Biologische Bildgebung

Vasilis Ntziachristos

Vasilis Ntziachristos studierte Elektrotechnik und Informatik and der Aristotle University in Thessaloniki, Griechenland, und erwarb seinen Master of Science und Doktortitel am Department of Bioengineering der University of Pennsylvania. Von 2000 bis 2007 war er Instructor, Assistant Professor und Director des Laboratory for Bio-Optics and Molecular Imaging an der Harvard University und am Massachusetts General Hospital. Im Jahr 2007 wurde er auf den Lehrstuhl für Biologische Bildgebung an der TUM und als Direktor des Institutes für biologische und medizinische Bildgebung am Helmholtz Zentrum München berufen. Er ist außerdem Director of Bioengineering des Helmholtz Pioneer Campus.

Forschungsschwerpunkte

Am Lehrstuhl für Biologische Bildgebung (Chair of Biological Imaging - CBI) an der Technischen Universität München (TUM) werden Bildgebungstechnologien für lebende Organismen entwickelt, die neuartige, vormals verborgene Prozesse und Krankheitsindikatoren sichtbar machen. Wir haben es uns zum Ziel gesetzt, diese Technologien in Laboren und Kliniken weltweit zu einem Standard zu machen. Das weite Anwendungsfeld dieser Technologie umfasst sowohl Grundlagenforschung, Medikamentenentwicklung, biologische Bildgebung als auch die klinische Translation für Diagnostik, personalisierte Medizin und die Überwachung von Therapien in Schlüsselbereichen wie etwa der Krebsforschung und Immunologie. Strategisch im TranslaTUM gelegen und mit dem Institut für biologische und medizinische Bildgebung am Helmholtz Zentrum München verknüpft, verbindet CBI fundamentale Forschung mit klinischen Anforderungen und dient als Bildungs- und Translationseinheit für bildgebende Technologien und Anwendungen. CBI vereint interdisziplinäre Fähigkeiten und schlägt eine Brücke zwischen Mathematik, Physik, Ingenieurwissenschaften, Chemie, Biologie und Medizin. Außerdem wird in Schlüsselbereiche investiert, wie zum Beispiel in die Entwicklung neuer Bildgebungsgeräte, -techniken und –verfahren, Bildrekonstruktionstechniken sowie von Verfahren zur Darstellung und Analyse von pathophysiologischen Krankheitsparametern im lebenden Organismus.

Ein Hauptaugenmerk der Forschung liegt auf der Entwicklung multispektraler optoakustischer Tomografie (MSOT), einem optischen Bildgebungsverfahren, das die bio-optische Bildgebung revolutioniert. MSOT erweitert die fundamentalen Grenzen optischer Bildgebung, insbesondere die Auflösung und die Eindringtiefe. Dank der Förderung durch ERC Awards, EU, DFG, BMBF und weitere Geldgeber ermöglicht MSOT heutzutage skalenübergreifend im mikroskopischen, mesoskopischen und makroskopischen Bereich vormals Unmögliches und findet auch in Systemen für die Humanbildgebung Anwendung. Eine besondere Bedeutung wird auch der Entwicklung der Bildgebung mit multiplen Wellenlängen und der Spektralanalyse beigemessen, um neue, einzigarte pathophysiologische Eigenschaften von Krankheiten zu identifizieren. Dazu werden Sauerstoffanreicherung, Angiogenese, Entzündungen und Stoffwechsel ohne die Zugabe von Biomarkern visualisiert.
Ein weiterer Fokus liegt auf neuartigen transgenen Technologien für optoakustische Reportergene, die biologische Entdeckungen mit funktionellen Informationen verbinden.

Außerdem wird am CBI die molekulare Floureszenzbildgebung erforscht und vorangetrieben, welche zielgerichtete Interventionen bei Operationen und Endoskopien ermöglicht. Bereits im Jahr 2011 erreichten wir die erste klinische Tranlsation von Fluoreszenzmitteln, die spezifisch bei Ovarialkrebsoperationen zum Einsatz kommen. Nun entwickeln wir weitere klinische Fluoreszenzstoffe, um diese Technologie auch für andere Operationen und Endoskopie einsatzfähig zu machen.

Wichtige Auszeichnungen

  • Chaire d'excellence internationale Blaise Pascal by the Région Île-de-France (2019)
  • Gold Medal Award from the World Molecular Imaging Society (2015)
  • Advanced Investigator Award from the European Research Council (2015)
  • German Innovation Prize for MSOT technology (2014)
  • Gottfried Wilhelm Leibniz Prize from the German Research Foundation, DFG (2013)
  • Erwin Schrödinger Prize from the Helmholtz Association, Germany (2011)
  • Heinz Maier-Leibnitz Medal from the Technical University of Munich (2009)
  • Advanced Investigator Award from the European Research Council (2008)

Ausgewählte Publikationen

  • Tzoumas S, Nunes A, Olefi r I, Stangl S, Symvoulidis P, Glasl S, Bayer C, Multhoff G & Ntziachristos V, Eigenspectra optoacoustic tomography achieves quantitative blood oxygenation imaging deep in tissues, Nature Communications 7:12121 (2016).
  • Taruttis A & Ntziachristos V, Advances in real-time multispectral optoacoustic imaging and its applications, Nature Photonics 9:219–227 (2015).
  • Stritzker J, Kirscher L, Scadeng M, Deliolanis NC, Morscher S, Symvoulidis P, Schaefer K, Zhang Q, Buckel L, Hess M, Donat U, Bradley WG, Ntziachristos V, Szalay AA, Vaccinia virus-mediated melanin production allows MR and optoacoustic deep tissue imaging and laser-induced thermotherapy of cancer, PNAS 110 (9):3316–3320 (2013).
  •  Ale A, Ermolayev V, Herzog E, Cohrs C, de Angelis MH, Ntziachristos V, FMT-XCT: in vivo animal studies with hybrid fl uorescence molecular tomography-X-ray computed tomography Nature Methods, 9(6):615–620 (2012).
  • van Dam GM, Themelis G, Crane LMA, Harlaar N, De Jong JS, Arts HJG, Bart J, Low P, Ntziachristos V, Intraoperative tumor-specifi c fl uorescence imaging in ovarian cancer by folate receptor- targeting: fi rst in-human results, Nature Medicine 17, 1315–1319 (2011).