Projektbeschreibung
Deuterierung zur Verbesserung der Spezifität und Empfindlichkeit der Magnetresonanztomographie bei der Krebsdiagnostik
Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist die einzige etablierte Technologie für die molekulare Ganzkörperbildgebung, die in der Krebsdiagnostik und der Behandlungsauswertung weit verbreitet ist. Das PET-Verfahren ist jedoch teuer, erfordert ionisierende Strahlung und weist nur begrenzte Spezifizität für die krebsbedingte Glukoseaufnahme auf. Ziel des über den Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts GLUCO-SAN ist es, ein Konzept für eine bildgebende Kernspintomographie (MRT) des ganzen Körpers, zum Beispiel die Deuterium-Stoffwechsel-Bildgebung, auszuarbeiten und zu prüfen, um die Einschränkungen der aktuellen PET zu überwinden. Bei diesem Ansatz werden innovative MRT-Hardware, dynamische spektroskopische Datenabtastung und Deep-Learning-Algorithmen kombiniert, um eine neue Generation von Scannern für die Ganzkörperbildgebung zu schaffen, mit denen morphologische und molekulare Daten gleichzeitig erfasst werden können.
Ziel
The targeted scientific breakthrough of GLUCO-SCAN is the development and clinical evaluation of a disruptive whole-body molecular imaging concept for cancer assessment. The only currently established whole-body molecular imaging device is positron emission tomography (PET). Glucose (Glc)-sensitive PET is widely used in cancer diagnosis and treatment assessment, but has several major limitations: PET involves harmful ionizing radiation, is expensive, not widely available, and cannot differentiate between cancer-specific and normal cellular glucose uptake. These limitations prohibit an even more widespread use of PET, e.g. for screening. We propose a new Magnetic Resonance Imaging (MRI) concept, whole-body deuterium metabolic imaging (DMI) that will overcome these limitations.
Deuteration is a simple chemical procedure with which it is possible to artificially label a broad range of molecules with an equally broad range of potential applications, e.g. targeting Glc metabolism in cancer. After ingestion, this labeled Glc is metabolized in cells and the label is transferred to all metabolic products, which can be tracked by DMI.
Building on our recent preliminary results in Nature Biomed, we propose a combination of novel MRI hardware, dynamic spectroscopic data sampling, deep learning algorithms, and a clinical validation to answer the following three research questions in a 5-year project:
(i) Is DMI a viable alternative for whole-body cancer assessment?
(ii) How is DMI positioned compared to Glc-sensitive PET?
(iii) Can DMI be performed on widely available MRI systems and simultaneous with standard MRI?
GLUCO-SCAN will fill a gap in current medical imaging by offering an alternative for whole-body PET examinations and potentially even for screening of high risk populations. Ultimately, it will pave the way for a new generation of MR scanners with all-in-one whole-body imaging capability that would capture morphologic and molecular information simultaneously.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
1090 Wien
Österreich