Aktuelles

Fe-NanoSys: DFG und RFBR fördern die Erforschung einer Nanopartikel-vermittelten kombinierten chemo- / photodynamischen Therapie mit Immuncheckpoint-Inhibition für das Prostatakarzinom – Doktorand(in) gesucht!

Die photodynamische Therapie (PDT) ist ein ortsgerichtetes und nichtinvasives Verfahren für die Behandlung solider Tumoren. Ungiftige Moleküle, sogenannte Photosensibilisatoren, reichern sich präferentiell in Tumorzellen an (s. Abbildung) und entwickeln unter Einwirkung von Licht und Sauerstoff reaktive Sauerstoffspezies, welche zur Abtötung der Tumorzellen und zur Beeinflussung von Immunreaktionen im Tumor führen. Die chemodynamische Therapie (CDT) kann diese Effekte verstärken. Das Kooperationsprojekt Fe-NanoSys zielt auf die Nutzung der PDT/CDT-vermittelten Antitumor-Effekte ab und kombiniert sie mit der Checkpoint-Inhibition, einem vielversprechenden und Nobelpreis-gewürdigten Verfahren zur Aktivierung der Tumorimmunität, welches bspw. beim zuvor nahezu unbehandelbaren malignen Melanom zu signifikanten Therapieerfolgen führte.

Fe-NanoSys ist ein Gemeinschaftsprojekt von Prof. Dr. Mika Lindén (Universität Ulm, Anorganische Chemie II [AC II]), Dr. Anastasia Ryabova (General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow [GPI-RAS]) und Dr. Rainer Wittig (ILM, Biologie), welches vom Altdirektor des ILM, Prof. Rudolf Steiner, sowie dessen langjährigen russischen Kooperationspartner Prof. Viktor Loschenov wissenschaftlich begleitet wird. In Fe-NanoSys werden chemo-/photodynamisch aktive Nanopartikel hergestellt und für die spezifische Wirkung im Prostatakarzinom funktionalisiert (AC II). Die Partikel werden durch GPI-RAS photophysikalisch charakterisiert und am ILM in rekombinanten Zelllinien und einem Tierversuchs-Ersatzmodell hinsichtlich ihrer biologischen Effekte getestet und priorisiert. Zuletzt werden die vielversprechendsten Kandidaten in einem Prostatakarzinom-Mausmodell in Kombination mit der Immuncheckpoint-Inhibition präklinisch evaluiert. Partner für diese finale Evaluierungsphase ist das renommierte Hertsen Moscow Oncology Research Institute. Das ILM sucht eine(n) Doktorand(in) der Biologie, Biochemie oder molekularen Medizin für die biologische Evaluierung der Partikel am ILM sowie die Begleitung der präklinischen Evaluierung des Verfahrens in Moskau.

Präsentation des IGF Projekt CellPulse bei der microTEC Südwest Clusterkonferenz, der 3D Cell Culture 2021 und dem FAM-Fachkolloquium

Im gemeinsam von den Forschungsvereinigungen F.O.M. und DECHEMA am ILM durchgeführten IGF Projekt CellPulse konnten Parameter für die reversible Poration lebender Zellen mittels einzelner Laserpulse identifiziert werden. Dieses Verfahren stieß auf großes Interesse bei den Unternehmen des projektbegleitenden Ausschusses, weil es prinzipiell einen ortskontrollierten, standardisierten und markerfreien Transfer von Substanzen in Zellen in hohem Durchsatz ermöglichen kann. Vielversprechende Zielanwendungen der Technologie sind u. a. die Zellmanipulation in mikrofluidischen Applikationen (bspw. Organ-on-Chip Anwendungen) oder ein Laserpuls-vermittelter Antigentransfer in Immunzellen für
ex vivo Vakzinierungsverfahren. Das ILM strebt an, die Technologie in Folgeprojekten mit Industriepartnern in bestehende Plattformen für die Zellanalyse und -manipulation zu integrieren. Die Ergebnisse von CellPulse werden von Projektleiter Dr. Rainer Wittig bei der microTEC-Südwest Clusterkonferenz 2021 (am 18.03.2021), dem Fachkolloquium der Forschungsallianz Medizintechnik (am 23.03.2021) sowie der 3D Cell Culture 2021 Konferenz (05.-07.05.2021) vorgestellt.

