Multimodale Analyse von Gliomen im Mausmodel

(von Behring Röntgen Stiftung, 2014-2016, Bauer)
 

Gliome zählen zu den häufigsten hirneigenen Tumoren des menschlichen Organismus, ca. 70% zählen dabei zu den malignen Gliomen mit einer mittleren Überlebensdauer von ca. 15 Monaten. Die Therapie insbesondere höhergradiger hirneigener Tumore umfasst Mikrochirurgie und adjuvante Radiochemotherapie. Obwohl die MRT-Bildgebung eine immer bessere Auflösung erlaubt, ist die Darstellung auf zellulärer Ebene derzeit noch nicht routiniert möglich. Zur frühzeitigen Diagnostik und Optimierung der Therapieoptionen ist aber gerade ein umfassendes Verständnis der Tumorprogression erforderlich. Innovative Methoden erfordern daher eine umfangreiche Analyse der Tumorprogression unter kontrollierten Bedingungen, wie es ein stereotaktisches Mausmodell unter Verwendung humaner Gliomzelllinien liefert.

In diesem Projekt wollen wir uns in einem interdisziplinären Ansatz mit der Analyse des Tumorwachstums und der  damit assoziierten zellulären Prozesse wie z.B. Mikrogliaaktivierung und Angiogenese befassen. Dazu werden spezifische molekulare Sonden entwickelt, die es erlauben, diese zellulären Prozesse in der ultrahoch-auflösenden MRT-Bildgebung darzustellen. Durch MR-spektroskopische Methoden sollen darüber hinaus Metabolite und deren Relationen mit dem Verlauf der Tumorausdehnung und der Veränderung der Mikroumgebung (Ödem, Infiltrationszone, assoziierte Zellen) korreliert werden. Ebenso werden diffusionsbezogene Parameter zur Darstellung gewebespezifischer Veränderungen mit herangezogen, mit denen die Auswirkungen auf umliegende Faserbahnsysteme untersucht und die Infiltrationseigenschaften (z.B. Ausbreitungsrichtung) im  Zusammenhang mit Faserbahnsystemen analysiert werden können. Alle genannten Messungen werden anschließend histopathologisch korreliert.

Tumorwachstum im Mausmodell (links 2 Wochen nach Injektion, rechts 6 Wochen nach Injektion).

MR-Spektroskopie in Läsion (links unten) und gesundem Referenz-geweben (rechts unten) mit charakteristischen Metaboliten-Veränderungen. 

Die zu erwartenden Ergebnisse machen es möglich, eine umfassende Aussage über die diagnostische Relevanz der entwickelten und eingesetzten Methoden zu erhalten. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Analyse von Therapieoptionen im Mausmodell und in Hinblick auf eine verbesserte bildgebende Diagnostik von Gliomen für die humanpathologische Anwendung von großer Bedeutung.