Bildgebende Massenspektrometrie

Projekt zur Gewebeanalyse erhält Helmholtz-Förderung

Insgesamt 200 000 Euro Fördergeld gehen an das Ausgründungsprojekt Theraselect. Grundlage ist ein Verfahren der bildgebenden Massenspektrometrie, das Tausende von Molekülen in Gewebeproben sichtbar macht. Jeweils die Hälfte des Fördergeldes tragen die Helmholtz-Gemeinschaft und das Helmholtz Zentrum München, aus dem das geplante Spin Off hervorgeht. 

Mit der neuen Technologie lässt sich eine Art molekulare Landkarte erstellen. (Bild: Helmholtz Zentrum München)

Die Untersuchung von Gewebeproben gilt als ein wichtiges Instrument zur Erforschung von Krankheiten und stellt eine tragende Säule der Diagnostik dar. Klassischerweise wird das Gewebe dazu fixiert, zu hauchdünnen Schnitten verarbeitet und auf einen Objektträger aufgebracht, wo es nach einer Färbung mikroskopisch untersucht wird. Neben Gewebestrukturen können auch einzelne Moleküle markiert und sichtbar gemacht werden. “In Ergänzung kann mit der bildgebenden Massenspektrometrie der Informationsgehalt aus solch einem Gewebeschnitt um tausende von Analyten in situ erweitert werden“, erklärt Prof. Axel Walch, Leiter der Abteilung Analytische Pathologie am Helmholtz Zentrum München.

Bei der bildgebenden Massenspektrometrie wird ein Gewebeschnitt Punkt für Punkt mit einem Laser rasterartig gescannt und an jedem Messpunkt ein Massenspektrum aufgezeichnet. Die aufgezeichneten Spektren geben die Information der einzeln gemessenen Moleküle ortsspezifisch im Gewebe wieder. Aus der Gesamtheit der Spektren lässt sich anschließend eine Art molekulare Landkarte erstellen. Durch die Förderung soll die Technologie nun in die breite Anwendung geführt werden. „Neue diagnostische und pharmakologische Tests zur Verbesserung der Therapie von Krebspatienten sollen im Fokus stehen“, erklärt Antragssteller Dr. Achim Buck. „Unser Ziel ist einen Wandel in der Vorgehensweise der gewebebasierten Diagnostik und Forschung zu erreichen.“

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Vielfältige Einsatzgebiete
Das Team um Axel Walch sieht vielfältige Einsatzgebiete für das neue Analyseverfahren, da sowohl gewebeeigene als auch in den Organismus eingebrachte Substanzen dargestellt und objektiv gemessen werden können. „Beispielsweise können wir Medikamente und deren Abbauprodukte im Gewebe nachweisen“, erklärt Achim Buck. „Aktuell wird ein Großteil des Wissens über Pharmakologie, Toxizität, Pharmakokinetik und Interaktionen zwischen Medikamenten aus der Untersuchung von Surrogaten wie Blutproben oder Gewebehomogenaten gewonnen. Diese Vorgehensweise ist zwar pragmatisch, allerdings spiegelt sie nicht die tatsächliche molekulare Situation im Gewebe wider.“ (Zum Gewebehomogenat: Durch mechanische oder chemische Zerkleinerung wird Gewebe zerstört und der zelluläre Inhalt (Homogenat) freigesetzt. Dies ermöglicht zwar eine Analyse der Zellbestandteile, führt jedoch unmittelbar zum Verlust der räumlichen Verteilung einzelner Moleküle im Gewebe.)

Zudem sind die Bildgebungsexperten in der Lage, krankheitsrelevante molekulare Muster aufzuspüren. Entsprechende Anwendungsmöglichkeiten sehen sie daher in den Bereichen der Wirkstoffanalytik, Diagnostik und Therapie-Vorhersage in der personalisierten Medizin. Letztere zielt darauf ab, anhand gefundener prädiktiver Marker entsprechende Therapieentscheidungen zu treffen und vorherzusagen, ob der jeweilige Patient auf die Behandlung anspricht. „Der ortsspezifische Nachweis bisher nicht detektierbarer, therapierelevanter Moleküle kann neue Maßstäbe in der Diagnostik setzen“, schließt Achim Buck.

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