Spektroskopie-basierte Methoden, wie die Infrarot- (IR) und die Raman-Spektroskopie sind geeignet, um die molekularen Eigenschaften von biologischen Proben zu analysieren und haben das Potenzial, die Diagnostik zu revolutionieren. Auf experimentellem Niveau konnte die Leistungsfähigkeit entsprechender Ansätze bereits unter Beweis gestellt werden. Im klinischen Alltag spielen die Verfahren bisher jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Das große Ziel des ERC-Projekts LIVE (Laser-Based Infrared Vibrational Electric-Field Fingerprinting) unter Leitung von PD Dr. Ioachim Pupeza ist es, neuartige Lichtquellen sowie innovative IR-Technologien und Instrumente zu erforschen und zu entwickeln und Anwendungspotenziale für die diagnostische Analyse von biomedizinischen Proben zu erschließen. Mit dem Verfahren sollen sowohl die Durchsatzrate der Verfahren deutlich erhöht als auch die Zeit für eine einzelne Analyse verkürzt werden, was für das klinische Umfeld ein wichtiger Faktor ist. Pupeza und sein Team werden im Rahmen des Projektes mit dem Universitätsklinikum Jena, der Universität Wien und der Friedrich-Schiller-Universität Jena zusammenarbeiten.
Revolutionäre Werkzeuge für digitale Pathologie und Gewebediagnostik
Um bei der Tumordiagnostik gesundes Gewebe von krankem unterscheiden zu können, werden bei herkömmlichen Verfahren Gewebeproben eingefärbt und anschließend durch Pathologinnen und Pathologen begutachtet. Die Arbeitsschritte sind arbeitsintensiv und erfordern einen hohen Zeit- und Kostenaufwand. Ein schnelleres und schonenderes Verfahren wollen Forschende in dem vom ERC geförderten Projekt STAIN-IT erarbeiten. In dem Vorhaben erforscht und entwickelt PD Dr. Thomas Bocklitz, Leiter der Forschungsabteilung „Photonic Data Science“ am Leibniz-IPHT, gemeinsam mit seinem Team eine digitale Färbemethode. „Unser Ziel im Projekt STAIN-IT ist es, multimodale Bildtechniken auf nicht-invasive Weise zu nutzen. Dafür werden Bilddaten mit Hilfe von künstlicher Intelligenz analysiert, um immunhistochemische Färbungen zu imitieren,“ so Bocklitz. In dem transdisziplinären Projekt arbeiten die Forschenden des Leibniz-IPHT mit Kolleginnen und Kollegen der Universitätskliniken in Jena, Erlangen und Bayreuth zusammen.
Prof. Jürgen Popp zeigt sich erfreut über die Förderzusagen seitens des ERC: „Ich gratuliere Ioachim Pupeza und Thomas Bocklitz zu dieser Anerkennung ihrer Forschungsarbeit. Die Tatsache, dass gleich zwei unserer Mitarbeiter mit ihren Projektanträgen beim ERC erfolgreich waren, ist Beleg für die wissenschaftliche Exzellenz des Leibniz-IPHT.“
Der Europäische Forschungsrat fördert beide Forschungsvorhaben jeweils mit etwa zwei Millionen Euro für eine Projektdauer von 5 Jahren.