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Technologien

Technologien

Folgende Großgeräte stehen zur Verfügung:

Coloview - hochaufösende Endoskopie im präklinischen Modell
Mit dem Coloview haben wir vor einigen Jahren in Kooperation mit einem industiellen Partner ein System entwickelt, das die Durchführung von hochauflösenden miniendoskopischen Untersuchungen im präklinischen Modell erlaubt.

Anwendungen:

  • Koloskopie, Laparoskopie, Laryngoskopie, Vaginoskopie und Gastroskopie im experimentellen Modell.
  • Scoring von Tumorwachstum und Entzündungsaktivität im zeitlichen Verlauf in vivo
  • Probennahme im zeitlichen Verlauf in vivo
  • Lokale Applikation von z.B. Medikamenten in vivo.

Olympus Narrow Band Imaging Miniendoskopie
Narrow Band Imaging (NBI) ist ein neuartiges Verfahren zur kontrastreichen Darstellung von Schleimhautmustern sowie des Gefäßmusters in vivo. Es basiert auf dem Einsatz von schmalbandigen Farbfiltern, die zu einer Reduktion des Lichtspektrums auf oberflächlich eindringendes Licht führt. Normalerweise wird das Licht beim Treffen auf das Gewebe reflektiert, absorbiert und gestreut. Da der NBI-Farbfilter jedoch nur die Spektralanteile des sichtbaren Lichtes, das durch Blutgefäße der Schleimhaut maximal absorbiert wird, passieren läßt, ergibt sich ein maximaler Kontrast mit dem umliegenden Gewebe.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christoph Becker
christoph.becker(at)uk-erlangen.de
09131 85 35886

Durchführung von Mikrobiomanalysen zur Erfassung der gesamten bakteriellen Flora

Die Besiedlung des menschlichen Darms mit Billionen von Mikroorganismen beeinflusst den Gesamtorganismus auf vielfältige Art und Weise. So unterstützt das intestinale Mikrobiom nicht nur die effektive Verwertung von Nahrungsbestandteilen, sondern gewährt auch einen effektiven Schutz vor gastrointestinalen Infektionskrankheiten. Das Mikrobiom eines Menschen ist individuell zusammengesetzt und hängt vermutlich vor allem von genetischen Faktoren und vielen Umweltfaktoren ab. Jedes physiologisch zusammengesetzte Mikrobiom erfüllt lebenswichtige Funktionen, z.B. als wichtige lokale Barriere gegen bakterielle Krankheitserreger oder als Energielieferant aus für den Körper selbst unverdaulichen Zuckern Fetten und Ballaststoffen. Studien der letzten Jahre haben zudem gezeigt, dass Fehlbesiedlungen und Veränderungen in der  Bakterienvielfalt mit dem Auftreten verschiedenster chronischer Erkrankungen wie z.B. Morbus, Crohn, Colitis Ulcerosa, Arthritis, Diabetes  und neurologischen Erkrankungen assoziiert sind.

Unsere Forschungsabteilung untersucht die Zusammensetzung der Darmflora von Patienten und erforscht die Rolle des Mikrobioms bei der Krankheitsentstehung. Zur Sequenzierung und bioinformatischen Analyse der bakteriellen Flora von Patienten haben wir in den vergangenen Jahren eine spezielle Technologieplattform aufgebaut (Mikrobiomanalyse-Labor). Auf Anfrage und auf Kooperationsbasis bestimmen wir die Zusammensetzung der Bakterienflora im Stuhl und in Gewebeproben.   

