Berlin – Wissenschaftler*innen des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben ein automatisierbares Verfahren entwickelt, mit dem dreidimensionale Gewebepräparate histologisch untersucht werden können. Ihre Idee könnte die mikroskopischen Gewebeuntersuchungen revolutionieren und Pathologen entlasten. Für ihr Projekt „3D-HistoPATH“ haben die drei Gründer beim „EXIST Forschungstransfer“ Förderprogramm des Bundeswirtschaftsministeriums nun eine Förderung in Höhe von über einer Million Euro gewonnen. Damit können sie in den nächsten zwei Jahren ihren wissenschaftlichen Prototypen zu einer End-to-End-Histologie Plattform weiter entwickeln.
Dr. Dr. René Hägerling erforscht eigentlich Blut- und Lymphgefäße. „Mich interessiert, wie sie wachsen, wie sie sich verzweigen, welche Rolle sie bei verschiedenen Krankheiten spielen“, erklärt der Arzt und Chemiker, der am BIH Center for Regenerative Therapies forscht. „Und weil Blutgefäße im Körper in alle Richtungen wachsen, war ich zunehmend unzufrieden mit den zweidimensionalen Mikroskopiebildern. Daraus hat sich dann mit der Zeit das Projekt 3D-HistoPATH entwickelt.“
Gesamtes Gewebe auswerten
Gegenwärtig werden klinische Gewebeproben, etwa aus einem Tumor oder einem verdächtigen Lymphknoten eines Krebspatienten, in feine Scheibchen geschnitten, mit Antikörpern gegen bestimmte Marker angefärbt und unter dem Mikroskop in der Pathologie ausgewertet. „Der Pathologe kann sich maximal fünf Schnitte pro Biopsie anschauen, wenn er darin dann keine Tumorzellen findet, heißt das noch lange nicht, dass keine da sind“, bedauert Hägerling. „Wir wollten daher eine Möglichkeit schaffen, mit der man das gesamte Material auswerten kann.“
Hägerling und seine beiden Kollegen Dr. Fabian Mohr und Dr. Nils Hansmeier vom Institut für Medizinische Genetik und Humangenetik der Charité waren begeistert von den Möglichkeiten der Computertomographie, bei der Gewebe optisch in viele tausende Scheiben „geschnitten“, analysiert und anschließend wieder per Rechenleistung dreidimensional zusammengesetzt wird. „Wir haben überlegt, dass das bei der so genannten Lichtblattmikroskopie, bei der kein Lichtstrahl, sondern eine ganze Lichtebene das Gewebe durchleuchtet, für eine solch dreidimensionale Analyse geeignet sein müsste“, berichtet René Hägerling.
Vollautomatischer Workflow
Unterstützt durch das Berliner Startup Stipendium sowie den Digital Health Accelerator des BIH entwickelten die Kollegen daraufhin einen „Workflow“, der von der Probenvorbereitung über die Mikroskopie und Bildanalyse bis hin zur Diagnosestellung vollautomatisch abläuft. Für die Anfärbung nutzten sie dabei so genannte Nanobodies, besonders kleine Antikörper, die mit fluoreszierenden Farbstoffen gekoppelt werden und aufgrund ihrer geringen Größe leicht das Gewebe durchdringen können. „Wir können unsere Bildanalysen sogar mit molekulargenetischen Methoden kombinieren“, ist Kollege Mohr begeistert. „Das spielt mittlerweile bei immer mehr Tumorarten eine wichtige Rolle, um die geeignete Therapie zu finden.“
Ziel des zukünftigen Unternehmens soll es sein, Service bei klinischen Studien zu bieten, wo oft viele hundert Proben anfallen, die relativ schnell ausgewertet werden müssen. Der Workflow soll aber auch in die tägliche Routine von pathologischen Labors integriert werden können. „Wir machen damit die Pathologen ganz bestimmt nicht arbeitslos, denn die müssen am Ende immer noch die endgültige Diagnose fällen und eine Therapieempfehlung aussprechen“, erklärt René Hägerling. „Aber bei immer mehr älteren Menschen wird es leider auch immer mehr klinische Anforderungen geben, die mit immer besseren Möglichkeiten analysiert werden können. Dabei wollen wir helfen.“