Publikation mit "Editor's Pick" ausgezeichnet

Unserer aktuelle Publikation "Solutions for the single-scattered radiance in the semi-infinite medium based on radiative transport theory" veröffentlicht in Journal of the Optical Society of America A wurde am 03.03.2021 mit dem "Editor's Pick" ausgezeichnet.

"Editor's Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field."

In dieser Veröffentlichung geht es um die Herleitung analytischer Lösungen der Strahlungstransportgleichung für die einfach gestreute Strahldichte in einem streuenden Halbraum mit reflektierender Grenzfläche.

Für weitere Details kann der Artikel hier heruntergeladen werden.

7 Fragen an die Träger des Otto von Guericke-Preisträger 2020

Unsere Mitarbeiter Dr. Karl Stock und M.Sc. Steffen Nothelfer wurden zu ihrem ausgezeichneten Projekt für die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Hautkrebsfrüherkennung vom Kompass Dermatol interviewt.

Das ganz Interview lesen Sie hier.

Hautkrebs-Früherkennung: Messen statt sehen

"Forscher des Instituts für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) der Universität Ulm haben in einem IGF-Projekt „HSI-plus: Strukturierte Beleuchtung und hyperspektrale Bildgebung als neuartiger Ansatz zur Tumorerkennung in der Dermatologie“ ein Messverfahren entwickelt, das den Arzt bei der Tumorerkennung unterstützen und unnötige Biopsien vermeiden soll. Das Gerät könnte schon in naher Zukunft bei niedergelassenen Dermatologen zum Einsatz kommen und dabei helfen, die Zahl der Biopsien und  Krankenhauseinweisungen zu reduzieren."

Hier finden Sie den ganzen Artikel aus der Zeitschrift 'Klinik Management aktuell'.

Bewilligung DFG-Antrag

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt dem ILM entsprechend dem Antrag von Herrn Professor Dr. Alwin Kienle, den er zum Thema "Exact and approximate analytical solutions of the two- und three-dimensional radiative transfer equation" gestellt hat, Investitions- und Personalmittel für 36 Monate.

Die Strahlungstransportgleichung (RTE) ist die fundamentale Gleichung für die Beschreibung der Lichtausbreitung in streuenden Medien auf mesoskopischer und makroskopischer Skala, wie z. B. in biologischen Medien, in Farbe, im Gestein, in Böden, in der Atmosphäre oder im interstellaren Raum. Die RTE wird üblicherweise durch numerische Verfahren wie die Monte-Carlo-Simulation gelöst. Kürzlich ist es uns gelungen, analytische Lösungen der RTE für verschiedene Geometrien und für ihre Erweiterungen herzuleiten. Das Ziel des Projektes ist die Herleitung weiterer wichtiger Lösungen der RTE für eine Reihe von Geometrien in allen Ortsfrequenzdomänen und in allen Ortsdomänen, wobei auch die Lösungen für eine diskrete Anzahl an Streuinteraktionen berücksichtigt werden. Weiterhin werden analytische Lösungen der Korrelations-RTE und der Diffusionsgleichung, einer oft verwendeten Näherung der RTE, hergeleitet. Die neuen analytischen Lösungen werden mit der Monte-Carlo-Simulation validiert bzw. verglichen. Die analytischen Lösungen der RTE werden mit Lösungen der Wärmeleitungsgleichung kombiniert, von welcher ebenfalls analytische Lösungen für verschiedene Geometrien hergeleitet werden. Des Weiteren werden die neuen analytischen Lösungen effizient implementiert, um einerseits wichtige Anwendungen auf verschiedenen technischen und medizinischen Feldern zu untersuchen und andererseits die Lösungen für den interessierten Anwender zur Verfügung zu stellen. (Projektnummer 284841045)

