Projektbeschreibung
Bildgebung krankheitsassoziierter Enzymaktivität für bessere Frühdiagnostik
Magnetresonanztomografie (MRT) ist ein nichtinvasives diagnostisches Verfahren, das hochaufgelöste Bilder von Geweben und Organen erzeugt. Seit dem ersten Einsatz in der Humanmedizin vor mehr als vierzig Jahren hat die Magnetresonanztomografie die Diagnose und Überwachung von Krankheiten und Verletzungen entscheidend verbessert. 1991 kam dann die funktionelle Magnetresonanztomografie hinzu, die nach gleichem Prinzip funktioniert, aber indirekt Stoffwechselprozesse über Veränderungen der Durchblutung sichtbar machen kann, was in der biomedizinischen Forschung zu bemerkenswerten Entdeckungen führte. Nun will das Projekt PRIMOGAIA mittels Magnetresonanztomografieverfahren die Enzymaktivität in krankem Gewebe darstellen und messen. Enzyme wirken entscheidend am Zellstoffwechsel mit und sind damit aussagefähige Krankheitsbiomarker in Blutproben. Mit deren hochaufgelöster räumlicher Lokalisierung in Geweben soll nun die Erkennung und Überwachung von Krankheiten deutlich verbessert werden.
Ziel
PrimoGaia opens up a new pathway in Magnetic Resonance Imaging (MRI) by initiating the concept of in vivo “enzymatic imaging” for a better understanding of human physiology, early detection and prognosis of diseases, monitoring of therapeutic treatment. The main objective is to overcome current boundaries by making it possible to map and quantify the activity of an enzyme in a pathological tissue. It will be accomplished by building an MRI instrumentation operating at earth field in order to allow the use of 70MHz frequency for saturating the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) transition of Nitroxyl radicals. Enzyme activity is assessed by the use of suitable probes designed to generate the radical upon action of the enzyme of interest. Upon saturation of the radical EPR resonance, polarization is transferred to the protons of the water molecules (Overhauser MRI). The enhancement factor will be high (more than two orders of magnitude). The polarized water signal thus reports on the local concentration of the radicals that reflect the enzymatic activity. 3 lines of activity will be addressed to generate the radicals of interest, namely: i) using a radical-containing molecular precursor that, upon the action of specific enzyme, yields a radical whose absorption frequency is sufficiently different to be selectively irradiated; ii) the use of paramagnetic impurities on nanodiamond surfaces to increase the OMRI effect; iii) the use of radical precursors as “prodrugs” generating a signal only after their activation. The overall methodology will be much less expensive than the current clinical scanners and will allow distribution in developping countries. PrimoGaia brings together an interdisciplinary consortium of research teams from 4 academics: Aix-Marseille University, U Mons, U Torino (reagents), CNRS Bordeaux (EPR unit, sequences, biology); Fraunhofer (Physics) and 2 companies: “Stelar” (magnetic unit) and “Pure Devices” an innovative SME (MRI instrumentation).
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
75794 Paris
Frankreich