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Die Arbeitsgruppe hat das Ziel, molekulare und zelluläre Vorgänge, die sogenannten immuno-vaskulären Interaktionen unter entzündlichen Bedingungen zugrunde liegen, aufzuklären. Um beispielsweise eine Infektion und die entsprechende Immunreaktion zu verstehen, ist es notwendig, den Prozess aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten.

Eine der Imaging-Techniken, die in dieser Arbeitsgruppe zum Einsatz kommt, ist die Fluoreszenzmikroskopie. Zu dieser Form der Lichtmikroskopie zählt unter anderem die Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie (Light Sheet Fluorescence Microscopy, LSFM). Sie ermöglicht es, zeitgleich Informationen zu unterschiedlichen Molekülklassen und deren räumlichen Verteilungsmustern zu ermitteln. Zum Einsatz kommen außer bildgebenden Verfahren wie der LSFM auch die Konfokal-Mikroskopie (Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM) oder Zwei-Photonen-Mikroskopie (Two-Photon Laser-Scanning Microscopy, TPLSM). Sie ermöglichen eine dreidimensionale Analyse biologischer Proben vom zellulären bis subzellulären Bereich.

Die Forscher:innen arbeiten tier- und humanexperimentell, nehmen Messungen an intakten Organen vor und integrieren Künstliche Intelligenz bei ihren Bildanalysen.

Um die Knochenhomöostase zu gewährleisten, werden die Knochenoberfläche – das Periost - sowie der kortikale Knochen mithilfe verschiedener Blutgefäßtypen wie feinen Kapillaren (rot) und großen Arterien (grün und rot) versorgt.

Um die Knochenhomöostase zu gewährleisten, werden die Knochenoberfläche – das Periost - sowie der kortikale Knochen mithilfe verschiedener Blutgefäßtypen wie feinen Kapillaren (rot) und großen Arterien (grün und rot) versorgt.

© ISAS / Anika Grüneboom

Verteilung von Lysosomen (rot) in humanen mesenchymalen Stammzellen. Das Zytoskellet ist grün und die Zellkerne sind blau dargestellt.

Verteilung von Lysosomen (rot) in humanen mesenchymalen Stammzellen. Das Zytoskellet ist grün und die Zellkerne sind blau dargestellt.

© ISAS / Anika Grüneboom

Farbkodierung der räumlichen Orientierung von Aktinfasern in humanen Fibroblasten.

Farbkodierung der räumlichen Orientierung von Aktinfasern in humanen Fibroblasten.

© ISAS / Anika Grüneboom

Identifizierung von resorptiv aktiven (rot, grün, weiß) und inaktiven Osteoklasten (grün, weiß) an der Wachstumsfuge und Trabekeln.

Identifizierung von resorptiv aktiven (rot, grün, weiß) und inaktiven Osteoklasten (grün, weiß) an der Wachstumsfuge und Trabekeln.

© ISAS / Anika Grüneboom

Hepatische Makrophagen (rot) interagieren primär mit sinusoidalen Endothelzellen (grün) während an der Zentralvene (weiß) kaum Immunzell-Interaktionen zu beobachten sind.

Hepatische Makrophagen (rot) interagieren primär mit sinusoidalen Endothelzellen (grün) während an der Zentralvene (weiß) kaum Immunzell-Interaktionen zu beobachten sind.

© ISAS / Anika Grüneboom

Die Färbung der neutralen Lipide (grün) und der Basalmembran (rot) ermöglicht den Nachweis von Lipidtropfen, die entlang des Endomysiums eines Patienten mit kongenitalem myasthenischem Syndrom aufgereiht sind. Die Mitochondrien (weiß) weisen geringere Mengen an neutralen Lipiden auf als das Endomysium.

Die Färbung der neutralen Lipide (grün) und der Basalmembran (rot) ermöglicht den Nachweis von Lipidtropfen, die entlang des Endomysiums eines Patienten mit kongenitalem myasthenischem Syndrom aufgereiht sind. Die Mitochondrien (weiß) weisen geringere Mengen an neutralen Lipiden auf als das Endomysium.

© ISAS / Anika Grüneboom

Lokalisation von Osteoklasten (grün) entlang der ossären Blutgefäße (rot) im murinen Mandibel.

