Schlussbericht zum Vorhaben: "Qualifizierung der Lichtblattmikroskopie sowie Konzepte für eine multimodale Korrelation" des Verbundprojekts: "Einfaches und schnelles Lichtblatt-Fluoreszenz-Mikroskopsystem zur tomographischen Erfassung von biologischen Proben für den klinischen Alltag in der Pathologie (3Dpatho)"

Abstract

Die mikroskopische Diagnostik in der Pathologie beschränkt sich derzeit auf die Beurteilung mikrometerdünner Gewebeschnitte, wodurch wichtige 3D-anatomische Einsichten verloren gehen. Das Projekt 3Dpatho zielte darauf ab, der Pathologie diese fehlenden 3D-Einblicke bei größeren Gewebeproben zu ermöglichen. Das Projekt wurde im Rahmen des Förderprogramms "Photonik Forschung Deutschland" in der Bekanntmachung "Photonische Systemlösungen für Medizin und Biotechnologie" durchgeführt. Ziel war die anwendungsorientierte Erforschung eines einfachen und robusten Lichtblattmikroskop-Gerätesystems, das auf die pathologische Nutzung ausgerichtet ist. Das System bildet ganze Gewebeblöcke mittels Lichtblatt-Fluoreszenz-Mikroskopie (LSFM) optisch in drei Dimensionen ab. Beteiligt waren die industriellen Partner Omicron-Laserage Laserprodukte GmbH, PCO AG, Marienfeld Superior GmbH & Co. KG, MoBiTec GmbH und TILL I.D. GmbH, sowie unsere Arbeitsgruppen — Prof. Dr. Wouters und Dr. Bunt — am Institut für Neuropathologie und die klinischen Partner, das Institut für Neuropathologie und das Institut für Pathologie, der Universitätsmedizin Göttingen (UMG). Um die LSFM-Technik direkt im Anschluss an das Projekt erfolgreich in der klinischen Praxis einführen zu können, wurde ein mit der routinemäßigen pathologischen Gewebediagnostik vereinbares Gesamtkonzept erarbeitet, das sowohl die Hardware-Seite des Gerätes als auch die verfahrens- und anwendungstechnische Seite der Probenpräparation und der Bilddarstellung integriert. Aufgabe dieses Vorhabens war es, die Voraussetzungen für die Einführung der Lichtblattmikroskopie in der pathologischen Routine zu schaffen und die klinische Anwendung zu validieren. Dafür haben wir (1) die Bildqualität untersucht und verbessert, (2) Konzepte für die digitale Darstellung diagnostisch relevanter optischer Signale erarbeitet und (3) die Kompatibilität der Gewebeaufbereitung mit der routinemäßigen diagnostischen Anwendung überprüft. Dies führte zu neuen multimodalen Bildgebungsansätzen und Darstellungsmöglichkeiten sowie maßgeschneiderten Lösungen für das Clearen und Färben von Gewebe. Zudem konnte die volle Kompatibilität unseres Gewebeclearingverfahrens mit der Routinediagnostik der Pathologie, einschließlich der Paraffinverarbeitung, sichergestellt werden. Zusammen mit Pathologen an der UMG und dem Städtischen Krankenhaus Karlsruhe wurde das LSFM-System in ausgewählten pathologischen Referenzanwendungen in der realen Einsatzumgebung validiert. Mit der Lichtblattmikroskopie soll eine schnellere und vollständigere histologische Aufarbeitung und Diagnostik zur Verfügung stehen. Darüber hinaus bietet sie dem Arzt erstmals Zugang zu dreidimensionaler Information in Patienten-Gewebeproben, was neue diagnostische und prognostische 3D-morphologische Parameter für eine genauere Klassifizierung und personalisierte Behandlung von Patienten eröffnet. Datei-Upload durch TIB