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Translationale Molekulare Bildgebung

AG Alves

Leiterin der Arbeitsgruppe Translationale Molekulare Bildgebung

Prof. Dr. med. Frauke Alves

Prof. Dr. med. Frauke Alves

Kontaktinformationen

  • •    2020/ 2021 Präsidentin der European Society for Molecular Imaging (ESMI), since 2024 Honorary Member of the ESMI
    •    Associated Investigator im Exzellenzcluster Multiscale Bioimaging (MBExC) der Georg-August-Universität Göttingen

Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe ist an der UMG zusätzlich noch an der Klinik für Hämatologie und Medizinische Onkologie (haematologie-onkologie.umg.eu/de/forschung/arbeitsgruppen/ag-alves/), sowie am Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Wissenschaften (https://www.mpinat.mpg.de/de/alves) angesiedelt. 

Schwerpunkte sind die Evaluierung und Optimierung von neuen diagnostischen Verfahren und innovativen Therapiekonzepten in der Onkologie. 

Diagnostik: „Innovative hochauflösende mikroskopische Verfahren“ an Gewebebiopsien und „bildgestützte chirurgische Verfahren“ dienen der Verbesserung von Diagnose u.a. der genaueren Klassifizierung von Tumorerkrankungen. 

Multimodale skalenübergreifende optische (Konfokale-, Multiphotonen- und Lichtblattmikroskopie) und Röntgenstrahlungs-basierte bildgebende Verfahren (Synchrotron) werden zur Identifizierung neuer Imaging Biomarker zur Charakterisierung von Tumoren und degenerativen Muskelerkrankungen und damit zur Unterstützung von personalisierten Behandlungsstrategien verwendet. 

Therapie:„Nanopartikelbasierte therapeutische Strategien“ wie Nanocarrier für Chemotherapeutika oder Nanovakzine werden in krankheitsrelevanten Organoiden und Mausmodellen, bspw. für Brust- Pankreas-, Kolon- und Lungentumore sowie für Entzündungs-, und Stoffwechselerkrankungen in Verbindung mit nicht-invasiven optischen und Röntgenstrahlungs-basierten bildgebenden Verfahren auf ihre Wirksamkeit evaluiert.

Neben verschiedenen röntgenbasierten Bildgebungsverfahren, die krankheitsbedingte Strukturveränderungen im Organismus in vivo über die Zeit darstellen, kommt die optische Bildgebung zur Visualisierung biologischer Prozesse sowie zur Nachverfolgung von mit Wirkstoffen beladenen Nanopartikeln in vivo zum Einsatz. Hochauflösende mikroskopische Verfahren lokalisieren die Nanopartikel im Gewebe und in der Zelle. 

Klinische Anwendung

Ein besonderer Fokus der AG Alves liegt in der Translation der präklinischen Ergebnisse in die klinische Anwendung. Dieses wird durch das interdisziplinäre Arbeitsumfeld und die enge Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für multidisziplinäre Naturwissenschaften (MPI-NAT) und den klinischen Abteilungen an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) als auch international durch die Teilnahme an verschiedenen EU-Projekten und nationalen Verbundprojekten realisiert.

Kooperationen bestehen mit klinischen Abteilungen an der Universitätsmedizin Göttingen, den Instituten am Göttinger Campus (Institut für Röntgenphysik- Prof. T. Salditt, DPZ- Prof. R. Hinkel, Prof. S. Boretius, GWDG- Prof. R. Yahyapour, Prof. P. Wieder GWDG), und der Industrie (Sartorius, Miltenyi, NanoPET Pharma, Roche Pharma) als auch international durch die Teilnahme an verschiedenen EU Projekten (Prof. L. Bonacina, Genf; Prof. P. van der Veken, Antwerpen; Prof. E. Mc.Cormack, Bergen; Prof. A. Arcangeli, Florenz; Prof. S. Hernot, VUB, Brüssel; Prof. P. Vanden Berghe, Leuven; Prof. F. Denat, Bourgogne; Prof. K. Rouger, Nantes; Prof. I. Zaharakis, Crete; Prof. A. Ferlini, Ferrara; Prof. L. Goodman, Dublin; Prof. S. Rogally, Stanford, USA; Prof. S. Gloeggler, UT Southwestern, Dallas, Texas) und nationalen Verbundprojekten (Prof. C. Feldmann, KIT Karlsruhe; Prof. S. Kossatz, TUM München; Prof. P. Beckhove, LIT, Regensburg; Prof. A. Walter, Hochschule Aalen; Prof. P. Horvath, Helmholtz München; Prof. F. Knieling, Erlangen; Prof. P. Loskill, Tübingen; Dr. Oliver Klein, Charite, Berlin, und Prof. A. Schwerk, International University of Applied Sciences, Berlin). 

