Molekulare Bildgebung (Molecular imaging)

Muskuloskelettale Radiologie (Musculoskeletal Radiology)

Radiologische Forschung (Radiology Research)

Cardiovascular Imaging Group

 

 

AG Meier

Contact Details

Dr. rer. hum. biol. Melanie Kimm
Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie
Klinikum rechts der Isar
Technische Universität München
Ismaningerstr. 22, 81675 München

Tel.: (089) 4140-6351
E-Mail: melanie.kimm@tum.de

 

PD Dr. med. Reinhard Meier
E-Mail: reinhard.meier@tum.de

 

Forschungsschwerpunkte

A) Detektion und Therapiemonitoring von Synovitis in Patienten mit rheumatischen Erkrankungen mittels optischer Bildgebung und 3T MRT.

Die zur klinischen Diagnostik neu verfügbare kontrastmittelverstärkte optische Bildgebung (Rheumascan) kann potentiell ohne Anwendung ionisierender Strahlung als sensitives und kostengünstiges Verfahren zur Detektion entzündlich-rheumatischer Gelenkerkrankungen eingesetzt werden. In diesem Projekt soll ein dynamisches Bildanalyseverfahren zur Analyse synovialer Hyperperfusion bei rheumatoider Arthritis mittels optischer 2D Fluoreszenz-Bildgebung entwickelt werden. Das etablierte Bildanalyseverfahren soll im Folgenden klinisch an Patienten mit rheumatoider Arthritis angewendet werden und im Vergleich zur MRT beurteilt werden (Abbildung 1).



Abbildung 1: OI and MRT eines Patienten mit RA mit Synovitis im metacarphalangealen und proximalen interphalangealen Gelenk D2. [Arthritis Rheum. 2012 Mar 15]
B) Detektion von experimentellen Entzündungsprozessen mittels optischer Bildgebung

Eine Evaluierung und Kontrolle des Krankheits- und Therapieverlaufes bei entzündlichen Prozessen wie postoperativem Granulationsgewebe oder auch arthritischen Erkrankungen ist von großer Bedeutung für eine Optimierung der therapeutischen Behandlungsoptionen.

In eigenen Studien konnte ein neu entwickeltes, integriertes Kombinationsverfahren mit Röntgen und optischer Bildgebung erfolgreich für die Detektion und Therapiekontrolle von experimentellen Entzündungsprozessen in einem Tiermodell etabliert werden. In weiterführenden Studien sollen verschiedene fluoreszierende Kontrastmittel mit modernen optischen Bildgebungsmodalitäten wie FMT und MSOT getestet werden, um die die Detektion von entzündlichem Gewebe weiter verbessern. Außerdem soll ein geeignetes Protokoll über einem längeren Zeitraum in einem experimentellen Tiermodell mit entzündlichem Entzündungsprozessen mittels Optischer Bildgebung, MRT und histologischer Kontrolle überwacht werden (Abbildung 2 und 3).

Abbildung 2: Repräsentative OI- and Röntgen Aufnahmen mit anschließender Bildfusion von einem fokalen Entzündungsprozess im Bereich der Lendenwirbelsäule sieben Tage nach WS-Operation, 10 min nach Injektion von 10 mg/kg ICG. [J Transl Med. 2008 Nov 27;6:73]

Abbildung 3: Repräsentative OI- and Röntgen Aufnahmen mit anschließender Bildfusion von akuter arthritischer Entzündung der Knie- und Sprunggelenke, 60 min nach Injektion von 10 mg/kg ICG. [Arthritis Rheum. 2010 Aug;62(8):2322-7]

C) Zell-Monitoring von Immuntherapien

Neuartige Immuntherapien mittels genetisch modifizierten NK-Zellen oder zytotoxischen T-Lymphozyten lysieren spezifischer und effizienter Tumorzellen verschiedenster Herkunft. Jedoch ist die Identifikation der Responder und Non-Responder dieser zellbasierten Immuntherapien immer noch auf die Diagnose einer Verminderung der Tumorgröße einige Wochen nach der Verabreichung der Zellen angewiesen. Eine Methode, welche die Markierung und Verfolgung der verabreichten NK-Zellen erlauben würde, könnte eine Akkumulation dieser Zellen im Tumorgewebe verifizieren oder widerlegen und damit Responder und Non-Responder direkt nach Verabreichung der NK-Zellen identifizieren.

In eigenen Studien konnte die Markierung von nicht-modifizierten NK-Zellen und genetisch modifizierten NK-92-scFv(FRP5)-zeta oder NK-92-scFv(MOC31)-zeta Zellen mit Eisenoxid MR-Kontrastmitteln, radioaktiven [18F]FDG PET-Kontrastmitteln und fluoreszierenden NIR-Kontrastmitteln optimiert werden. Die Migration, das Homing und die Akkumulation der intravenös injizierten markierten genetisch modifizierten NK-92 Zellen konnte erfolgreich mittels MR-Bildgebung, Autoradiographie und optischer Bildgebung verfolgt werden (Abbildung 4).

Abbildung 4: Darstellung verschiedener Markierungstechniken von Natürlichen Killerzellen mittels PET Tracer (18FDG), SPECT Tracer, Luciferase, fluoreszierendem Kontrastmittel (ICG) oder MR Kontrastmittel (Eisenoxide) zum Monitoring von Immuntherapien mittels PET, SPECT, Bioluminiszenz, Optischer Bildgebung oder MRT [Cancer Res. 2010 Aug 1;70(15):6109-13].

