AG Experimentelle Radiologie
>> Forschungsschwerpunkte
Die Arbeitsgruppe “Experimentelle Radiologie” am Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie befasst sich mit anwendungsorientierten Fragestellungen auf dem Gebiet der diagnostischen und interventionellen Radiologie. Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe besteht aus Biologen, Biochemikern, Biotechnologen, Medizinern, Medizintechnikern und Ingenieuren. Unsere Forschungsarbeiten werden in vielseitigen Kooperationen mit universitären und außeruniversitären Partnern durchgeführt.
Ultra-Wide-Band-Technologie für die bildgebende Diagnostik von Tumoren der Brust
Die häufigste maligne Neoplasie der Frau ist das Mammakarzinom. Etwa jede zehnte Frau erkrankt im Laufe ihres Lebens daran. Nach Meinung von Experten kann die Sterblichkeit von Brustkrebs-Patientinnen durch eine verbesserte Früherkennung um etwa 35 Prozent gesenkt werden. In diesem Zusammenhang nutzen wir die spezifischen Eigenschaften ultrabreitbandiger Sensorik für die medizinische Bildgebung zur Erkennung und Lokalisierung von Brustkrebs. Auf der Basis der UWB-Mikrowellentechnik arbeiten wir an einer gerätetechnischen Systemlösung in enger Kooperation mit der TU-Ilmenau. Ziel ist es, eine innovative Diagnosemöglichkeit von Brustkrebs mit hoher Aussagekraft und hohem Kosten/Nutzen-Verhältnis für die klinische Praxis bereitzustellen.
Magnetische Nanopartikel zur minimal-invasiven Therapie von kleinen Tumoren der Brust
Die Verfeinerung der brusterhaltenden Therapiemethoden ist ein wesentliches Anliegen in der interdisziplinären Frauenheilkunde. Da bei rechtzeitiger Erkennung der Tumoren generell gute Heilungschancen bestehen, ist eine Fokussierung von minimal-invasiven Verfahren auf entsprechende Frühstadien der Erkrankung besonders reizvoll. In diesem Zusammenhang liegt das Augenmerk unserer Forschungen in der Behandlung von Tumoren der Brust unter Verwendung von magnetischen Methoden. Demnach wird ein magnetisches Material in das Tumorgewebe eingebracht, welches sich während der Exposition gegenüber einem magnetischen Wechselfeld erwärmt. Die Wärme wird dazu benutzt, den Tumor zu eliminieren. Diese Forschungsarbeiten umfassen auch die Auffindung von neuen Wege zur Entwicklung von multimodalen Nanopartikeln, welche in der Lage sind, nicht nur Wärme zu generieren sondern auch dezidierte Wirkstoffe an den Tumorort freizusetzen. Ebenso spielen nanotoxikologische Aspekte bei diesen Forschungsarbeiten eine entscheidende Rolle.
Design von fluorochromen Sonden für die molekulare in vivo Nah-Infrarot Fluoreszenzbildgebung
Die heutigen Methoden der bildgebenden Diagnostik (Ultraschall, Röntgendiagnostik, Magnetresonanz-Tomographie, Computer-tomographie) erkennen anatomische und physiologische Veränderungen einer Erkrankung, die sich erst im späten Krankheitsverlauf zeigen. Dennoch ist jede Erkrankung bereits im Frühstadium mit spezifischen Veränderungen verbunden, die sich auf molekularer Ebene manifestieren. Die Nutzung dieser molekularen Veränderungen in der bildgebenden Diagnostik kann langfristig zu einer verbesserten Frühdiagnostik und einem Screening von Patienten auf entsprechende Prädispositionen führen. Ein weiteres vielversprechendes Einsatzfeld der Nah-Infrarot-Fluoreszenzbildgebung ist die intraoperative Bildgebung. Bei der Konzeption intelligenter Kontrastmittel für die fluoreszenzoptische Bildgebung werden verschiedene Varianten berücksichtigt: unspezifische, spezifische und selektiv aktivierbare Kontrastmittel. Alle diese Formen finden ihre Berücksichtigung in dem Team der Experimentellen Radiologie. Sie sind für Anwendungen im Zusammenhang mit tumorbiologischen Aspekten und entzündlichen Erkrankungen.
