Ein europäisches Forschungsteam unter Beteiligung des Leibniz-IPHT und der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) entwickelt eine neue lichtbasierte Technologie zur schnelleren und präziseren medizinischen Diagnostik. Das nicht-invasive spektroskopische Verfahren verspricht schonende Diagnosen sowie zielgenauere Behandlungen, insbesondere bei Krebserkrankungen.

Das uCAIR-Projekt, koordiniert von der University of Limerick, hat zum Ziel, die nichtlineare Raman-Bildgebung in die klinische Praxis zu bringen. Diese Technik erzeugt hochauflösende Bilder, die detaillierte Informationen über die biochemische Zusammensetzung von Zellen, Gewebe oder auch Körperflüssigkeiten liefern und somit eine präzisere Untersuchung der Mikroumgebungen ermöglichen, in denen Krankheiten entstehen. Aktuelle Bildgebungsverfahren bieten nur begrenzte Einblicke in diese Mikroumgebungen lebender Zellen. Das uCAIR-Projekt möchte diese Einschränkungen überwinden: mit einer Sonde, die molekulare Veränderungen labelfrei und in Echtzeit erkennt. So könnten langwierige Biopsieanalysen durch schnelle, nahezu sofortige Diagnosen ersetzt werden.

„Derzeitige bildgebende Raman-basierte Systeme sind für Diagnoseverfahren noch zu langsam“, erklärt Prof. Christophe Silien von der University of Limerick, der das Projekt koordiniert. „Um die Genauigkeit und Geschwindigkeit dieser Systeme zu verbessern, entwickeln wir im uCair-Projekt eine innovative Sonde, die mithilfe von künstlicher Intelligenz gesteuert wird.“ Die neuen Technologien werden in zwei Fallstudien zu Blasenkrebs erprobt: einerseits durch die Analyse von Biopsiegewebe und andererseits durch die schnelle Untersuchung flüssiger Biomarker aus Urin.

„Wir wollen die technologischen Barrieren durchbrechen, die derzeit eine breite Anwendung der Raman-Technologie in der klinischen Praxis verhindern“, betont Silien. „Dazu bringt das Konsortium weltweit anerkannte Experten aus Forschung und Entwicklung, Optik und Zellbiologie sowie führende Mikroskopiker und Kliniker zusammen.“

Das Leibniz-IPHT spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung und Validierung der neuen Technologie. Die Jenaer Forschenden sind verantwortlich für die Vorbereitung von Benchmark-Proben, die für die Bewertung der neuen Raman-Technologien entscheidend sind. „Als schnelle und nicht-invasive Methode bietet die Raman-basierte Technologie das Potenzial, die Biopsieanalyse in der klinischen Praxis erheblich zu verbessern“, erläutert Prof. Dr. Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-IPHT.

Die Europäische Union fördert uCair mit rund 5 Millionen Euro aus dem Horizon Europe Programm. Das Projekt vereint 11 Partnerinstitutionen aus sechs Ländern, darunter Deutschland, Irland, Belgien, der Tschechischen Republik, Frankreich und die Türkei.