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Die molekulare medizinische Bildgebung spielt eine entscheidende Rolle in der modernen medizinischen Diagnose und ermöglicht eine frühzeitige und personalisierte Therapie für verschiedene Krankheiten, insbesondere Krebs. Bestehende In-vivo-Methoden der medizinischen Bildgebung weisen jedoch Einschränkungen für die molekulare Bildgebung beim Menschen auf, wie z. B. eine geringe Empfindlichkeit für molekulare Prozesse, eine begrenzte räumliche und zeitliche Auflösung oder eine hohe Belastung durch ionisierende Strahlung. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, zielt IMMPRINT auf die Entwicklung eines Demonstrators für die in-vivo-3D-Bildgebung unter Verwendung der Röntgen-Dunkelfeld-Bildgebung (DFI) und der Röntgen-Fluoreszenz-Computertomographie (XFCT) als neuartiges hybrides Werkzeug für die personalisierte Tumor-Profilerstellung ab, wobei der Schwerpunkt auf der Brustkrebserkrankung liegt.

DFI wird die Identifizierung verdächtiger Tumorläsionen im Mikrometermaßstab unterstützen, gefolgt von einer detaillierten molekularen Bewertung mit hoher räumlicher Auflösung auf lokaler Tumorebene mittels XFCT. Dank dieses Ansatzes kann die Exposition gegenüber hohen ionisierenden Strahlendosen im gesamten Körper, wie sie bei nuklearmedizinischen Bildgebungsverfahren auftreten, auf die interessierenden Regionen beschränkt werden, was die Sicherheit der Patienten erhöht. Das DF-XFCT wird sich auf verschiedene Säulen innovativer Technologieentwicklung stützen, von neuartigen Detektoren bis hin zur integrierten In-vivo- und In-vitro-Biodiagnostik. Röntgenfluoreszenz wird emittiert, wenn Nanopartikel durch Röntgenstrahlen angeregt werden. Im Rahmen von IMMPRINT werden verschiedene Signaturen der intra- und intertumoralen Heterogenität bei BC identifiziert, die sich für den Nachweis durch speziell entwickelte und gezielte Nanopartikel eignen. Das IMMPRINT-System für die hybride DF-XFCT-Bildgebung wird standardmäßige klinische Röntgenquellen enthalten und von innovativen Detektoren profitieren, die die gleichzeitige Erkennung von DFI und XFCT ermöglichen und auf eine hohe räumliche und energetische Auflösung abzielen.

Die ungleichmäßig verteilten Daten, die auch Zeit- und Energieinformationen enthalten, erfordern die Entwicklung neuer Methoden zur Extraktion von 3D-Bildgebungsinformationen aus diesen Daten, die Einblicke in die funktionellen, molekularen und anatomischen Eigenschaften der BC-Krankheit ermöglichen. Das IMMPRINT-Bildgebungssystem wird neue Ansätze für eine bessere medizinische Diagnose und auch neue biomedizinische Forschung ermöglichen. Es wird die technische Machbarkeit im Labormaßstab demonstrieren und möglicherweise die Grundlage für die kommerzielle Entwicklung eines Systems bilden. Das Konsortium vereint Fachwissen aus allen oben genannten Bereichen und nutzt national und international finanzierte Großinfrastrukturen.