Quantensprung in der Zellbildgebung erreicht
Herausforderung in Forschung und Klinik
Wie unterscheiden sich gesunde von krankhaften Zellen? Und wie lassen sich diese Unterschiede während einer Operation erkennen? Genau hier stossen konventionelle bildgebende Verfahren an ihre Grenzen. Zwar liefern sie wertvolle Daten, jedoch oft mit erheblicher Zeitverzögerung – zu spät für den unmittelbaren klinischen Einsatz. «Es gibt Stoffwechselvorgänge oder andere Vorgänge, bei denen man erkennen kann, ob eine Zelle gesund ist oder ob sie sogenannt pathologisch ist. Und diese Differenzierung ist natürlich für den Chirurgen während der Operation wichtig und nicht erst eine Stunde später», erklärt Prof. Dr. Bruno Weber vom Bruno Weber Lab der Universität Zürich.
Technologischer Durchbruch dank Photonenzählung
Die Lösung bringt eine Neuentwicklung aus dem IMES Institut für Mikroelektronik, Embedded Systems und Sensorik der OST. In enger Zusammenarbeit mit der Universität Zürich und Prospective Instruments entstand ein photonenzählendes Modul für die Fluoreszenz-Lebensdauerbildgebung (FLIM). Dieses misst einzelne Photonen mit extrem hoher zeitlicher Präzision – schnell genug, um Live-Bilder von zellulären Prozessen zu erzeugen. «Das Instrument, das die OST uns gebaut hat, ist im Grunde genommen eine sehr schnelle Stoppuhr, die Licht in Zeiträumen messen kann, in denen es nur wenige Zentimeter zurücklegt», so Dr. Luca Ravotto von der Universität Zürich. Die neue Technologie ist nicht nur genauer, sondern auch robuster gegenüber hoher Lichtintensität und deutlich kostengünstiger als bestehende Systeme.
Erfolgreiche Zusammenarbeit auf Augenhöhe
Der Erfolg des Projekts gründet auch auf der engen fachübergreifenden Zusammenarbeit zwischen den Partnern. «Unsere Partner der Uni waren natürlich genial. Sie sind nicht einfach Biologen, sondern vielmehr auch Elektroingenieure. Sie verstanden unsere Sprache und wir haben mit der Zeit ihre Sprache verstanden», sagt Prof. Dr. Paul Zbinden, Projektleiter an der OST. Die Kooperation eröffnete allen Beteiligten ein neues Feld des Wissens – und ebnet den Weg für künftige Entwicklungen. Ein Folgeprojekt zur Echtzeitdiagnostik ist bereits in Planung.