Aktuelle Drittmittel

UMG

  • EU: Partner in EIC Pathfinder 2021: Colouring the Dark in Fluorescence (Light CoDaFlight), ID 101047263 (http://www.codaflight.eu/)
  • Koordinatorin: Deutsche Krebshilfe, Translationale Onkologie (CANACO) Krebsspezifische Multidrug Nanocarrier für Therapie und Bildgebung des kolorektalen Karzinoms
  • Koordinatorin: EU Transcan-3 JTC2023 (PaCaNano) Development of a pancreatic cancer drug-nanocarrier system selectively targeting tumour cells and tumour stroma to overcome treatment failure (https://transcan.eu/output-results/funded-projects/pacanano.kl)

UMG/ MPI-NAT

  • Agile Bio-inspirierte Architekturen (ABA), MWK Niedersachsen, Imaging Biomarker zur Stratifizierung von Kolonkarzinomen, ZN3822

MPI-NAT

  • EU H2020-JTI-IMI2-2020-23: Screen4care “Screen4care Ecosystem for rare NMDs”, ID 101034427-1 www.screen4care.eu
  • H2020-ICT-36-2020: Disruptive photonics technologies. FairCharm „Fast Infrared Coherent Harmonic Microscopy“, ID 101016457, www.unige.ch/faircharm/

Mitglieder

Foto: Swen Pförtner, Irene Boettcher-Gajewski, MPI-NAT

Sitzend von links nach rechts: Dr. Nathalia Ferreira, Dr. Andrea Markus, Dr. Riccardo Scodellaro, Prof. Dr. Frauke Alves, Prof. Dr. Christian Dullin, Dr. Catarina Lobo 
Stehend von links nach rechts: Dr. Md Motiur Rahman Sagar, Paulina Chojnacka, Sarah Garbode, Stefan Lesemann, Bärbel Heidrich, Arne Herfert, Wiebke Timner, Silas Hoffmann, Alisha Di Carmine, Dana Marie Plohnke, Dr. Dolma Choezom, Regine Kruse 

