Weiterentwicklung der Röntgenfluoreszenz-MethodeProf. Dr. Florian Grüner bekommt den Innovationspreis für Synchrotronstrahlung

27. Juni 2023, von Newsroom-Redaktion

Foto: Michael Setzpfandt

v. l.: Prof. Dr. Mathias Richter, Vorsitzender des Freundeskreis HZB, Prof. Dr. Florian Grüner und Laudator Dr. Arik Willner, CTO DESY

Florian Grüner hat den renommierten Innovationspreis für Synchrotronstrahlung 2022/2023 erhalten, der jährlich vom Verein „Freunde des Helmholtz-Zentrums Berlin“ (HZB) verliehen wird. Ausgezeichnet wurde er für seine bahnbrechenden Arbeiten zur Nachverfolgung von Molekülen in Biomaterialien und lebenden Organismen mithilfe von Röntgenfluoreszenz. Der Preis würdigt seinen herausragenden Beitrag auf diesem Gebiet und unterstreicht das transformative Potenzial seiner Arbeit für die medizinische Bildgebung.

Florian Grüner, der Professor an der Universität Hamburg und am Center for Free-Electron Laser Science (CFEL), einer Kooperation von DESY, der Universität Hamburg und der Max-Planck-Gesellschaft ist, erhält den Preis für seine Leistungen zur Weiterentwicklung des in-situ- und in-vivo-Trackings mittels der sogenannten Röntgenfluoreszenz-Bildgebung (X-ray Fluorescence Imaging, XFI). Seine Pionierarbeit bereitet den Weg für die präzise Verfolgung von Immunzellen, Biomolekülen wie etwa Wirkstoffe, aber auch Antikörpern und Arzneimittelträgern, um deren Verteilung in lebenden Organismen in Echtzeit zu messen, und die so unschätzbare Erkenntnisse für die medizinische Forschung liefern kann.

Der entscheidende Durchbruch, der Florian Grüner und seinem Team gelungen ist, liegt in der Weiterentwicklung einer synchrotronbasierten Methode mit der sich präzise kleinste Tumore nachweisen lassen oder die Verteilung von Medikamenten in lebenden Organismen beobachtet werden kann. Dieser neue Ansatz birgt ein großes Potenzial für die pharmazeutische Forschung, die Entwicklung von Medikamenten bis hin zur Untersuchung biologischer Auswirkungen von Umweltverschmutzung durch Mikro- und Nanoplastik. Darüber hinaus verspricht die Methode, die Zahl der in vorklinischen Versuchen benötigten Tiere erheblich zu reduzieren, da sie ein nicht-invasives Verfahren ist, mit dem ein Organismus über zahlreiche Zeitpunkte hinweg vermessen werden kann. 

Röntgenfluoreszenz-Messungen werden weltweit an Synchrotronstrahlungsquellen durchgeführt, für den nicht-invasiven Nachweis kleiner Mengen von Elementen in dickeren Proben konnte die Methode bisher nicht eingesetzt werden. Florian Grüner und sein Team haben diese Einschränkungen nun überwunden, sodass sich die Methode für die Untersuchung der Verteilung verschiedener Elemente in-situ und in-vivo in Organismen in diesen Proben eignet. Die nachzuverfolgenden Entitäten müssen dazu mit geeigneten Elementen, wie z.B. Jodatomen, markiert werden.

Die Pilotstudie wurde an DESYs Synchrotronstrahlungsquelle PETRA III in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) durchgeführt.  Der Vorschlag für die Nominierung von Florian Grüner für den Preis kam von Prof. Dr. Helmut Dosch, dem Vorsitzenden des DESY-Direktoriums.