Die Abteilung Radiopharmazeutische und Chemische Biologie befasst sich mit der Entwicklung und radiopharmakologischen Charakterisierung neuer  Radiotracer und Radionuklid-basierter Therapeutika für die Strahlungsbasierte Theragnostik in der Onkologie. Die Radiotracer werden auf ihre Eignung zur funktionellen Bildgebung molekularer Wechselwirkungen mittels PET oder SPECT in vivo und als Ausgangverbindungen zur Entwicklung neuer Radiopharmaka für die nuklearmedizinische Diagnostik und Radionuklid-basierte zielgerichtete Therapie geprüft. Die sichere Zuordnung der erhaltenen pathobiochemischen/pathophysiologischen Information zur Morphologie/Anatomie des untersuchten Organismus in vivo erfolgt durch die Kombination verschiedener bildgebender Verfahren (Kleintier-PET, -SPECT, hochauflösende Kleintier-MRT/MRS, -CT und Optische Bildgebung). Schwerpunkt der Abteilung sind quantitative Kinetikuntersuchungen von Radiotracern zur funktionellen Charakterisierung von experimentellen soliden Tumoren und tumorassoziierten Prozessen. Untersuchungen zu ausgewählten Fragestellungen der Tumorbiochemie gestatten die Identifizierung von molekularen Targets für die Entwicklung neuer Radiotracer/Radiotherapeutika und liefern wichtige Beiträge zum grundlegenden Verständnis tumorrelevanter metabolischer Prozesse. Darüber hinaus werden geeignete Tracer zur bildgebenden Charakterisierung präkanzerogener und inflammatorischer Prozesse in vivo entwickelt und zur präklinischen Charakterisierung etablierter und neuer Krankheitsmodelle eingesetzt.

Forschungsthemen

• Organische und Radiochemie
• Tumorspezifische PET-Radiotracer
• Radiopharmakologie und Imaging
• Molekulare Mechanismen solider Tumore
• Biomaterialien und Imaging
• Neue Radiotracer für das Rezeptor-/Enzym-Targeting von soliden Tumoren und Metastasen
• Targetmoleküle für die Theragnostik maligner Tumoren, z.B. des Melanoms und des Phäochromozytoms
• Aufklärung des In-vivo-Verhaltens von polymeren Biomaterialien

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Our efforts focus on biochemistry, biology, imaging, and therapy of malignant solid tumors and metastases, with emphasis placed on melanoma and pheochromocytoma. The discovery and functional characterization of tumor-specific membrane and intracellular proteins, and subset parameters of tumor microenvironment in vitro and in vivo are objectives of several projects and collaborations. This topic implicates pre-clinical research intended to evaluate the theragnostic potential of recent discoveries in the basic mechanisms of both solid tumor pathogenesis and metastasis. Therefore, our research encompasses a broad spectrum of laboratory activities, directed on pharmacological characterization of novel radiolabeled and non-radioactive compounds for either diagnostic or therapeutic use in cell, organ and animal models to determine

a) biodistribution, kinetics, and metabolism of novel radiotracers,

b) pharmacodynamics of cognate candidate compounds for targeted radionuclide therapy, and

c) therapeutic potential of natural and synthetic compounds for application as adjuvant targeted radioprotective or radiosensitizing agents.

The resulting data including information obtained by multimodal small animal imaging techniques are used in elucidation of structure-activity relationships as well as providing a basis for assessing potential clinical utility. The best compounds identified in initial screening are subsequently examined in more sophisticated models that allow, under a variety of physiological conditions, direct evaluation of the relationship between compound action and specific aspects of both tissue pathobiochemistry and pathophysiology. For promising compounds identified in this manner, we have productive collaborative relationships with a number of investigators that allow for additional preclinical and clinical assessment of theragnostic performance.

Research Topics

• Organic and Radiochemistry
• Tumor-specific PET Radiotracers
• Radiopharmacology and Imaging
• Molecular Mechanisms in Solid Tumors
• Biomaterials and Imaging
• Receptor/enzyme targeting of solid tumors and metastases
• Target molecules for theragnostics of malignant cancers, e.g., melanoma and pheochromocytoma
• Multimodal imaging to understand the in vivo behavior of polymeric biomaterials