TIRAMISU

  • Project title: Time-Resolved Raman and Metabolic Imaging Spectroscopy – Studies for the Detection, Identification, and Treatment Monitoring of Microbial Activity in Chronic Inflammation and Carcinogenesis
  • Funding organisation: Federal Ministry for Research, Technology and Space (BMFTR)
  • Funding period: 01.08.2021 until 31.07.2024
  • Partners:
    • Omicron-Laserage Laserprodukte GmbH, Rodgau
    • Photonscore GmbH, Magdeburg
    • Otto-von-Guericke-University Magdeburg
    • Leibniz Institute for Neurobiology (LIN), Magdeburg
    • University Hospital Magdeburg
    • MedFact Engineering GmbH, Lörrach
    • Karl Storz SE & Co. KG (associated), Tuttlingen
    • Localisation: Life Sciences
  • Contact person: Dr. Johannes Mund, Email: 

 

As part of the collaborative project TIRAMISU, involving Otto-von-Guericke-University Magdeburg and the Research Campus STIMULATE, an innovative, non-invasive endoscopic method for the early detection of head and neck tumors is being developed. The project's goal is to research, develop, and evaluate an endoscopic technique based on the analysis of metabolic changes and molecular-specific "fingerprints" in the oral, throat, and pharyngeal regions. A laboratory model of an ultra-sensitive, time-resolved camera system will be constructed and integrated with an optical setup using ultrafast pulsed lasers. This system will allow for the simultaneous capture of molecular groups across different spectral ranges and their analysis using a spectrometer installed in front of the camera. The novel approach, TIME RESOLVED RAMAN (TIRA), separates instantaneous molecular vibrations from the overlapping fluorescence and evaluates them with enhanced contrast.

Head and neck tumors are among the most common malignant tumors in Germany, with over 18,000 new cases annually and a mortality rate of approximately 50-60%. The role of microorganisms in the oral cavity and pharynx in the development of precancerous conditions and tumors is being intensively researched, as the composition of the oral microbiome could serve as a biomarker for the early diagnosis of malignant tumors. In user studies, the new method will be used to investigate characteristic signatures and the temporal progression of microbial infections using three-dimensional tissue models endoscopically. The industry partners will conduct these studies, and after the project's completion, further development of the method for routine clinical use is planned.

 

Further information about the project can be found here.

  • Projekttitel: Time resolved Raman- und Metabolic Imaging Spektroskopie- Untersuchungen zur Detektion, Identifikation und Behandlungskontrolle mikrobieller Aktivität bei chronischer Inflammation und Kanzerogenese
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt  (BMFTR)
  • Projektlaufzeit: 01.08.2021 - 31.07.2024
  • Partner:
    • Omicron-Laserage Laserprodukte GmbH Rodgau
    • Photonscore GmbH Magdeburg
    • Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg 
    • Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg
    • Universitätsklinikum Magdeburg
    • MedFact Engineering GmbH Lörrach
    • Karl Storz SE & Co. KG (assoziiert) Tuttlingen
  • Verortung: Lebenswissenschaften
  • Ansprechperson: Dr.Johannes Mund, E-Mail: , Tel: +49 211 6214-501

 

Im Rahmen des Verbundprojekts TIRAMISU, an dem die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und der Forschungscampus STIMULATE beteiligt sind, wird ein innovatives, nicht-invasives endoskopisches Verfahren zur Früherkennung von Kopf-Hals-Tumoren entwickelt. Das Ziel des Projekts ist die Erforschung, Entwicklung und Evaluation eines endoskopischen Verfahrens, das auf der Analyse von Stoffwechselveränderungen und molekülspezifischen „Fingerabdrücken“ im Mund-, Hals- und Rachenraum basiert. Hierzu wird ein Labormuster eines ultraempfindlichen, zeitauflösenden Kamerasystems aufgebaut, das an einem optischen Setup mit Ultrakurzpulslasern integriert wird. Dieses System ermöglicht es, Molekülgruppen aus verschiedenen Spektralbereichen gleichzeitig aufzunehmen und mittels eines vor der Kamera installierten Spektrometers zu analysieren. Der neuartige Ansatz TIME RESOLVED RAMAN (TIRA) trennt instantane Molekülschwingungen von der überlagernden Fluoreszenz und wertet diese kontrastverbessert aus.

Kopf-Hals-Tumore gehören zu den häufigsten bösartigen Tumoren in Deutschland, mit über 18.000 Neuerkrankungen jährlich und einer Sterberate von etwa 50-60%. Die Rolle von Mikroorganismen im Mund-Rachen-Raum bei der Entstehung von Präkanzerosen und Tumoren wird intensiv erforscht, da die Zusammensetzung des oralen Mikrobioms als Biomarker für die frühzeitige Diagnose bösartiger Tumore dienen könnte. In Anwenderstudien wird die neue Methode verwendet, um charakteristische Signaturen und den zeitlichen Verlauf mikrobieller Infektionen anhand von dreidimensionalen Gewebemodellen endoskopisch zu untersuchen. Die Industriepartner sind für die Durchführung dieser Studien verantwortlich, und nach Projektabschluss ist eine Weiterentwicklung der Methode für den Routine-Einsatz in der Klinik geplant.

 

Weitere Informationen zum Projekt können hier erhalten werden.