Blick über die rechte Schulter eines Forschers, der mit einer langen Pipette eine Flüssigkeit in ein kleines Glasgefäß füllt.

MSE-EZM

Multiskalare Elastographie für die Charakterisierung von pathologischen Veränderungen der Extrazellulärmatrix

Die multiskalare Magnetresonanzelastographie soll zur Bestimmung des Schermoduls biologischer Gewebe vom Submillimeter-Bereich bis in den klinischen Bereich ganzer Organe zur Charakterisierung biophysikalischer Veränderungen der Extrazellulärmatrix entwickelt werden. Dies erfolgt unter Verwendung generischer Phantome aus strukturbildenden Komponenten der Extrazellulärmatrix, biologischer Proben sowie histologischer und biochemischer Analytik.

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Motivation

Die Magnetresonanzelastographie erlaubt zur Charakterisierung von Krankheiten grundsätzlich die Quantifizierung mechanischer Kenngrößen weicher Gewebe über weite Längen- und Frequenzbereiche. Für ein tiefergehendes Verständnis des Zusammenhangs zwischen krankheitsbedingt veränderten mechanischen Kenngrößen und mikroskopischer Ursachen muss die Auflösung der bestehenden Methodik für Humanuntersuchungen auf kleinste Gewebeproben aus Biopsien oder Resektaten erweitert werden.

Innovation

Mittels multiskalarer Magnetresonanzelastographie und viskoelastischer Modellierung soll auf mikroskopische Veränderungen der Extrazellulärmatrix im Verlauf pathologischer Prozesse geschlossen und eine Methodik zur biophysikalisch-fundierten Matrixgerichteten Bildgebung etabliert werden. In einer zweiten Projektphase soll die Translation in diagnostische Anwendungen bei inflammatorischen Prozessen, die mit kardiovaskulären, neurologischen und gastroenterologischen Erkrankungen in Zusammenhang stehen, erfolgen.

Projektlaufzeit

07/2018 - 06/2022

Ausgewählte Publikationen

Jordan JEL, Bertalan G, Meyer T, Tzschätzsch H, Gauert A, Bramè L, Herthum H, Safraou Y, Schröder L, Braun J, Hagemann AIH, Sack I. Microscopic multifrequency MR elastography for mapping viscoelasticity in zebrafish. Magn Reson Med 2022;87:1435-1445.
Reiter R, Loch F, Kamphues C, Bayerl C, Marticorena S, Siegmund B, Kuehl A, Hamm B, Braun J, Sack I, Asbach P. Feasibility of Intestinal MR Elastography in Inflammatory Bowel Disease. J Magn Reson Imag 2021; doi: 10.1002/jmri.27833.
Lilaj L, Herthum H, Meyer T, Shahryari M, Bertalan G, Caiazzo A, Braun J, Fischer T, Hirsch S, Sack I. Inversion recovery MR elastography of the human brain for improved stiffness quantification near fluid-solid boundaries. Magn Reson Med 2021;86:2552-2561.
Herthum H, Shahryari M, Tzschätzsch H, Schrank F, Warmuth C, Görner S, Hetzer S, Neubauer H, Pfeuffer J, Braun J, Sack I. Real-time multifrequency MR elastography of the human brain reveals rapid changes in viscoelasticity in response to the Valsalva maneuver. Front. Bioeng Biotechnol 2021; doi: 10.3389/fbioe.2021.666456.
Herthum H, Dempsey S, Samani A, Schrank F, Shahryari M, Warmuth C, Tzschätzsch H, Braun J, Sack I. Superviscous properties of the in vivo brain at large scales. Acta Biomaterialia Acta Biomater 2021;121:393-404.