CoDetect

Die Prognosen bei Colon-Karzinomen sind relativ gut, wenn der Krebs im Frühstadium erkannt wird. Eine neue optische Methode auf Basis der Ramanspektroskopie soll in Verbindung mit der konfokalen Mikroskopie eine effizientere Früherkennung ermöglichen. Mit In-vitro-Modellen des Colonkarzinoms in unterschiedlich fortgeschrittenen Stadien soll das neue Verfahren evaluiert und validiert werden. Es sollen als Biomarker geeignete Molekülspezies identifiziert werden, mit denen gesunde von pathologisch veränderten Darmepithelzellen unterschieden werden können. Das neue Verfahren wird während seiner Entwicklung mit etablierten zell- und biochemischen Testverfahren verglichen und an diesen gemessen.

Das Colon-Karzinom (Darmkrebs) ist eine medizinisch, epidemiologisch und volkswirtschaftlich hochrelevante Erkrankung, deren Früherkennung zu einer signifikant besseren Prognose führen kann.

Konventionelle Coloskopie, obwohl sehr verbreitet, ist nicht ausreichend effizient in der Erkennung von kleinen und flachen Adenomen, wie sie im Frühstadium der Erkrankung vorkommen. Ramanspektroskopie basiert auf der Detektion des Raman-Signals, das auf inelastische Streuung von Photonen an Molekülen zurückgeht. Die auf diese Weise gewonnenen Spektren geben umfassende Informationen über die chemische Zusammensetzung der Probe. In Kombination mit der konfokalen Mikroskopie steht eine optische Methode zur Verfügung, welche die nichtinvasiven und markierungsfreien Eigenschaften der Ramanspektroskopie mit hochauflösenden, bildgebenden Funktionen vereint. Die Ramanmikroskopie besitzt somit das Potenzial, spezifische, mit der Pathogenese des Colon-Karzinoms assoziierte Moleküle aufgrund ihres Schwingungsspektrums schon früh im Verlauf der Pathogenese bildgebend identifizieren zu können.

Ziel des Projektes ist ein neues optisches Verfahren zum Nachweis pathologischer Veränderungen auf zellulärer und molekularer Ebene mithilfe der spektral auflösenden Ramanmikroskopie. Zur Evaluierung und Validierung des neuen Verfahrens werden verschiedene zelluläre In-vitro-Modelle des Colon-Karzinoms verwendet, die unterschiedlich fortgeschrittenen Stadien der Erkrankung entsprechen. Es sollen Molekülspezies detektiert und identifiziert werden, die als diagnostische intrinsische Biomarker dienen können, um gesunde von pathologisch veränderten Darmepithelzellen zu unterscheiden. In dem von uns verwendeten Modellsystem zur Tumorprogression des Colon-Karzinoms soll untersucht werden, ab welchem Stadium der Tumorprogression diese Biomarker nachgewiesen werden können. Darüber hinaus sollen vergleichend In-vivo-Untersuchungen an Darmepithelzellen und -gewebe im Tierversuchsersatzmodell der Chorioallantoismembran (CAM) des Hühnereis angestellt werden.

Mit Hilfe von parallel zu den Raman-Analysen durchgeführten molekularbiologischen und zellbiologischen Charakterisierungen der eingesetzten In-vitro- und In-vivo-Modellsysteme soll die Möglichkeit eines Abgleichs hinsichtlich der Empfindlichkeit und Spezifität der Detektion mittels spektral auflösender Ramanmikroskopie gegeben werden.

Die gemeinsame Forschungsinitiative des NMI und des ILM (Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik) stellt dabei durch die komplementär ausgerichtete Struktur beider Institute in den Bereichen optische Technologien, molekulare Medizin und biomolekulares Screening weitreichende Synergieeffekte bereit, die eine erfolgreiche Durchführung des geplanten Projektvorhabens sicherstellen.