Kleintier-mCT-Bildgebung
In enger Kooperation mit verschiedenen Arbeitsgruppen arbeiten wir an der Darstellung von Strukturen in Geweben, Organen und lebenden Kleintieren mit Hilfe eines Dual-Source-Kleintierscanners. Die Fragestellungen umfassen den Nachweis von pathologischen Veränderungen, therapeutische Aspekte als auch entwicklungsbiologische Fragestellungen
Publikationen
2024
Tansi FL, Schrepper A, Schwarzer M, Teichgräber U, Hilger I. Identifying the Morphological and Molecular Features of a Cell-Based Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model during Growth over Time. Int J Mol Sci. 2024 May 22;25(11):5619. doi: 10.3390/ijms25115619. PMID: 38891809; PMCID: PMC11171605.
Bäuerle T, Dietzel M, Pinker K, Bonekamp D, Zhang KS, Schlemmer HP, Bannas P, Cyran CC, Eisenblätter M, Hilger I, Jung C, Schick F, Wegner F, Kiessling F, Identification of impactful imaging biomarker: Clinical applications for breast and prostate carcinoma. Rofo. 2024 Apr;196(4):354-362. English, German. doi: 10.1055/a-2175-4446. Epub 2023 Nov 9. PMID: 37944934.
2023
Maduabuchi WO, Tansi FL, Faenger B, Southern P, Pankhurst QA, Steiniger F, Westermann M, Hilger I. Local Magnetic Hyperthermia and Systemic Gemcitabine/Paclitaxel Chemotherapy Triggers Neo-Angiogenesis in Orthotopic Pancreatic Tumors without Involvement of Auto/Paracrine Tumor Cell VEGF Signaling and Hypoxia. Cancers (Basel). 2023 Dec 20;16(1):33. doi: 10.3390/cancers16010033. PMID: 38201461; PMCID: PMC10778317.
Schwarz C, Göring J, Grüttner C, Hilger I. Intravenous Injection of PEI- Decorated Iron Oxide Nanoparticles Impacts NF-kappaB Protein Expression in Immunologically Stressed Mice. Nanomaterials (Basel). 2023 Dec 18;13(24):3166. doi: 10.3390/nano13243166. PMID: 38133063; PMCID: PMC10745731.
Maduabuchi WO, Tansi FL, Heller R, Hilger I. Hyperthermia Influences the Secretion Signature of Tumor Cells and Affects Endothelial Cell Sprouting. Biomedicines. 2023 Aug 12;11(8):2256. doi: 10.3390/biomedicines11082256. PMID: 37626752; PMCID: PMC10452125.
2022
Wolff N, Kollenda S, Klein K, Loza K, Heggen M, Brochhagen L, Witzke O, Krawczyk A, Hilger I, Epple M. Silencing of proinflammatory NF-κB and inhibition of herpes simplex virus (HSV) replication by ultrasmall gold nanoparticles (2nm) conjugated with small-interfering RNA. Nanoscale Adv. 2022 Sep 5;4(21):4502-4516. doi: 10.1039/d2na00250g. PMID: 36341304; PMCID: PMC9595109.
Faenger B, Heinrich A, Hilger I, Teichgräber U. Correction to: Drug Loss from Paclitaxel Coated Balloons During Preparation, Insertion and Inflation for Angioplasty: A Laboratory Investigation. Cardiovasc Intervent Radiol. 2022 Oct;45(10):1574. doi: 10.1007/s00270-022-03260-6. Erratum for: Cardiovasc Intervent Radiol. 2022 Aug;45(8):1186-1197. doi: 10.1007/s00270-022-03164-5. PMID: 36042036; PMCID: PMC9499889.