Lokalisation von Osteoklasten (grün) entlang der ossären Blutgefäße (rot) im murinen Mandibel.

© ISAS / Anika Grüneboom

Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme der Immunzell-Infiltration (rot-orange) in einem murinen Herzen (blau) nach Herzinfarkt.

Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme der Immunzell-Infiltration (rot-orange) in einem murinen Herzen (blau) nach Herzinfarkt.

© ISAS / Anika Grüneboom

Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme der räumlichen Verteilung verschiedener Makrophagen-Populationen (blau und grün) entlang der Blutgefäße und Glomeruli (rot) in einer murinen Niere.

Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme der räumlichen Verteilung verschiedener Makrophagen-Populationen (blau und grün) entlang der Blutgefäße und Glomeruli (rot) in einer murinen Niere.

© ISAS / Anika Grüneboom

Infiltration von Immunzellen (rot) und entzündungs-getriebene Angiogenese von Blutgefäßen (grün und weiß) in einem murinen Kniegelenk während rheumatoider Arthritis.

Infiltration von Immunzellen (rot) und entzündungs-getriebene Angiogenese von Blutgefäßen (grün und weiß) in einem murinen Kniegelenk während rheumatoider Arthritis.

© ISAS / Anika Grüneboom

Infiltration von Immunzellen (rot) und entzündungs-getriebene Angiogenese von Blutgefäßen (grün und weiß) in einem murinen Kniegelenk während rheumatoider Arthritis.

Infiltration von Immunzellen (rot) und entzündungs-getriebene Angiogenese von Blutgefäßen (grün und weiß) in einem murinen Kniegelenk während rheumatoider Arthritis.

© ISAS / Anika Grüneboom

Die Blutgefäßarchitektur der murinen Tibia umfasst sowohl venöse Sinusoide (rot) als auch Arterien (gelb) im Knochenmark, sowie arterielle (gelb) und venöse (rot) Transkortikalgefäße, die das Knochenmark durch den kortikalen Knochen hindurch mit dem peripheren Gefäßsystem verbinden.

Die Blutgefäßarchitektur der murinen Tibia umfasst sowohl venöse Sinusoide (rot) als auch Arterien (gelb) im Knochenmark, sowie arterielle (gelb) und venöse (rot) Transkortikalgefäße, die das Knochenmark durch den kortikalen Knochen hindurch mit dem peripheren Gefäßsystem verbinden.

© ISAS / Anika Grüneboom

Highlights

28. Februar 2024

Anmeldung Girls‘ Day 2024: Wenn der Körper sich wehrt – warum kommt es auch ohne Eindringlinge von außen zu Infektionen?

Was haben eine Infektion und ein Herzinfarkt aus immunologischer Sicht gemeinsam? Beim Girls' Day am 25. April 2024 tauchen Schülerinnen mit ISAS-Forscherinnen in die Welt des Immunsystems ein. Bei den Experimenten im Labor geht es beispielsweise darum, Bakterien sichtbar und Organe durchsichtig zu machen. Teilnehmen können Schülerinnen der Klassen 8 bis 10.

25. September 2024

Tauchgang in die geheime Welt des Immunsystems

Erstmals lassen sich in einem immersiven 3D-Erlebnis in Bild und Klang Immunzellen nach einem Herzinfarkt beim "übereifrigen" Aufräumen beobachten. Warum solch eine Reise in das Immunsystem anhand bisher unveröffentlichter Mikroskop-Aufnahmen wichtig ist, zeigt ein neues Kooperationsprojekt des storyLab kiU der Fachhochschule Dortmund und des ISAS. Die Premiere ist am 27. September bei der Science Night im Dortmunder U.

Beim immersiven Erlebnis „Die geheime Welt des Immunsystems“ kommen Besucher:innen den Immunzellen Makrophagen (gelb) nach einem Herzinfarkt ganz nah.
8. November 2024

Das Matroschka-Prinzip zur Analyse biologischer Strukturen

Im Projekt »KI-assistierte Bildgebung von großen Geweben« arbeiten mehrere ISAS-Forschungsgruppen an der Kombination verschiedener mikroskopischer und massenspektrometrischer Verfahren. Wie bei einer Matroschka-Puppe blickt das Team mit jedem Schritt tiefer in die biologischen Strukturen einer Probe hinein.

