Die Förderprojekte im Überblick

Krankheiten besser verstehen: Neuartige Mikroskopie-Systeme

Ultrascharfe Lichtnanoskopie lebender Zellen

Ein wissenschaftlicher Durchbruch ist dem Göttinger Professor Stefan Hell mit der „Optischen Nanoskopie“ gelungen. Mit völlig neuen Konzepten konnte er die Auflösung der Licht- bzw. Fluoreszenzmikroskopie bis in den unteren Nanometer-Bereich steigern. Dies ermöglicht einen ungeahnt detaillierten Blick in Körperzellen und damit ein neues Verständnis der Lebensvorgänge. Für die wegweisende wissenschaftliche Arbeit und ihre zielstrebige technische Umsetzung wurde Hell 2014 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Das erste kommerzielle Lichtnanoskop konnte das Unternehmen Leica Microsystems im Jahr 2007 auf dem Markt einführen. Derzeit wird die Technologie für die Untersuchung lebender Zellen weiterentwickelt. Erste Erfolge sind bereits sichtbar. So entstanden am European Neuroscience Institute Live-Videos von Details der Signalübertragung in lebenden Nervenzellen.

COMBO-FISH: Fokussierte Fluoreszenzmarkierung von Her2/neu in vitalen Zellen durch kombinatorische in situ Hybridisierung von Oligonukleotidsequenzen

CordiLux: Optisches QT-Intervall Screening für kardiovaskuläre Sicherheitstests von Medikamenten

DEMOST: Oberflächenplasmonenresonanz als neue Methode zur Detektion von micro-RNAs – kleinen Molekülen, die die Genexpression steuern

FastFibreSIM: Schnelle Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung zur Lebend-Zell-Diagnostik

GSDIM: Erarbeitung der Grundlagen für die GSDIM- Weitfeld-Nanoskopie

LUS BUBBLE: Licht- und Ultraschall-aktivierte Mikrokavitationen für die Krebstherapie

METAPHOR: Spektral sensitive Mikroskopie mittels excitation fingerprinting basierend auf einem nichtkollinear optisch-parametrischen Oszillator

u2-HTS: Ultraschnelles zelluläres High-Throughput-Screening mit subzellulärer Auflösung

nanoSPIM: Schonende hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie lebender Zellen mit frei einstellbarem Lichtblatt

Real-MFM – Multispektrale Fluoreszenzmikroskopie als vielseitiges Werkzeug

Screen4Tau: Fluoreszenzendomikroskopisches Screening und Therapie-Monitoring des Morbus Alzheimer und anderer Tauopathien an der Riechschleimhaut

Switch-Click-Microscopy: Chemische Schalter und Klickchemie zur hochauflösenden Mikroskopie

Tech2See: Neue Hybridtechnologie zur Generierung neuen Wissens auf molekularer und zellulärer Ebene

TOMOSphere: Tomographisches Monitoring von 3D Zellkulturen aus pluripotenten Stammzellen

T-Cam4Life: Minimalinvasive Multiparameter-Weitfeld-Mikroskopie

VideoRES: Ultraschnelle RESOLFT-Mikroskopie

Krankheiten früher erkennen: Neue Lösungen für die medizinische Diagnostik

Kleinste Tumore erkennen und schonend entfernen

Die optische molekulare Bildgebung verspricht entscheidende Fortschritte im Kampf gegen den Krebs. Sie kann heute Tumore sehr frühzeitig auf molekularer Ebene exakt von gesundem Gewebe unterscheiden. Auch kleinste Tumore mit weniger als einem Millimeter Durchmesser sollen künftig bei einer endoskopischen Untersuchung aufgespürt werden und, so das Fernziel, durch eine geeignete Vorrichtung bereits während der Untersuchung laserinduziert zerstört werden. Ein Vorläufer des Verfahrens, die Photodynamische Diagnostik (PDD), wird bereits in der klinischen Routine zur Erkennung von Blasen- und Hirntumoren eingesetzt. Um das Verfahren noch zielgenauer und empfindlicher zu gestalten, werden derzeit neue endoskopische Systeme sowie neuartige fluoreszierende Sonden zur hochspezifischen Markierung erforscht. Die neue Methode soll künftig auch operationsbegleitend eingesetzt werden. Der Chirurg kann damit einfacher und eindeutiger als bisher erkennen, welches Gewebe er entfernen muss.

3D-Endotomo – Optische Echtzeit-3D Vermessung innerer Organe in der minimal invasiven Chirurgie

Biofeedback: Messung von Karotinoiden in der Haut zur Prävention von Krankheiten und zur Verbesserung des Gesundheitsverhaltens der Bevölkerung

DiaTumor: Laser-basierte Diagnostik der Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen und ECM

Fiber Health Probe: Faserbasierte multimodale Bildgebung für endoskopisch zugängliche Erkrankungen

LAND-CEM: Laser-induzierte, Nanopartikel-vermittelte selektive Zellelimination und Modulation

PhotoSkin: Optische Nadelsonden zum Monitoring der Therapie bei entzündlichen Hauterkrankungen zur Vermeidung von Rezidiven

Krankheiten vermeiden: Vor-Ort-Analytik und personalisierte Medizin

Schnelltests: Das Labor zum Patienten bringen

Allen Verbesserungen in der medizinischen Versorgung zum Trotz wird der überwiegende Teil der Mittel in der Gesundheitsversorgung bisher für die symptomatische Behandlung fortgeschrittener Krankheiten eingesetzt. Hier ist ein Paradigmenwechsel hin zur Früherkennung und Prävention von Krankheiten erforderlich. Die Biophotonik- Forschung hat uns diesem Ziel bereits ein gutes Stück näher gebracht. Erkenntnisse zu den molekularen Ursachen und Vorboten vieler Krankheiten liefern neue Ansatzpunkte für deren Vermeidung. So ist heute beispielsweise eine Reihe von Frühanzeigern für Herz-Kreislauf- Erkrankungen bekannt. Nun gilt es derartige Biomarker in schnellen, kostengünstigen und nichtinvasiven Tests diagnostizierbar zu machen. Damit könnten Riskiopatienten künftig ihren Gesundheitszustand auf unkomplizierte Weise überwachen, zum Beispiel durch Schnelltests in der Arztpraxis oder zuhause.
Derzeit werden bereits handliche Testsysteme für die Point-of-Care-Diagnostik erforscht, die krankheitstypische Biomarker direkt, d.h. ohne aufwändige Probenaufbereitung, aus Körperflüssigkeiten bestimmen können – mittels optisch auslesbarer Biochips, Testkits oder spektroskopischer Messungen.

EndoProve – Schneller und zuverlässiger Vor-Ort-Nachweis von Endotoxinen bei der Herstellung von Biopharmazeutika

FliMFlow-MultiLife: Fluorescence Lifetime Multiplex Flow cytometry system

ImSpec: Imaging Spectrometer zur parallelen Auslesung eines ultra-sensitiven plasmonischen Microarrays zur vor-Ort-Analytik von DNA/RNA

NANOHEAT: Hochsensitive Detektion von Antibiotikarückständen mit Laser-geheizten Nanopartikeln

RamanCTC: Identifizierung und Charakterisierung von Blut zirkulierenden Tumorzellen mittels Raman-Spektroskopie, Mikrofluidik und Mikroarrays

RETOME – Optische Kohärenz-Tomographie für Zuhause

UltraSens: Photonische Plattformtechnologie zur ultrasensitiven und hochspezifischen Sensorik auf Basis neuartiger UV-LEDs