Bessere Krebsdiagnose dank digitalen 3D-Bildern

Es begann alles mit einer harmlosen Frage zu Beginn der Doktorarbeit von Francesca Catto: Wäre es nicht schön, wenn man Gewebeproben einfärben und als 3D-​Bild digital darstellen könnte? Denn in der Histologie wird seit über 100 Jahren analog gearbeitet: Gewebeproben schneidet man in mikrometerdünne Scheiben (etwa siebenmal dünner als ein menschliches Haar) und untersucht sie unter dem Mikroskop auf krankhafte Veränderungen. Diese Technik führt dazu, dass jeder sechste Mensch eine Fehldiagnose erhält und Krebszellen unentdeckt bleiben.

Catto, die ihre Doktorarbeit in Neurowissenschaften bei Professor Adriano Aguzzi an der Universität Zürich gemacht hat, beschreibt die Anfänge als schwierig: «Zu Beginn haben wir unterschiedliche Ansätze ausprobiert, aber nichts hat funktioniert. Es war ein Albtraum. Zum Glück haben wir schliesslich mit den Gruppen von Professor Mirko Meboldt und Professor Alexander Mathys zusammengearbeitet. Aus dieser Zusammenarbeit ging ein erfolgreicher Ansatz hervor. So kam Robert Axelrod, der an der ETH Zürich im Bereich der Verarbeitungstechnologien promoviert hat, zum Projekt.

Mit einem Ansatz, der Technologien aus der Biomedizin und dem Maschinenbau kombiniert, entwickelten die beiden Forscher eine Roboterplattform, die Krebs genauer diagnostiziert und dreidimensionale Informationen über die räumliche Anordnung der Zellen liefert. Der Prozess umfasst vier Schritte.

Die grosse Neuheit dieser Lösung: Es braucht keine Gewebeproben mehr, die aufwändig aufbereitet und geschnitten werden müssen, sondern das Gewebe, wie zum Beispiel ein Lymphknoten, bleibt als Ganzes erhalten und wird komplett untersucht. Die digitale 3D-​Visualisierung mit den markierten Zellen ist über das Internet jederzeit zugänglich.

Im Labor arbeitet der Roboter-​Prototyp und bewegt die Proben. Komplett marktbereit ist die Plattform aber noch nicht. Axelrod sagt, sie könnten zwar erste Dienstleistungen anbieten, indem sie eingeschicktes Gewebe automatisiert transparent machen und in kürzester Zeit ein beschriftetes 3D-​Bild anfertigen. Doch die Software müssen sie noch optimieren.

Auf die Frage, ob neben den unzähligen Stunden in Büro und Labor Zeit für Hobbys bleibt, lachen die beiden. Die Frage liege auf der Hand. Im Moment sei es noch möglich, eine gesunde Work-​Life-Balance zu halten. Das sei ihnen wichtig. «Auch wenn ich befürchte, dass sich dies ändern könnte, sobald die nächste Projektphase beginnt», sagt Catto. In schwierigen Momenten motiviert sie die Vorstellung, wie ihr Start-​up wirkt und die Markteinführung ihres Produkts: «Der Gedanke an die positiven Auswirkungen, die unsere Roboterplattform auf die Histologie haben wird, motiviert uns in schwierigen Zeiten sehr. Dies treibt uns an, besonders wenn nicht alles wie gewünscht läuft», ergänzt Axelrod.

Das Ziel, ein gutes Produkt auf den Markt zu bringen, ist beiden nicht nur persönlich im Sinne eines eigenen erfolgreichen Start-​ups wichtig. Sie verfolgen damit auch einen Zweck: Forschungslabore und Kliniken sollen ein nützliches und funktionierendes Produkt erhalten, auf das sie sich verlassen können und das die Krebsdiagnose in die digitale Welt bringt.PS

Quelle: ETH Zürich/Medienmitteilung, 24.10.2024