Projektübersicht und -inhalte

Alle Körpergewebe reagieren auf Entzündung, Verletzung oder Tumorinvasion mit einem adaptiven Übergang der lokalen Extrazellulärmatrix (EZM) vom Gleichgewichtszustand in eine Umbildung. Es kommt dabei zu Änderungen der biochemischen Zusammensetzung, der Architektur sowie der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der EZM. Bereits in der frühen Phase der Krankheitsentstehung, im weiteren Krankheitsverlauf und während Heilung findet eine quantitative und qualitative Modifizierung von Matrixproteinen, Proteoglykanen und Glykosaminoglykanen (GAGs) statt. Aufgrund der relevanten quantitativen Änderungen der EZM-Komponenten im erkranktem Gewebe bietet sich die EZM als Zielstruktur für Ansätze der in vivo Bildgebung und damit zur bildgebenden Erkennung, Charakterisierung, Verlaufsbeurteilung und Therapiekontrolle von Erkrankungen an.

Im SFB "Matrix-in-Vision" soll für die pathologische Entität der Inflammation erforscht werden, wie die verschiedenen Komponenten der EZM als Target für die in vivo Bildgebung von Krankheitsprozessen erschlossen werden können. Hierzu werden an Modellen der Atheriosklerose, des Aortenaneurysma, verschiedener Kardiomyopathien, der Multiplen Sklerose, sowie entzündlicher Veränderungen von Darm und Leber deren spezifische EZM-Veränderungen histologisch, analytisch und biomechanisch charakterisiert. Es werden die Wechselwirkungen zwischen molekularen Bildgebungssonden (Gadolinium-haltige unspezifische und spezifische Komplexe, Eisenoxid-Nanopartikel) und EZM-Komponenten analysiert. Eine Schlüsselfunktion kommt hierbei den GAGs zu, da diese positiv geladenen Bildgebungssonden oder deren positiv geladenen Komponenten durch Komplexierung binden können. Es wird eine multiskalare Quantifizierung mechanischer Strukturelemente der EZM von mikroskopischen Protein- und GAG-Netzwerken hin zu makroskopischen mechanischen Kenngrößen der klinisch-diagnostischen Elastographie durchgeführt. Damit vereint dieser SFB in der Radiologie erstmalig biologisch-molekulare Methoden mit neuen Erkenntnissen über die Bedeutung mechanischer Kenngrößen der Gewebe im Krankheitsverlauf. Der SFB ermöglicht somit erstmals die Erforschung der Zusammenhänge zwischen EZM-Struktur und Signalgenerierung in der molekularen und mechanischen biomedizinischen Bildgebung hin zur Entwicklung neuer technologischer Ansätze für die krankheitsspezifische, quantitative radiologische Diagnostik.