Flora Weber am Lichtblattfluoreszenzmikroskop.
15. Oktober 2024

Wissenschaft trifft auf Kunst: Eintauchen in die geheime Welt des Immunsystems

Mithilfe von Mikroskopbildern in die kleinsten Strukturen des Herzenz eintauchen? Das war möglich bei der ersten Dortmunder Science Night. "Die geheime Welt des Immunsystems", das immersive 3D-Erlebnis des storyLab kiU der Fachhochschule Dortmund und des ISAS, ermöglichte Besucher:innen Immunzellen nach einem Herzinfarkt hautnah mitzuerleben.

Das Foto zeigt (v.l.n.r.) Dr. Malte Roeßing, Dr. Ali Ata Tuz, Lara Janz, Flora Weber, Sara Regein und Cheyenne Peters vor dem Stand des ISAS bei der Science Night 2024.
20. September 2024

„Book a Scientist“: Jetzt für virtuelles Gespräch mit Forschenden anmelden

Beim Format "Book a Scientist" können Wissenschaftsinteressierte individuelle Gesprächstermine mit Forschenden innerhalb der Leibniz-Gemeinschaft buchen. Mit dabei sind auch zwei ISAS-Forschende. Ihre Themen sind "übereifrige" Immunzellen nach einem Herzinfarkt sowie Tierversuche und ihre Alternativen.

Book a Scientist.
26. Juni 2024

Vom ISAS nach Harvard: ein besonderer Forschungsaufenthalt während der Promotion

In den Laboren der Arbeitsgruppe Bioimaging am ISAS ist es derzeit ungewöhnlich leer. Zwei der Doktorandinnen haben das Institut für einen mehrmonatigen Forschungsaufenthalt in den USA verlassen. Ein Interview mit der Leiterin der Forschungsgruppe, Prof. Dr. Anika Grüneboom, und Aussagen der beiden Reisenden geben einen Einblick in die Vorteile, die sich daraus für ihre eigenen wissenschaftlichen Karrieren und die Arbeit der gesamten Gruppe ergeben.

Flora Weber und Darleen Hüser stehen gemeinsam vor der Gordon Hall auf dem Harvard Gelände. Flora Weber and Darleen Hüser stand together in front of Gordon Hall on the Harvard campus.
12. Juni 2024

Einladung zur Science Night 2024: Immersives 3D-Erlebnis „Die geheime Welt des Immunsystems“

In den Körper eintauchen und das Herz nach einem Infarkt aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten – am 27. September 2024 ist dies bei der Science Night möglich. Beim Kooperationsprojekt des storyLab kiU der Fachhochschule Dortmund und des ISAS erwartet Besucher:innen im Dortmunder U ein einmaliges dreidimensionales Erlebnis in Bild und Klang. Der Eintritt ist frei.

8. Mai 2024

Alarmstufe rot: Schülerinnen erforschten beim Girls‘ Day das Immunsystem

Welche Alarmglocken läuten, wenn unser Immunsystem angegriffen wird? Warum kommt es auch ohne Eindringlinge von außen zu Infektionen? Und was haben ein Herzinfarkt und eine Erkältung gemeinsam? Diesen Fragen und noch vielen mehr sind beim diesjährigen Girls' Day am ISAS 12 Schülerinnen auf den Grund gegangen.

Das Bild zeigt einen Teil der Schülerinnen zusammen mit Luisa Röbisch, Dr. Anika Grüneboom und Dr. Christiane Stiller, während sie im Labor stehen und in die Kamera schauen.
18. April 2024

PODCAST »NACHGEFORSCHT – DIE LIVESCHALTE INS LABOR« Folge 9: Hinter den Kulissen der Mikroskopie – die Arbeitswelt einer Technischen Assistentin

Im Labor stets den Durchblick zu behalten, ist nur eine der vielen Aufgaben von Luisa Röbisch. Sie ist Technische Assistentin in der Arbeitsgruppe Bioimaging. Wie die Arbeit mit hochmodernen Mikropen aussieht und wie ihre Leidenschaft für das winzig Kleine begann, berichtet die Biotechnologin in einer neuen Folge des ISAS-Podcasts.