 

 

Hautkrebs frühzeitig erkennen – Otto von Guericke-Preis 2020 geht nach Ulm

Etwa 23.000 Menschen erkranken jedes Jahr in Deutschland an Hautkrebs, rund 3.000 Menschen sterben jährlich daran. Bislang sind Untersuchungen zur Hautkrebsfrüherkennung in hohem Maße von der Erfahrung des untersuchenden Arztes abhängig: So erfolgen Biopsien, also die chirurgischen Entnahmen von tumorverdächtigem Gewebe, bisher meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen. Manche bösartigen Melanome werden dabei übersehen oder nicht frühzeitig genug erkannt.

Ulmer Wissenschaftler haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Hautkrebsfrüherkennung entwickelt, das die Diagnostik präziser, kostengünstiger und einfacher macht. Mithilfe eines hyperspektralen Kamerasystems, kombiniert mit strukturierter Beleuchtung, können Vorstufen bösartiger Melanome und kleinste Unterschiede in der Mikrostruktur des Gewebes zuverlässig detektiert werden. Für ihre Leistungen sind Dr. Karl Stock und M. Sc. Physik Steffen Nothelfer vom Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm gestern in Köln mit dem Otto von Guericke-Preis der AiF ausgezeichnet worden. Durchgeführt wurde das Projekt vom AiF-Mitglied Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F. O. M.). Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben und ist mit 10.000 Euro dotiert. Die vorwettbewerbliche IGF wird im Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer 100 Forschungsvereinigungen organisiert und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit öffentlichen Mitteln gefördert.

Einen Film zum ausgezeichneten Projekt finden Sie hier.

Unsichtbares sichtbar machen

„Wir haben ein Gerät entwickelt, das den Arzt bei der Erkennung von schwarzem Hautkrebs unterstützen soll“, erklärt Stock das Ergebnis der Forschungsarbeiten. „Damit können wir die optischen Eigenschaften eines Gewebes in jedem Punkt exakt bestimmen und daraus auf Gewebeveränderungen schließen.“ Sein Kollege Nothelfer beschreibt das Vorgehen: „Zunächst beleuchten wir die Haut bei der Untersuchung in unterschiedlichen Farben und mit unterschiedlichen Streifenmustern. Einfach gesagt projizieren wir bestimmte Muster auf die Haut und erfassen dann das zurückgestreute Licht mit einer empfindlichen Kamera.“ Aus Abweichungen oder Verzerrungen des ursprünglichen Musters lassen sich mithilfe von Auswertealgorithmen sehr genau Änderungen der optischen Gewebeeigenschaften, auch in der Tiefe, ableiten. Diese können erste Hinweise einer krankhaften Gewebestörung sein. „In erster Linie kommt das Gerät den Patienten zugute, denn je früher das Melanom entdeckt wird, desto höher sind die Überlebenschancen des Patienten“, resümiert Stock.

Den komplette Pressetext der AiF finden Sie hier.

Ansprechpartner zum Projekt

Dr. Karl Stock, Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) an der Universität Ulm, E-Mail: karl.stock(at)ilm-ulm.de, Telefon: +49 (0) 731 1429-220

Dr. Markus Safaricz, Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F.O.M.), E-Mail: info(at)forschung-fom.de, Telefon: +49 (0) 30 414021-39

 

 

Live - Preisverleihung des Otto von Guericke-Preis

28. Oktober 2020, 18:00 Uhr

In diesem Jahr ist alles anders, auch die Verleihung des Otto von Guericke-Preises der AiF. Live und in Farbe und sogar bei Ihnen zu Hause, lädt die AiF Sie herzlich dazu ein, das IGF-Projekt des Jahres zu feiern: Drei Finalisten-Teams präsentieren ihre nominierten Projekte mit besonderen Innovationsleistungen auf dem Gebiet der vorwettbewerblichen Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF). Schauen Sie rein und nehmen Sie teil – https://ovg-2020.aif.de/#/