In weiterführenden Studien sollen neu entwickelte Immuntherapien für verschiedene Tumorzelllinien evaluiert werden. Dazu soll die Markierung von verschiedenen, genetisch modifizierten Zellen (T-Lymphozyten, NK-Zellen) mit Eisenoxid MR-Kontrastmitteln, radioaktiven [18F]FDG Kontrastmitteln und mit fluoreszierenden OI-Kontrastmitteln optimiert werden. Die Migration, das Homing und die Akkumulation von markierten Zellen sollen in einem Tiermodel mit verschiedenen Tumoren mit MR-Bildgebung, nuklearmedizinischer Bildgebung und OI verfolgt werden. Die Vorteile und Nachteile der verschiedenen Ansätze MRT, nuklearmedizinischer Bildgebung und OI sollen evaluiert werden.

Mitarbeiter

Leitung: 

Priv.-Doz. Dr. med. Reinhard Meier

Stellvertretende Leitung: 

Dr. rer. hum. biol. Melanie Kimm

Postdocs:

Dr. med. Jan Neumann
Dr. med. Daniela Franz

Graduierte Doktoranden:

Carmen Ahari, MD

Sigrun Clotten, MD

Matti Sievert, MD

Peter Sommer, Tierarzt

Studentische Doktoranden:

Johannes Armbrust, cand. med.

Alexander Beckmann, cand. med.

Arne Bringewatt, cand. med.

Juliane Döbele, cand. med.

Sebastian Finsterer, cand. med.

Florian Gassert, cand. med.

Lisa Haunreiter, cand. med.

Heinrich Heinemann, cand. med.

Alexander Heinze, cand. med.

Claudio v. Schacky, cand. med.

Kooperationspartner

Ambros Beer MD, Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München

Heike E. Daldrup-Link MD, PhD, Department of Radiology, Pediatric Radiology Section, Lucile Packard Children's Hospital, Stanford School of Medicine

Daniel Golovko MD, Department of Internal Medicine, University of Colorado Denver

Tobias D. Henning MD, Institut und Poliklinik für Radiologische Diagnostik, Universität Köln

Peter B. Noël, PhD, Institut für Radiologie, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München

Vasilis Ntziachristos PhD, Institute for biological and medical Imaging, Helmholtz Zentrum München and Technische Universität München

Rahmi Oklu MD, PhD, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School

Guido Piontek, Hals-Nasen-Ohrenklinik und Poliklinik, Onkologisches Labor, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München

Daniel Razansky PhD, Institute for Biological and Medical Imaging, Helmholtz Zentrum München and Technische Universität München

Klaus Thürmel, Dr. med., Rheumatologie, II. Med. Klinik und Poliklinik, Rdl, TUM

Publikationen

Lutzweiler C, Meier R, Rummeny EJ, Ntziachristos V, Razansky D. Real-time optoacoustic tomography of indocyanine green perfusion in human vasculature. Optics Letters. Optics Letters Vol. 39, Iss. 14, pp. 4061–4064 (2014)

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Meier R, Braren R, Kosanke Y, Bussemer J, Neff F, Wildgruber M, Schwarzenböck S, Frank A, Hohlbaum AM, Schwaiger M, Gille H, Rummeny EJ, Beer AJ. Multimodality Multiparametric Imaging of Early Tumor Response to a novel Antiangiogenic Therapy based on Anticalins. PLOS ONE. 2014 May 6;9(5):e94972. doi: 10.1371/journal.pone.0094972

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Beziere N, von Schacky C, Kosanke Y, Kimm M, Nunes A, Licha K, Aichler M, Walch A, Rummeny EJ, Ntziachristos V, Meier R. Optoacoustic imaging and staging of arthritic inflammation. Arthritis&Rheumatism. In Press 3/2014 DOI: 10.1002/art.38642

Vonnemann J, Beziere N, Böttcher C, Riese S, Kühne C, Dernedde J, Licha K, von Schacky C, Kosanke Y, Kimm M, Meier R, Ntziachristos V, Haag R. Polyglycerolsulfate functionalized gold nanorods as optoacoustic signal nanoamplifiers for in vivo bioimaging of rheumatoid arthritis. Theranostics 2014; 4(6): 629-641. doi: 10.7150/thno.8518

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Research of the Meier lab was featured on the cover of the August 2012 issue of Arthritis&Rheumatism (Arthritis Rheum. 2012 Aug;64(8):2489-98)

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Daldrup-Link HE,Meier R, Rudelius M, Piontek G, Piert M, Metz S, Settles S, Uherek C, Schlegel J, Rummeny EJ: In-vivo tracking of genetically engineered anti-HER2/neu directed natural killer cells to HER2/neu positive mammary tumors with magnetic resonance imaging. Eur Radiol 15(1): 4-13, 2005

Grant Support

Dr. Sepp und Hanne Sturm Gedächtnisstiftung


Logo of the DFG

DFG-Einzelantrag ME 3718/2-1. Multispektrale Optoakustische Tomographie (MSOT) zur Detektion und Therapiemonitoring von Synovitis bei rheumatoider Arthritis.


Logo of the Deutscher Psoriasis Bund e.V.

Deutscher Psoriasis-Bund e.V.: ‚Fluoreszierende Molekulare Tomographie (FMT) zur Detektion von entzündlichen Veränderungen bei Psoriasisarthritis’.


Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF/M4/PM8:801EX1021D: ‘New Imaging Techniques for Treatment Monitoring’.