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Konventionelle chromophortragende Proteine

„Optoakustische Marker erfordern ein starkes Signal im nahen Infrarotbereich, um eine Detektion unter den starken Signalen des Gewebes zu ermöglichen. Für Situationen, in denen keine Konzepte wie photoschaltbare Proteine (siehe oben) verwendet werden können, screenen und entwickeln wir Proteine, die mehrere im nahen Infrarot absorbierende Chromophore akkumulieren, um ein starkes Signal in diesem Bereich des Spektrums zu erzeugen. Wir sind hauptsächlich an Phycobiliproteinen interessiert, da sie hoch oligomere Komplexe bilden können, die zahlreiche Chromophore beherbergen. Darüber hinaus verfolgen wir auch andere einzigartige Ansätze, um Kontrast für die optoakustische Bildgebung zu schaffen, wie biokompatible Melanin-Analoga, intrazelluläre Melaninproduktion und Bakterien, die Bakteriochlorophyll enthalten. Mit solchen Strategien könnten wir beispielsweise die Visualisierung und funktionelle Analyse von Makrophagen und Krebszellen erreichen.

Phycobiliprotein-based

Weiterführende Literatur

  1. Weidenfeld I, Zakian C, Duewell P, Chmyrov A, Klemm U, Aguirre J, Ntziachristos V, Stiel AC. Homogentisic acid-derived pigment as a biocompatible label for optoacoustic imaging of macrophages. Nature Commun. 2019. 10(1):5056.
  1. Fuenzalida Werner JP, Mishra K, Huang Y, Vetschera P, Glasl S, Chmyrov A, Richter K, Ntziachristos V, Stiel AC. Structure-Based Mutagenesis of Phycobiliprotein smURFP for Optoacoustic Imaging. ACS Chem Biol. 2019. 14(9):1896-1903.
  1. Peters L, Weidenfeld I, Klemm U, Loeschcke A, Weihmann R, Jaeger KE, Drepper T, Ntziachristos V, Stiel AC. Phototrophic purple bacteria as optoacoustic in vivo reporters of macrophage activity. Nature Commun. 2019. 10(1):1191.
  1. Fuenzalida-Werner JP, Janowski R, Mishra K, Weidenfeld I, Niessing D, Ntziachristos V, Stiel AC. Crystal structure of a biliverdin-bound phycobiliprotein: Interdependence of oligomerization and chromophorylation. J Struct Biol. 2018. 204(3):519-522.
  1. Yun M, You SH, Nguyen VH, Prakash J, Glasl S, Gujrati V, Choy HE, Stiel AC, Min JJ, Ntziachristos V. Reporter gene-based optoacoustic imaging of E. coli targeted colon cancer in vivo. Sci. Rep. 2021. 24;11(1):24430