M. Andrea Markus
Profil
Nanomaterialien finden zunehmend Anwendung in der Diagnose und/oder Therapie einer Reihe von Krankheiten. Wir interessieren uns insbesondere für die Frage, wie Nanopartikel-basierte Wirkstoffe die Anreicherung und Wirksamkeit von Tumortherapien verbessern können. Hierzu evaluieren wir Hybrid Nanopartikel, die von Chemiker*innen des Karlsruher Instituts für Technologie (Prof. Claus Feldmann, KIT) hergestellt werden.
Dazu verwenden wir z.B. aus Patienten gewonnenen Tumor-Organoid- Immunzellen Ko-Kulturen und in vivo Tumormodelle in Verbindung mit einer Reihe von Bildgebungsverfahren, darunter optische In-vivo-Bildgebung, hochauflösende Mikroskopie und In-vivo-Computertomographie sowie optoakustische Bildgebung. Die präklinische Evaluierung neuartiger, in Nanopartikeln verkapselter Medikamente für therapeutische Behandlungen sowie für diagnostische Verfahren in der Onkologie und bei Entzündungen ist eine wichtige Voraussetzung für die Translation in die klinische Anwendung, die in Zusammenarbeit mit privaten Unternehmen und der Universitätsmedizin Göttingen erreicht wird.
Ein weiterer Fokus unserer Forschung liegt auf der strukturellen Heterogenität von Tumoren, ihren Wechselwirkungen mit der Tumormikroumgebung sowie der Zellmigration und Metastasierung. Ein besonderer Schwerpunkt ist die markierungsfreie Charakterisierung von SHG/THG-Strukturen wie Kollagen und Lipidtröpfchen mittels ex- und in-vivo Deep-Tissue-Imaging, einschließlich intravitaler Verfahren, unter Einsatz hochauflösender Multiphotonen- und Lichtblattmikroskopie.
Bildgebende Verfahren werden zudem zur Erkennung, Überwachung und Charakterisierung von Fibrose untersucht. So wird beispielsweise die Herzfibrose und Herzveränderungen nach SARS-CoV-2-Infektion in Zusammenarbeit mit der Abteilung Röntgenphysik der Universität Göttingen, dem Deutschen Primatenzentrum sowie dem Biomedical Primate Research Centre Leiden mittels Multiphotonen-Mikroskopie und hochauflösender Röntgentechniken untersucht. Die Lungenfibrose wurde mithilfe einer röntgenbasierten Lungenfunktionstechnik (XLF) untersucht. Die Entwicklung neuer Kontrastmittel für die metabolische In-vivo-Magnetresonanztomographie von Pankreastumoren an der Universitätsmedizin Göttingen wird von uns mit In-vivo Tumormodellen unterstützt.
Durch die enge Zusammenarbeit mit Technologieunternehmen im Rahmen mehrerer EU-geförderter Projekte erhalten wir Zugang zu neuesten, hochmodernen Bildgebungssystemen, die wir gezielt für die Weiterentwicklung biomedizinischer Anwendungen evaluieren und erproben.
Projekte
- Nanopartikel-verkapselte Therapeutika für die Behandlung von Brust- und Bauchspeicheldrüsenkrebs - Kooperationen
- Prof. Dagmar Wirth, HZI - Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH, Braunschweig
- Dr. Fernanda Ramos Gomes, Sartorius, Göttingen
- Prof. Annarosa Arcangeli, Universität Florenz
- Identifizierung neuer bildgebender Biomarker aus 3D-Pathologieproben - Kooperationen
- Miltenyi Biotec, Bergisch-Gladbach
- Light Conversion, Vilnius
- Bewertung von neuartigen in-vivo time-domain NIR fluorescence imaging-Geräten und -sonden - Kooperationen
- Vrije Universiteit Brussel
- Prof. Undine Lippert, Universitätsmedizin Göttingen
- Bewertung der langfristigen Auswirkungen einer SARS-CoV-2-Infektion bei nichtmenschlichen Primaten - Kooperation
- Biomedical Primate Research Centre Leiden
- Metabolische In-vivo-Magnetresonanztomographie von Stoffwechseländerungen in Pankreastumoren
- Prof. Stefan Glöggler, UT Southwestern, Dallas, Texas
- Röntgenbasierte Analyse von Lungenentzündung und Lungenfibrose
- Prof. Dr. Christian Dullin, UMG
- Interaktion von Nanopartikeln mit Tumor- und Immunzellen in der erkrankten Lunge und bei Bauchspeicheldrüsenkrebs
- Prof. Claus Feldmann, KIT, Karlsruhe, Prof. Philip Beckhove, LIT, Regensburg