Wissenschaftliche Mitarbeiter*innen

PhD Student*innen

Technische Mitarbeiter*innen

Ausgewählte Publikationen

  • Choezom D, Notter S, Griebl T, Ferreira N, Gruetz J, Kulkarni A, Schröter M, Lukinavicius G, Möbius W, ConradiL.-C, Feldmann C, Alves F (2026). Macropinocytic Uptake and pH-Responsive Endolysosomal Processing Drive Sustained Chemotherapeutic Efficacy of High-Load Core@Shell Nanocarriers in Colorectal Cancer. Small Science 6 (1): e202500470
  • Ferreira N, Agorku D, Rosa A, Roosz J, Christ L, Anderle N, Kulkarni A, Hussein A, Sayedipur SS, Luna OF, Legler T, Ströbel P, Albericio F, F Cruz L, Beckhove P, Loskill P, Alves F, Markus MA, Ramos-Gomez F (2026). Advanced Human Immune Cell-Organoid Co-Cultures for Functional Testing of Cancer Nanovaccines. Advanced Science, 13: e15199
  • Scodellaro R, Kulkarni A, Alves F, Schröter M (2025). Training convolutional neural networks with the Forward–Forward Algorithm. Sci Rep 15, 38461. doi.org/10.1038/s41598-025-26235-2Ferreira N, Alves F, Markus A (2025). Organoid-Immune Cell Co-culture for Stable Live Imaging. In: Methods in Molecular Biology. Springer, New York, NY. doi.org/10.1007/7651_2025_627.
  • Ferrari DP, Çobanoglu Ö, Sayedipour S, Luna O, Ferkel SAM, Agorku D, Perez Y, Cruz LJ, Albericio F, Trottein F, Alves F, Markus MA, Ramos-Gomes F (2025). Anti-Tumor Efficacy of a Mesothelin-Based Nanovaccine in a KPC Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer. Vaccines (Basel) 13(3):314. PMID: 40266223.
  • Sagar MMR, D'Amico L, Longo E, Persson IM, Deyhle R Jr, Tromba G, Bayat S, Alves F, Dullin C (2025). Air artifact suppression in phase contrast micro-CT using conditional generative adversarial networks. J Synchrotron Radiat. 32(Pt 3):678-689. PMID: 40138215
  • Scodellaro R, Zschüntzsch J, Hell AK, Alves F (2025). A first explainable-AI-based workflow integrating forward-forward and backpropagation-trained networks of label-free multiphoton microscopy images to assess human biopsies of rare neuromuscular disease. Comput Methods Programs Biomed. 265:108733. PMID: 40154003
  • Albers J, Markus A, Svetlove A, Kraupner A, Briel A, Alves F, Dullin C (2025). Barium nanoparticles enhance efficacy of external beam radiation therapy in a preclinical basal-like mammary cancer mouse model. Sci Rep 15:19090. https://doi.org/10.1038/s41598-025-02560-4
  • Ferreira N, Kulkarni A, Agorku D, Midelashvili T, Hardt O, Legler TJ, Ströbel P, Conradi L-C, Alves F, Ramos Gomes F, Markus MA (2025). OrganoIDNet: a deep learning tool for identification of therapeutic effects in PDAC organoid-PBMC co-cultures from time-resolved imaging data. Cell Oncol. 48:101–122. doi:10.1007/s13402-024-00958-2
  • Kulkarni A, Ferreira N, Scodellaro R, Choezom D, Alves F (2024). A Curated Cell Life Imaging Dataset of Immune-enriched Pancreatic Cancer Organoids with Pre-trained AI Models. Sci. Data 11:820. doi:10.1038/s41597-024-03631-3
  • Notter S, Choezom D, Griebel T, Ramos Gomes F, Möbius W, De Oliveira T, Conradi L-C, Alves F, Feldmann C (2024). High-Load Core@Shell Nanocarriers with Irinotecan and 5-Fluorouracil for Combination Chemotherapy in Colorectal Cancer. Small science 4:2400196. doi:10.1002/smsc.202400196
  • Rudolph D, Ischyropoulou M, Pfeifer J, Napp J, Schepers U, Alves F, Feldmann C (2024). Cocktail of lipophilic and hydrophilic chemotherapeutics in high-load core@shell nanocarriers to treat pancreatic tumours. Nanoscale Adv. 6:973–984. doi:10.1039/d3na00720k
  • Sabljo K, Ischyropoulou M, Napp J, Alves F, Feldmann C (2024). High-load nanoparticles with a chemotherapeutic SN-38/FdUMP drug cocktail. Nanoscale 16:14853–14860. doi:10.1039/D4NR01403K
  • Sagar MMR, Svetlove A, D’Amico L, Pinkert-Leetsch D, Missbach-Guentner J, Longo E, Tromba G, Bohnenberger H, Alves F, Dullin C (2024). Optical clearing: an alternative sample preparation method for propagation based phase contrast μCT. Frontiers in Physics 12:1433895. doi:10.3389/fphy.2024.1433895
