Radiotracer gerecht zu werden, werden die MFMI-1-Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen eine Plattform für die späte Radiofluorierung von Medikamenten und Verbindungen weiterentwickeln. MFMI-1 wird in das Imaging Science Center (ISC) eingebettet sein und eng mit den Principal Investigators der beiden anderen iFIT Forschungsschwerpunktbereichen sowie mit internationalen Partnern zusammenarbeiten.

MFMI-2

Das MFMI-2-Forschungsmodul zielt darauf ab, wissenschaftliche Erkenntnisse, Immun-Imaging-Workflows und Zellmarkierungsverfahren in frühe klinische Studien zu übertragen. MFMI-2 will dabei ein besseres Verständnis der Mechanismen der Immunresistenz erzielen. So erfordert die Optimierung von Immuntherapien die Visualisierung des T-Zell-Trafficking, der Antikörperverteilung und der In-vivo-Bildgebung von CAR-T-Zellen oder anderen Komponenten der Immunmikroumgebung auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Ebenen. PET/MR-Geräte (Positronen-Emissions-Tomographie kombiniert mit Magnetresonanztomographie) und hochauflösende intravitale mikroskopische Bildgebung sind dabei die Methoden der Wahl.

Mit Hilfe der Intravitalmikroskopie lässt sich der Erfolg von Krebsimmuntherapien wie der CAR-T-Zelltherapie beurteilen und sogar die Funktion einzelner CAR-T-Zellen im Tumorleben überwachen, um das Design von CAR-T-Zellen weiter zu verbessern.

MFMI-3

Forschung an der Schnittstelle zwischen maschinellem Lernen und Medizin: Mit künstlicher Intelligenz wird unter anderem untersucht, wie medizinische Bilder schneller und besser analysiert werden können.

Da die Komplexität der Bildgebungsdaten unterschiedlicher Herkunft die konventionellen Analysemethoden überfordert, werden im Rahmen von iFIT neue Ansätze des maschinellen Lernens eingesetzt, um komplementäre multiparametrische Bildgebungsdaten zu integrieren und zu analysieren. Eine präzise molekulare und funktionelle Charakterisierung der räumlichen und zeitlichen Heterogenität von Tumoren ist eine Voraussetzung für die Identifizierung potenzieller therapeutischer Schwachstellen und wird helfen, das Ansprechen auf die Therapie zu überwachen. MFMI-3 zielt darauf ab, Surrogat-Bildgebungsmarker für Stressreaktionen von Tumoren zu identifizieren und zu validieren. Methoden des maschinellen Lernens werden die umfassende Analyse und Auswertung von Daten unterschiedlicher Herkunft, wie z. B. Bildgebung, Histologie, In-vitro-Screening oder Sequenzierung, weiter unterstützen.

Principal & Associated Investigators

Prof. Dr. Christian la Fougère

Ärztlicher Direktor Nuklearmedizin und Klinische Molekulare Bildgebung

Telefonnummer: 07071 26 86553

Faxnummer: 07071 29 4601

E-Mail-Adresse: christian.lafougere@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. Christian Schürch

W3-Professur für Advanced Tissue Imaging und Digitale Pathologie

Telefonnummer: 07071 29-80201

Faxnummer: 07071 29-2991

E-Mail-Adresse: christian.schuerch@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. Konstantin Nikolaou

Ärztlicher Direktor, Abteilung für Diagnostische und Interventionelle Radiologie

Telefonnummer: 07071 29 82087

Faxnummer: 07071 29 5845

E-Mail-Adresse: konstantin.nikolaou@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. Bernd Pichler

Direktor Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie

Telefonnummer: 07071 29-83427

E-Mail-Adresse: bernd.pichler@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. Bernhard Schölkopf

Leiter der Empirischen Inferenz
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

Telefonnummer: 07071 601 551

E-Mail-Adresse: sekretariat-schoelkopf@tuebingen.mpg.de

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Prof. Dr. Katja Schenke-Layland

Leiterin des Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts
Universität Tübingen

Telefonnummer: 07071 29 85205

E-Mail-Adresse: katja.schenke-layland@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. Bettina Weigelin

Professor für Preclinical Imaging of the Immune System

Telefonnummer: 07071 29-87414

E-Mail-Adresse: Bettina.Weigelin@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. André Martins

Professor für Advanced Preclinical Metabolic Imaging and Cell Engineering

Telefonnummer: 07071 29-87487

E-Mail-Adresse: andre.martins@med.uni-tuebingen.de

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Prof. Dr. Anna Junker

Professor für Advanced Preclinical Metabolic Imaging and Cell Engineering

Telefonnummer: 07071 29-87487

E-Mail-Adresse: andre.martins@med.uni-tuebingen.de

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PD Dr. med. Manfred Kneilling

Forschungsgruppenleiter

Telefonnummer: 07071 29-87443

E-Mail-Adresse: manfred.kneilling@med.uni-tuebingen.de

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Dr. Laimdota Zizmare

Forschungsgruppenleiterin

Telefonnummer: 07071 29-85035

E-Mail-Adresse: Laimdota.Zizmare@med.uni-tuebingen.de

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Dr. Dominik Sonanini

Forschungsgruppenleiter

Telefonnummer: 07071 29-82711

E-Mail-Adresse: dominik.sonanini@med.uni-tuebingen.de

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Dr. Johannes Schwenck

Forschungsgruppenleiter

Telefonnummer: 07071 29-82164

E-Mail-Adresse: johannes.schwenck@med.uni-tuebingen.de

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