Experimentelle Bildgebung

Hochfeld MRT-Untersuchungen im Kleintier

Die magnetresonanztomographische Untersuchung (MRT) ist eine der wichtigsten diagnostischen Maßnahmen bei Untersuchungen am lebenden Tier. In Zusammenarbeit mit der Klinik für Diagnostische Radiologie der Universität Leipzig führt die Arbeitsgruppe Untersuchungen an 1,5- und 3-Tesla-Systemen durch. Für hohe Auflösungen kann auf einen 7T-Kleintierscanner zurückgegriffen werden. Das Methodenspektrum ist sehr breit aufgestellt und umfasst die meisten Standardsequenzen. Diese können bei Bedarf an die Aufgabenstellung angepasst werden.

Biolumineszenz- und Biofluoreszenzbildgebung

Grundlage dieser Technologie ist die Erfassung von photochemischen Lichtemissionen selbst leuchtender oder angeregter Fluoreszenzfarbstoffe am lebenden Tier. Am häufigsten wird hierfür ein Vektor für das Enzym Luciferase genetisch in die zu untersuchende Zelle eingebracht und diese durch Zugabe von Luciferin zur Lichtemission angeregt. Wenn die so markierten Zellen nun in ein Kleintier appliziert werden, können sie ab einer gewissen Konzentration durch eine hochsensitive CCD-Kamera in vivo auch über längere Zeiträume detektiert werden. Das hierfür benutzte IVIS Spectrum Imaging System zeigt eine hohe Sensitivität im Untersuchungsbereich von 400–900 nm.

Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie

3D-Darstellung der Narbenbildung nach einem Schlaganfall
© Fraunhofer IZI

3D-Darstellung der Narbenbildung nach einem Schlaganfall

Die qualitative und quantitative Analyse von fluoreszenzgefärbten Proben wird in der Arbeitsgruppe mit einem konfokalen Mikroskop (Zeiss LSM 710) durchgeführt. Diese Mikroskoptechnologie erlaubt die überlappungsfreie Aufnahme von spezifischen Signalen in Geweben oder Zellkulturen. Für die Nachbearbeitung und 3D-Bildanalyse wird die Bildakquise durch das komplexe Softwarepaket IMARIS ergänzt.

Stereologie

Stereologische Zählungen gelten als Goldstandard für fehlerfreie quantitative Analysen in Geweben. Durch den Einsatz unterschiedlicher Algorithmen können Objekthäufigkeiten, Oberflächen, Volumina, sowie Strukturlängen und -verzweigungsgrade quantifiziert werden.

Bildgebende Untersuchung mit klinischen Scannern und deren Auswertung

3D-Rekonstruktion von Haut und Knochen eines Schafkopfs basierend auf einem CT-Datensatz
© Fraunhofer IZI

3D-Rekonstruktion von Haut und Knochen eines Schafkopfs basierend auf einem CT-Datensatz

Zusammen mit Partnern der Universität Leipzig wurden die meisten humanmedizinisch etablierten Bildgebungstechniken für Untersuchungen an Großtiermodellen angepasst. Dies betrifft sowohl anatomische (Computertomographie) als auch anatomisch-funktionelle (Magnetresonanztomographie) Untersuchungen. Darüber hinaus können Stoffwechselvorgänge mittels Positron-Emission-Tomographie visualisiert werden. Verschiedenste quantifizierende Auswerteroutinen erlauben eine exakte Beurteilung der Veränderung.