  • Ferrari DP, Ramos Gomes F, Alves F, Markus MA (2024). KPC-luciferase-expressing cells elicit an anti-tumor immune response in a mouse model of pancreatic cancer. Sci. Rep. 14:13602. doi:10.1038/s41598-024-64053-0
  • Arora B, Kulkarni A, Markus MA, Ramos Gomes F, Bohnenberger H, Ströbel P, Alves F, Klein O (2024). MALDI imaging combined with two-photon microscopy reveals local differences in the heterogeneity of colorectal cancer. npj Imaging 2:35.
  • Arora B, Kulkarni A, Markus MA. Ströbel P, Bohnenberger H, Alves F, Ramos Gomes F (2024). Label-free quantification of imaging features in the extracellular matrix of left and right-sided colon cancer tissues. Sci Rep 14, 7510. PMID: 38553551
  • Rudolph D, Ischyropoulou M, Pfeifer J, Napp J, Schepers U, Alves F, Feldmann C (2024). Cocktail of lipophilic and hydrophilic chemotherapeutics in high-load core@shell nanocarriers to treat pancreatic tumours. Nanoscale Adv. 6, 973-984. PMID: 38298597
  • Ischyropoulou M, Sabljo K, Schneider L, Niemeyer CM, Napp J, Feldmann C, Alves F (2023). High-load gemcitabine inorganic-organic hybrid nanoparticles as an image-guided tumor-selective drug-delivery system to treat pancreatic cancer, Adv Mater 35(46):e2305151. PMID: 37587542
  • Khan A, Markus MA, Svetlove A, Hülsmann S, Alves F, Dullin C (2023). Longitudinal x-ray based lung function measurement for monitoring Nintedanib treatment response in a mouse model of lung fibrosis. Scientific Reports 13(1):18637. PMID: 37903864
  • Markus MA, Ferrari DP, Alves F, Ramos-Gomes F (2023). Effect of tissue fixation on the optical properties of structural components assessed by non-linear microscopy imaging Biomedical Optics Express 14(8):3988-4002. PMID: 37799688
  • Pinkert-Leetsch D, Frohn J, Ströbel P, Alves F, Salditt T (2023). Three-dimensional analysis of human pancreatic cancer specimens by phase-contrast based X-ray tomography–the next dimension of diagnosis. Cancer Imaging 23(1):43. PMID: 37131262
  • Pantelaiou-Prokaki G, Reinhardt O, Georges NS, Agorku DJ, Hardt O, Prokakis E, Mieczkowska IK, Deppert W, Wegwitz F, Alves F (2023). Basal-like mammary carcinomas stimulate cancer stem cell properties through AXL-signaling to induce chemotherapy resistance. Int J Cancer 152:1916-32. PMID: 36637144
  • Pinkert‐Leetsch D, Rost JU, Schmiedeknecht MUH, Stadelmann C, Alves F, Missbach-Guentner J (2022). The murine male reproductive organ at a glance: Three‐dimensional insights and virtual histology using label‐free light sheet microcopy Andrology 10(8):1660-1672. PMID: 36082398
  • Ramos-Gomes F, Ferreira N, Alves F, Markus MA (2022). An alternative technique for monitoring the live interaction of monocytes and tumor cells with nanoparticles in the mouse lung. Bioprotoc 12:e4293. PMID: 35127983
  • Svetlove A, Albers J, Hülsmann S, Markus MA, Zschüntzsch J, Alves F, Dullin C (2022). Non-Invasive Optical Motion Tracking Allows Monitoring of Respiratory Dynamics in Dystrophin-Deficient Mice. Cells 11(5):918. PMID: 35269540
  • Ritschel C, Napp J, Alves F, Feldmann C (2022). Monitoring nanoparticle dissolution via fluorescence-colour shift. Nanoscale 14(43):16249-16255. PMID: 36285794

  • Sabljo K, Napp J, Alves F, Feldmann C (2022). pH-Dependent fluorescence of [La (OH) 2]+[ARS]− hybrid nanoparticles for intracellular pH-sensing. Chemical Communications 58(67):9417-9420. PMID: 35916280

     

Weitere Publikationen

Zugehörige Arbeitsgruppen

Experimentelle Bildgebung

Prof. Dr. Christian Dullin

Zur Arbeitsgruppe

Funktionale Bildgebung der Tumorheterogenität

Dr. Jeanine Missbach-Güntner

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PD Dr. Joanna Napp

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