Multimodale CARS-Mikroskopie: Markierungsfreie Bildgebung von Geweben und optische Histopathologie

Die Kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS) Mikroskopie basiert auf einer nichtlinearen Variante der Raman-Streuung. Sie ermöglicht eine Bildgebung aufgrund des Kontrasts, der durch den unterschiedlichen Lipidgehalt des Gewebes erzeugt wird. CARS-Mikroskopie bietet sowohl chemische Selektivität als auch subzelluläre Auflösung und eine hohe Aufnahmegeschwindigkeit, was für in vivo und in situ Untersuchungen des Gewebes essentiell ist. Weiterhin kann sie mit anderen nichtlinearen bildgebenden Verfahren im gleichen Laser-Scanning-Mikroskop kombiniert werden, nämlich die zwei-Photonen Fluoreszenz (TPEF) und die Frequenzverdopplung (SHG). Im klinischen Bereich besitzt

Grünfluoreszierend Tumorzellen in Maushirn

diese multimodale und markierungsfreie Technik ein großes Potential für die Entwicklung einer intraoperativen Bildgebung von Tumoren und für die in situ Pathologie. Derzeit wird die intraoperative Pathologie an Biopsien durchgeführt: Sie unterbricht den operativen Ablauf und Tumorgewebe kann nur retrospektiv identifiziert werden. Die Bereitstellung einer Methode, die dem Chirurgen unmittelbar ermöglicht in situ zwischen Normal- und Tumorgewebe zu unterscheiden, würde die Möglichkeit einer vollständigen Tumorentfernung und die Schonung von gesundem, funktionellen Gewebe stark verbessern. Derzeit wenden wir die Technik in unterschiedlichen Forschungsbereichen an, um relevante pathologische Informationen zu visualisieren:

Neurochirurgie: Detektion von Hirntumoren, Untersuchung von Rückenmarksverletzungen am Tiermodellen (Kollaboration mit NCH Uniklinikum Dresden).
Viszeralchirurgie: Detektion von Leberkrebs, Untersuchung anderer pathologischer Lebergewebeveränderungen (Kollaboration mit VTG Uniklinikum Dresden)
Herzchirurgie: Untersuchung von Aortenklappenstenose und anderer Veränderungen im Myokardgewebe, Charakterisierung von neuartigen Klappenimplantaten (Kollaboration mit Herzzentrum und Labor für Experimentelle und Molekulare Kardiologie Dresden).
Andere Anwendungen der experimentellen Medizin auf unterschiedliche Tiermodelle (z. B. C-elegans im Kollaboration mit MPI-CGB Dresden)