Sequenzierung des Mikrobioms

Neu entwickelte DNA-basierte Untersuchungstechniken und dabei insbesondere Fortschritte in der Hochdurchsatzsequenzierung eröffnen die Möglichkeit, die komplexe Bakterienvielfalt  weitaus umfassender zu beschreiben als klassische kulturbasierte Verfahren. Wir verwenden für die Mikrobiomanalysen die MiSeq Plattform der Firma Illumina, die eine schnelle und qualitativ hochwertige Generierung von Millionen von Sequenzinformationen ermöglicht. Dabei werden variable Sequenzregionen des  16S rRNA Gens (Bakterien) oder der ITS1/ITS2 Region (Pilze) als Markergene verwendet, die in genomischer DNA z.B. von Stuhlproben sequenziert werden.

Bioinformatische Analyse des Mikrobioms

Über die bioinformatische Analyse dieser grossen Mengen an Sequenzinformationen stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, die komplexe Zusammensetzung des Mikrobioms qualitativ und quantitativ zu beschreiben. So liefert die Bestimmung der „alpha“ Diversität Aussagen über den Artenreichtum im Mikrobioms, wohingegen Algorithmen zur Bestimmung der beta-Diversität den Vergleiche innerhalb experimenteller Gruppen und z.B. anderen Patientenkollektiven in Datenbanken ermöglicht.

Nutzerordnung

Ansprechpartner:

PD. Dr. Stefan Wirtz
Medizinische Klinik 1
Hartmannstrasse 14
91052 Erlangen
stefan.wirtz@uk-erlangen.de

Experimentelle Diagnostische Bildgebung

Ein Ziel der diagnostischen Forschung ist es, Moleküle zu identifizieren, die für eine Erkrankung, einen Erkrankungsverlauf oder für ein Therapieansprechen spezifisch sind. Ein Schwerpunkt unserer Forschungsaktivitäten ist daher die Entwicklung von solchen molekülspezifischen Verfahren zur diagnostischen und prognostischen Untersuchung von Erkrankungen beim Menschen. Hierfür  haben wir an unserem Forschungszentrum eine Abteilung für Experimentelle Diagnostische Bildgebung eingerichtet. Unser Abteilung verfügt über eine Reihe modernster Geräte zur Darstellung von biologischen Molekülen im lebenden Organismus (In Vivo Imaging). Der Aufbau unser Geräteausstattung verfolgt hierbei das Ziel, eine Technologieplattform für die Übersetzung der am Institut gewonnenen Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in die klinische Anwendung zu bilden.

Unser Labor für Experimentelle Diagnostische Bildgebung erlaubt die präklinische Entwicklung molekularer Diagnostika. Diese sollen es in Zukunft ermöglichen Krankheiten wie Krebs noch früher und genauer zu diagnostizieren.

Maestro - In Vivo Imaging von Fluoreszenzsignalen

Das Maestro ist ein Multispektral-Imaging System zur Fluoreszenzmessung in experimentellen Modellsystemen in vivo. Messungen und Analysen im sichtbaren und nahen Infrarotbereich mit hoher Empfindlichkeit sind möglich. Es können gleichzeitig mehrere Fluoreszenzsignale selbst bei spektraler und räumlicher Überlappung gemessen werden. Autofluoreszenzen z.B. von Geweben werden fast vollständig unterdrückt. Die Messzeit beträgt nur wenige Sekunden.

Anwendungen:

  • Detektion von GFP, YFP, RFP in vivo.
  • Testung fluoreszenzmarkierter Antikörper und Proteine in vivo.
  • Testung neuer diagnostischer Verfahren in vivo

Optiscan Five1 - Flexible konfokale Fluoreszenzmikroskopie in vivo

Das System vereinigt die Vorteile eines konfokalen Fluoreszenzmikroskops mit der Flexibilität eines Endoskops. Die Optik wird dabei ähnlich einem Stift in der Hand gehalten. Sie kann somit zielgerichtet eingesetzt werden und erlaubt die konfokale Detektion von Fluoreszenzsignalen bei starker Vergrößerung in vivo.

Anwendungen:

  • Zielgerichtete Detektion von Fluoreszenz in vivo.
  • In vivo Detektion von fluoreszenzmarkierten Zellen.