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Müller EK, Białas N, Epple M, Hilger I. The Peptide/Antibody-Based Surface Decoration of Calcium Phosphate Nanoparticles Carrying siRNA Influences the p65 NF-κB Protein Expression in Inflamed Cells In Vitro. Biomedicines. 2022 Jul 1;10(7):1571. doi: 10.3390/biomedicines10071571. PMID: 35884877; PMCID: PMC9313450.
Faenger B, Heinrich A, Hilger I, Teichgräber U. Drug loss from Paclitaxel- Coated Balloons During Preparation, Insertion and Inflation for Angioplasty: A Laboratory Investigation. Cardiovasc Intervent Radiol. 2022 Aug;45(8):1186-1197. doi: 10.1007/s00270-022-03164-5. Epub 2022 Jun 10. Erratum in: Cardiovasc Intervent Radiol. 2022 Oct;45(10):1574. doi: 10.1007/s00270-022-03260-6. PMID: 35689119; PMCID: PMC9307540.
Müller EK, Białas N, Epple M, Hilger I. Nanoparticles Carrying NF-κB p65-Specific siRNA Alleviate Colitis in Mice by Attenuating NF-κB-Related Protein Expression and Pro-Inflammatory Cellular Mediator Secretion. Pharmaceutics. 2022 Feb 15;14(2):419. doi: 10.3390/pharmaceutics14020419. PMID: 35214151; PMCID: PMC8874689.
2021
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Tansi FL, Maduabuchi WO, Hirsch M, Southern P, Hattersley S, Quaas R, Teichgräber U, Pankhurst QA, Hilger I. Deep-tissue localization of magnetic field hyperthermia using pulse sequencing. Int J Hyperthermia. 2021;38(1):743-754. doi: 10.1080/02656736.2021.1912412. PMID: 33941016.
Tansi FL, Fröbel F, Maduabuchi WO, Steiniger F, Westermann M, Quaas R, Teichgräber UK, Hilger I. Effect of Matrix-Modulating Enzymes on The Cellular Uptake of Magnetic Nanoparticles and on Magnetic Hyperthermia Treatment of Pancreatic Cancer Models In Vivo. Nanomaterials (Basel). 2021 Feb 9;11(2):438. doi: 10.3390/nano11020438. PMID: 33572222; PMCID: PMC7915425.
2020
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F L Tansi, R Rüger, C Böhm, F Steiniger, M Raasch, A S Mosig, R E Kontermann, U Teichgräber, A Fahr and I Hilger (2020). “Rapid Target Binding and Cargo Release of Activatable Liposomes Bearing HER2 and FAP Single-Chain Antibody Fragments Reveal Potentials for Image-Guided Delivery to Tumors”; Pharmaceutics 2020, 12(10):E972; doi: 10.3390/pharmaceutics12100972
2019
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M Ebbinghaus, S Müller, G Segond von Banchet, A Eitner, I Wank, A Hess, I Hilger, T Kamradt, H-G Schaible (2019). “Contribution of Inflammation and Bone Destruction to Pain in Arthritis: A Study in Murine Glucose-6-Phosphate Isomerase–Induced Arthritis”; Arthritis and Rheumatology.; First published: 22 July 2019; doi: 10.1002/art.41051.
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M Sanhaji , J Göring, P Couleaud, A Aires, AL Cortajarena, J Courty, A Prina-Mello, M Stapf, R Ludwig, Y Volkov, A Latorre, Á Somoza, R Miranda, I Hilger. “The phenotype of target pancreatic cancer cells influences cell death by magnetic hyperthermia with nanoparticles carrying gemicitabine and the pseudo-peptide NucAnt.” Nanomedicine. 2019 Aug; 20:101983; doi: 10.1016/j.nano.2018.12.019
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2018
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