Über das Translationale biomedizinische Bildgebungslabor

Die Nutzung bildgebender Technologien zur Beobachtung des natürlichen Ablaufs der Biologie in lebenden Organismen wird dazu beitragen, die Entwicklung neuer Diagnosen und Behandlungen zu beschleunigen.

Das Translationale Biomedizinische Bildgebungslabor (TBIL) stellt dynamische Bildgebungsgeräte und technisches Fachwissen zur Verfügung, um den Weg wissenschaftlicher Entdeckungen vom Labor bis zum Krankenbett zu beschleunigen, und arbeitet derzeit an Studien zur Vermehrung von Darmstammzellen, zum Neuroblastom und zur Herzregeneration mit. Das TBIL ist als Forschungsbeschleuniger konzipiert, der Kliniker mit Forschern zusammenbringt, die die grundlegenden Mechanismen für den Aufbau von Organen definieren, damit sie bessere Therapien entwickeln können.

Bioimaging umfasst leistungsstarke, innovative Instrumente für die Untersuchung biologischer Prozesse – wie konfokale Mikroskope, die praktisch jede Probe auf einem Objektträger oder einer Kulturschale abbilden können, Live-Cell-Imaging und In-vivo-Fluoreszenz-Imaging. Darüber hinaus ermöglicht die konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie die Aufnahme von fokussierten Bildern aus ausgewählten Tiefen, ein Verfahren, das als optischer Schnitt bezeichnet wird. Die Bilder werden dann Punkt für Punkt erfasst und mit einem Computer rekonstruiert, was dreidimensionale Rekonstruktionen topologisch komplexer Strukturen ermöglicht. Alle diese Methoden bergen ein enormes Potenzial für eine Vielzahl von diagnostischen und therapeutischen Anwendungen.

Mit der breiten Palette an fortschrittlichen bildgebenden Mikroskopen und Instrumenten des TBIL kann ein Forscher beispielsweise die Zellen eines sich entwickelnden Organs verfolgen und sehen, wann und wie ein angeborener Defekt auftritt – was die Möglichkeit bietet, einzugreifen und das Ergebnis zu ändern.

Die Aufgabe des TBIL besteht darin, neue Technologien für die Bildgebung von biologischer Struktur und Funktion zu entwickeln. Die im Labor eingesetzten Technologien reichen von konventioneller Lichtmikroskopie und Laser-Scanning-Mikroskopie bis hin zu optischer Kohärenztomographie und Magnetresonanztomographie (MRT).

Während diese Technologien verfeinert werden, werden sie den Mitgliedern der CHLA- und USC-Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt, wobei sie eine doppelte, sich ergänzende Rolle als Forschungszentrum und als Benutzereinrichtung spielen.

Um verschiedene Forschungsthemen zu erforschen, setzen die TBIL-Forscher fortschrittliche Bildgebungsinstrumente ein, um Ereignisse zu verfolgen, die sich im Inneren eines intakten Organismus abspielen. Diese Methoden liefern weiterhin einzigartige Längsschnittdaten sowie aufschlussreiche Tests von Vorschlägen, die anhand von Molekular- oder Zellkulturdaten gemacht wurden.

Instrumentelle Möglichkeiten

• Live-Imaging-Labor – mit einem Multispektral- und Multiphotonenmikroskop für die hochauflösende Bildgebung von lebenden Proben
• Hochgeschwindigkeitsmikroskopie-Labor – mit Hochgeschwindigkeits, volumetrische Bildgebung
• Extended Volume Imaging Lab – bietet ein integriertes Mikrotom und Laser-Laser-Scanning-Mikroskop für die Abbildung großer Proben
• Quantitative Image Analysis and Visualization Suite – bietet hochauflösende Workstations für die Bildverarbeitung und -analyse Das “Collaboratory” – Interaktionsraum mit hochauflösenden Video- und Videokonferenzmöglichkeiten

Fantastische Reise in die Lunge

Mit der neu optimierten Visualisierungstechnologie am TBIL, können Forscher nun eine “virtuelle Bronchoskopie” durchführen, die im Bronchus beginnt und einen Blick in die Alveolen erlaubt. In einer Zusammenarbeit unter der Leitung von Dr. David Warburton versuchen die Forscher, unser Verständnis für die Bildung der Gasaustauschfläche in der menschlichen Lunge grundlegend zu verändern, neue Ansätze für die Versorgung von Frühgeborenen zu finden und ein besseres Verständnis für die zahlreichen Lungenerkrankungen im Kindes- und Erwachsenenalter zu entwickeln. Das Forschungsteam erhielt 4 Millionen Dollar von den NIH (2014), um die sich entwickelnde Lunge zu kartieren.

CO-DIRECTORS

Scott E. Fraser, PhD