Ein Konsortium unter der Leitung der Medizinischen Universität Wien will mit Hilfe neuer medizinischer Bildgebung das Verständnis beim Tumorwachstum von Brustkrebs signifikant verbessern und damit Leben retten. Die AIT Competence Unit Molecular Diagnostics des Center for Health & Bioresources, ist mit der Entwicklung zweier grundlegender Bausteine Teil des Projekts und bringt seine Expertise im Nano- und Sensorbereich ein. Das vierjährige Projekt wird von der EU mit über 6 Mio. EUR gefördert.
Etwa 13 % aller Frauen erkranken im Laufe ihres Lebens an Brustkrebs, dieser ist damit die häufigste Krebserkrankung und auch Todesursache bei Frauen. Eine vollständige Heilung kann immer noch nicht garantiert werden, obwohl immer bessere Therapiemöglichkeiten die Sterbewahrscheinlichkeit deutlich sinken lässt. In den meisten Fällen führen therapieresistente Krebszellen zu einem Krankheitsrückfall und einem erneuten Tumorwachstum. Momentan gibt es noch keine Methoden, mit denen man diese Zellen sichtbar machen kann. Dies wäre aber die Grundlage für ein Verständnis über das Verhalten dieser Zellen und damit der Schlüssel zu einer verbesserten Therapie.
Hier setzt jetzt das neue Projekt REAP an und hat sich die Sichtbarmachung dieser Zellen zum Ziel gesetzt. Es werden dafür optische Bildgebungstechniken entwickelt und so miteinander kombiniert, dass man die Stärken der jeweiligen Methoden optimal einsetzen kann. Das AIT ist an zwei grundlegenden Bausteinen dieser neuen Generation medizinischer Bildgebungstechnik beteiligt. Zum einen ist dies die Entwicklung eines Kontrastmittels basierend auf Nanopartikeln mit maßgeschneiderten optischen Eigenschaften und zum anderen ist dies die Entwicklung eines neuartigen Sensorkonzepts, um Ultraschallwellen optisch detektierbar zu machen.
Die AIT Experten Stefan Schrittwieser und Rainer Hainberger, der Competence Unit Molecular Diagnostics des Center for Health & Bioresources, leiten diese beiden Schwerpunkte am AIT. Stefan Schrittwieser erklärt: „Um die zu untersuchenden Zellen sichtbar zu machen, braucht es ein Kontrastmittel, welches nur die therapieresistenten Zellen markiert und damit eine Unterscheidung zu anderen benachbarten Zellen zulässt. Die Nanopartikel mit maßgeschneiderten optischen Eigenschaften werden speziell für diese Bildgebungsmethode entwickelt und darauf optimiert.“ Die Kontrastmittel bilden also die Grundlage für eine erfolgreiche Visualisierung der Krebszellen. Eine weitere Grundlage ist die sensitive Signaldetektion. Schrittwieser weiter: „Die Nanopartikel können mittels Laserlicht so angeregt werden, dass sie akustische Ultraschallwellen erzeugen. Diese Ultraschallwellen werden anschließend detektiert und geben Aufschluss über die Lokalisation der therapieresistenten Krebszellen.“ Um die Ultraschallwellen sichtbar zu machen, werden weitere optische Phänomene genutzt. Rainer Hainberger, Leiter der Sensorgruppe, erklärt die Vorgangsweise: „Wir verwenden hierfür sogenannte optische Wellenleiter, welche man sich als Glasfaserkabel auf einem Mikrochip vorstellen kann. Die Ultraschallwellen ändern die Propagationseigenschaften des Lichtes in den Wellenleitern und können somit optisch detektiert werden“.
Diese innovativen Zugänge werden in Zukunft die Realisierung weiterer radikaler Bildgebungstechniken ermöglichen und Anwendung finden in vielen weiteren medizinischen und biologischen Bereichen. Das Projekt läuft bis zum 31.12.2024.
Weitere Partner im REAP-Projekt sind Teams der Medizinischen Universität Wien, der Universidad de Santiago de Compostela (ES), Picophotonics Oy (FI), Tampereen Korkeakoulusaatio SR (FI), Politecnico di Torino (IT), Innolas Laser Gmbh (DE), LaVision BioTec GmbH (DE) and Lionix International BV (NL). Dieses Projekt wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm H2020 der Europäischen Union gefördert (Fördervertragsnummer 101016964).
https://www.projectreap.eu/