Unser Institut tritt mit einem Projekt an, bei dem Unsichtbares sichtbar gemacht wird. Das Forscherteam um Dr. Karl Stock stellt Untersuchungen an, die der Hautkrebsfrüherkennung dienen. So erfolgen Biopsien, also die chirurgischen Entnahmen von tumorverdächtigem Gewebe, bisher meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen. Optimal ist diese Methode nicht, denn dabei werden manche bösartigen Melanome übersehen bzw. nicht frühzeitig genug erkannt. Andererseits werden auch viele gutartige Muttermale unnötigerweise entfernt. Wir haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Hautkrebsfrüherkennung entwickelt, das die Diagnostik nicht nur präziser, sondern auch kostengünstiger und einfacher macht. Mithilfe eines multifokalen hyperspektralen Kamerasystems können Vorstufen bösartiger Melanome und kleinste Unterschiede in der Mikrostruktur des Gewebes zuverlässig detektiert werden. Dies stellt auch die Weichen für die Telemedizin.

2. Platz beim Forschungstag der Baden-Württemberg Stiftung

Der diesjährige Forschungstag fand am 20.10.2020 als Online-Veranstaltung statt. Neben Vorträgen hochrangiger Rednerinnen und Redner aus der Wissenschaft, Wirtschaft und Politik wurde das Thema „Wissenschaftskommunikation im Zeichen polarisierter Debatten“ in einem Panel diskutiert. Unser Mitarbeiter Felix Glöckler gewann beim Posterpreis den 2. Platz. Das Poster kann heruntergeladen werden.

Die Baden-Württemberg Stiftung veranstaltet den Forschungstag seit 2007 im zweijährigen Rhythmus. Es gilt dabei nicht nur, die Forschungsvorhaben zu präsentieren, die von der Stiftung unterstützt werden. Der Forschungstag ist für die Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik vielmehr eine gute Gelegenheit, sich auszutauschen und miteinander ins Gespräch zu kommen. Der Forschungstag ist die perfekte Gelegenheit, gemeinsam spannende Ideen zu entwickeln und fruchtbare neue Kooperationen anzubahnen.

Weitere Details zum Forschungstag finden Sie hier: https://www.bwstiftung.de/forschungstag/

 

Grundlegende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wellenfrontformung tief im biologischen Gewebe

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt dem ILM entsprechend dem Antrag von Herrn Professor Dr. Alwin Kienle, den er zum Thema "Grundlegende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wellenfrontformung tief im biologischen Gewebe" gestellt hat, Investitions- und Personalmittel für 36 Monate.

Ziel des Projektes ist die erstmalige grundlegende Untersuchung der Wellenfrontformung tief in streuenden, insbesondere biologischen, Medien und deren Anwendungen basierend auf exakten und effizienten - sowohl analytischen als auch numerischen – Lösungen der Maxwellgleichungen und der Strahlungstransportgleichung. Beispielsweise soll die Fokussierung durch Wellenfrontformung systematisch in Abhängigkeit aller optischen Eigenschaften und der Tiefe des streuenden Mediums sowohl für gepulste als auch für kontinuierliche Lichtquellen charakterisiert werden. Des Weiteren sollen verschiedene Techniken, beispielsweise Korrelationsuntersuchungen mithilfe des remittierten elastisch gestreuten Lichts und des remittierten Ein- bzw. Mehrphotonen-Fluoreszenzlichts, für eine erfolgreiche und nicht-invasive Kontrolle der Bildung eines scharfen Fokus tief im streuenden Medium untersucht werden. Die theoretischen Ergebnisse sollen mit Messungen vorwiegend an optisch und geometrisch, teilweise mikroskopisch, genau charakterisierten statischen und nicht-statischen Phantomsystemen, aber auch an tierischen Ex-Vivo-Geweben validiert werden. Obige Arbeiten versprechen im Erfolgsfall eine Reihe äußerst wichtiger Anwendungen, insbesondere die Möglichkeit der mikroskopischen Bildgebung in weitaus größeren Gewebetiefen als es momentan der Fall ist.