Den Menschen in Mikrometer-Schritten vermessen

Prof. Dr. Danny Jonigk, Institut für Pathologie der Medizinischen Hochschule Hannover. - © Karin Kaiser / MHH

Forschende der MHH und aus Mainz, Wuppertal und Witten entwickeln hochauflösende Tomografie – Anwendung bei COVID-19,  Alzheimer und Krebs denkbar

Forschende der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), der Universitätsmedizin Mainz sowie vom HELIOS Universitätsklinikum Wuppertal der Universität Witten/Herdecke leiten ein internationales, multidisziplinäres Konsortium, das hochauflösende, dreidimensionale Röntgenaufnahmen des menschlichen Körpers ermöglicht. Mit einer maximalen Auflösung von bis zu 300 Nanometer entsprechen sie dem Zehntel des Durchmessers eines menschlichen Haares. „Die Vernetzung zwischen Radiologie, Pathologie und molekularen diagnostischen Ansätzen wird in Zukunft eine enorme klinische Bedeutung einnehmen“, betont der Pathologe Prof. Dr. Danny Jonigk, MHH-Institut für Pathologie. „Mit der hochauflösenden dreidimensionalen Darstellung können wir Gewebeschädigungen der Lunge bei COVID-19 besser verstehen“, ergänzt PD Dr. Maximilian Ackermann, Institut für Pathologie des Helios Universitätsklinikums Wuppertal, Universität Witten/Herdecke, und am Institut für Funktionelle und Klinische Anatomie der Universitätsmedizin Mainz.

Beide Wissenschaftler sind sich sicher, dass dieses neuartige,  hochauflösende Bildgebungsverfahren auch in anderen Erkrankungen, wie zum Beispiel Krebs oder der Alzheimer-Demenz neue faszinierende Erkenntnisse liefern wird. Aktuell arbeiten sie mit Kollegen in England und Frankreich unter Hochdruck daran, mit diesem innovativen Verfahren die Gewebsschädigungen der COVID-19-Pneumonie räumlich zu charakterisieren und zu verstehen. Die Chan Zuckerberg Initiative (CZI) des Facebook-Gründers Mark Zuckerberg und seiner Frau, der Ärztin Dr. Priscilla Chan, fördert dieses Projekt mit einer Million US-Dollar.

Das klinisch bekannte CT hundertmal genauer machen

Dreidimensionale Bildgebungsverfahren kennt man aus der herkömmlichen klinisch genutzten Computertomografie (CT). Die hochauflösende Mikrocomputertomografie mithilfe von Synchrotron-Strahlung liefert allerdings sehr viel höhere Auflösungen. Diese Technologie basiert auf hochenergetischer Röntgenstrahlung, die mithilfe von Synchrotron-Teilchenbeschleunigern erzeugt wird. Das internationale Team dieses weltweit einmaligen Projektes mit dem Titel „Human Organ Project“ setzt sich neben den Medizinern aus Deutschland auch aus Physikern der europäischen Synchrotron-Einrichtung ESRF in Grenoble und Bioinformatik- und -mechanik-Experten des University College London (UCL) zusammen.

Dabei können die Wissenschaftler erstmalig auf eine kürzlich neukonstruierte Strahlenquelle der ESRF in Grenoble zurückgreifen. Diese „Extremely Brilliant Source“ (EBS) ist die weltweit erste hochenergetische Synchrotronquelle der vierten Generation und derzeit die hellste Röntgenquelle der Welt. Das Projekt verspricht Aufnahmen des gesamten menschlichen Körpers mit einer Auflösung von zwei Mikrometern, also eine über hundertmal bessere Auflösung als ein CT-Scanner. „Uns hat sehr gefreut, dass die Chan Zuckerberg Initiative unseren translationalen Ansatz fördert“, erklärt PD Dr. Ackermann.

Die Chan Zuckerberg Initiative (CZI) wurde im Dezember 2015 von Mark Zuckerberg, Gründer von Facebook, und seiner Frau, der Kinderärztin Dr. Priscilla Chan, in East Palo Alto ins Leben gerufen. Sie fördert  das Ingenieurwesen, biomedizinische Grundlagenforschung und künstliche Intelligenz.

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