12. Januar 2024

„Meine Forschung ist ein Knochenjob"

Darleen Hüser sucht nach dem immunzellulären Fingerabdruck bei rheumatoider Arthritis. Woran die Doktorandin messerscharf forscht und wozu sie verschiedene Mikroskope benötigt, gibt sie im Interview preis.

Das Porträt zeigt ISAS-Doktorandin Darleen Hüser aus der Arbeitsgruppe Bioimaging.
21. Dezember 2023

Science Slam: humorvolle Wissenschaftskommunikation macht allen Spaß

Sprechendes Laborequipment, Künstliche Intelligenz und Expertise vom Nordpol - diese bunte Mischung an Themen zeichnete den jüngsten Science Slam am Institut aus. Wie Wissenschaftskommunikation allen Beteiligten Freude bereiten kann, stellten vier ISAS-Mitarbeitende mit ihrem Fachwissen und viel Witz unter Beweis.

Luisa Becher fotografiert die vier Teilnehmenden des ISAS Science Slam.

Projekte

Degeneration des Knochens durch Entzündung – DIONE

Was das Immunsystem mit Knochenbrüchen zu tun hat und weshalb Autoimmunerkrankungen sich negativ auf das Skelett auswirken können, untersuchen Forschende im von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereich.

DFG-Graduiertenkolleg: Universitätsmedizin Essen & ISAS widmen sich Herzinfarkt-Folgeschäden

Fließt das Blut nach einem Herzinfarkt wieder, kann es die betroffenen Herzmuskelzellen regelrecht mit Sauerstoff sowie Nährstoffen überschwemmen und so Folgeschäden verursachen. Das DFG-geförderte Graduiertenkolleg „TCI repAMI“ der Universitätsmedizin Essen und des ISAS untersucht, wie Immunzellen, Blutgefäßzellen und Herzmuskelzellen dabei zusammenspielen. In elf Teilprojekten arbeiten Klinik- und Forschungsexpert:innen in Tandem-Teams zusammen, um die insgesamt 33 Doktorand:innen interdisziplinär auszubilden.

KI-assistierte Bildgebung von großen Geweben

Ziel des Projekts ist es, aus ein und derselben Probe mehr Informationen über die zelluläre Zusammensetzung und die funktionellen Wechselwirkungen zu erzielen.

TRR 332 – Neutrophile Granulozyten: Entwicklung, Verhalten & Funktion

Am ISAS untersuchen Wissenschaftler:innen im Teilprojekt »Phagocytic crosstalk between neutrophils and macrophages«, wie Immunzellen der Art der Phagozyten – im speziellen neutrophile Granulozyten und Makrophagen – miteinander kommunizieren.

Synthese, Struktur & biologische Effekte von ultrakleinen (1-2 nm) bimetallischen Silber-Platin-Nanopartikeln

Im Projekt »Synthese, Struktur und biologische Effekte von ultrakleinen (1-2 nm) bimetallischen Silber-Platin-Nanopartikeln« untersuchen Forschende am ISAS Nanopartikel auf ihre antimikrobielle Aktivität.

Smart Human-in-the-loop Segmentation

Das Ziel der Forschenden, die am Projekt »Smart Human-in-the-loop Segmentation« arbeiten, ist, ein leistungsstarkes Deep-Learning-Modell zu entwickeln, das mit minimaler menschlicher Arbeit auskommt.

Team

Prof. Dr. Anika Grüneboom

Arbeitsgruppenleiterin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von Prof. Dr. Anika Grüneboom.

Sarah Gerdes

Tierpflegerin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von  Sarah Gerdes.

Darleen Hüser

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von  Darleen Hüser.

Lara Janz

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von  Lara Janz.

Dr. Malte Roeßing

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von Dr.  Malte Roeßing.

Luisa Röbisch

Technische Assistentin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von  Luisa Röbisch.

Dr. Christiane Stiller

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Dr. Ali Ata Tuz

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Flora Weber

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Biospektroskopie

Arbeitsgruppe: Bioimaging

Portrait von  Flora Weber.