Für das Projekt “Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop mit Lichtblattmodul für die Analyse neuronaler dreidimensionaler Zellkulturen und Organoide” erhält die TH Aschaffenburg 1 Mio. Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Die Förderung erfolgt für einen Zeitraum von fünf Jahren im Rahmen der Großgeräteaktion der DFG für Hochschulen für Angewandte Wissenschaften.
Das Mikroskop soll die Geräteinfrastruktur des BioMems-Labors an der TH Aschaffenburg, das von Prof. Dr. Ing. Christiane Thielemann geleitet wird, ergänzen. Zudem soll es die erkenntnisorientierte Forschung im Bereich der Neurowissenschaften fördern. Mit Hilfe des Mikroskops hoffen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der BioMems-Arbeitsgruppe zugrundeliegende Mechanismen neuronaler Erkrankungen und neurotoxikologischer Effekte entschlüsseln zu können. Sie wollen damit die Grundlage für neue therapeutische Möglichkeiten legen.
Lichtblattmikroskop für die Neurowissenschaft
Die Entwicklung von dreidimensionalen Zellkultursystemen wie Organoiden, die räumlich organisierte, organspezifische Zelltypen aufweisen und sogar Funktionen des Organs nachbilden können, stellt einen bahnbrechenden Fortschritt in der biologischen Forschung dar. Seit einiger Zeit ist auch die Verwendung von zerebralen Organoiden als In-Vitro-Modell für das menschliche Gehirn etabliert. Diese sind in der Lage vielfältige spontane, elektrische Aktivitätsmuster zu erzeugen, deren Analyse für viele Fragestellungen der Neurowissenschaften von Interesse ist. Seit einigen Jahren werden hochauflösende Mikroskopie-Verfahren, wie Multiphotonen- und Lichtblattmikroskopie, für die Untersuchung lebender Organoide vorgeschlagen, da sie – bei vergleichsweise großen Eindringtiefen – Einblicke in das Innere der dreidimensionalen Proben erlauben. Besonders die Lichtblattmikroskopie ermöglicht eine schnelle Bildgebung. Dies macht sie zu einer wertvollen Technik für die Visualisierung schneller funktioneller Prozesse in neuronalen Proben.
Einbindung in die Forschungsstruktur der Hochschule und Vernetzung mit universitären Partnern
Durch den Förderzuschlag der DFG kann zur methodischen Ergänzung derzeit laufender Projekte ein konfokales Laser-Scanning-Mikroskop als Basismikroskop mit einem Erweiterungsmodul für die Lichtblattmikroskopie angeschafft werden. Die übergeordnete Fragestellung aller Vorhaben ist dabei die funktionelle und strukturelle Analyse von zerebralen Organoiden, Sphären und Gewebeschnitten. Aus den erhobenen Bilddaten sollen Merkmale extrahiert und mit Hilfe von Methoden des maschinellen Lernens untersucht werden. Ziel ist es dabei, den Einfluss von neurowirksamen Stoffen, ionisierender Strahlung oder genetischer Faktoren auf die Netzwerkaktivität zu untersuchen. Das Forscherteam der TH Aschaffenburg erwartet, dass die neuen Erkenntnisse dazu beitragen werden, zugrundeliegende Mechanismen neuronaler Erkrankungen und neurotoxikologischer Effekte zu entschlüsseln. Damit könnten sie die Grundlage für neue therapeutische Möglichkeiten bilden.
1 Million Euro Förderung für Forschung im BioMems Lab
