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Alte Nervenklinik Campus Charité Mitte

AG Boehm-Sturm

  • Experimentelle Neurologie
  • Experimentelle Magnetresonanztomographie

 

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Dr. rer. nat. Philipp Boehm-Sturm

Centrum für Schlaganfallforschung Berlin und Abteilung für Experimentelle Neurologie, Leiter AG Experimentelle Magnetresonanztomographie und wiss. Leiter der Charité Core Facility „7 T experimentelle MRTs“

Dr. rer. nat. Philipp Boehm-Sturm

Profil

Philipp Boehm-Sturm ist Physiker mit Schwerpunkt Entwicklung von Magnetresonanztomographie-Methoden für die Schlaganfall-Grundlagenforschung. Hauptinteresse sind nichtinvasive Bildgebungsverfahren in Tiermodellen des Schlaganfalls um wichtige biologische Prozesse wie z. B. Minderperfusion, vasogenes/zytotoxisches Hirnödem, Atrophie, Kollateralgefäße, Angiogenese, funktionelle Erholung oder axonale Plastizität nach Schlaganfall bzw. nach einer therapeutischen Intervention räumlich und zeitlich darzustellen.

Ausgewählte Publikationen

Low-Molecular-Weight Iron Chelates May Be an Alternative to Gadolinium-based Contrast Agents for T1-weighted Contrast-enhanced MR Imaging.
Boehm-Sturm P, Haeckel A, Hauptmann R, Mueller S, Kuhl CK, Schellenberger EA.
Radiology. 2018 Feb;286(2):537-546. doi: 10.1148/radiol.2017170116. Epub 2017 Sep 7.
PMID: 28880786         

Atlas registration for edema-corrected MRI lesion volume in mouse stroke models.
Koch S, Mueller S, Foddis M, Bienert T, von Elverfeldt D, Knab F, Farr TD, Bernard R, Dopatka M, Rex A, Dirnagl U, Harms C, Boehm-Sturm P.
J Cereb Blood Flow Metab. 2017 Jan 1:271678X17726635. doi: 10.1177/0271678X17726635. [Epub ahead of print]
PMID: 28829217        

Neuroimaging Biomarkers Predict Brain Structural Connectivity Change in a Mouse Model of Vascular Cognitive Impairment.
Boehm-Sturm P, Füchtemeier M, Foddis M, Mueller S, Trueman RC, Zille M, Rinnenthal JL, Kypraios T, Shaw L, Dirnagl U, Farr TD.
Stroke. 2017 Feb;48(2):468-475. doi: 10.1161/STROKEAHA.116.014394. Epub 2017 Jan 9.
PMID: 28070001

Imaging early endothelial inflammation following stroke by core shell silica superparamagnetic glyconanoparticles that target selectin.
Farr TD, Lai CH, Grünstein D, Orts-Gil G, Wang CC, Boehm-Sturm P, Seeberger PH, Harms C.
Nano Lett. 2014;14(4):2130-4. doi: 10.1021/nl500388h. Epub 2014 Mar 5.
PMID: 24564342

A multi-modality platform to image stem cell graft survival in the naïve and stroke-damaged mouse brain.
Boehm-Sturm P, Aswendt M, Minassian A, Michalk S, Mengler L, Adamczak J, Mezzanotte L, Löwik C, Hoehn M.
Biomaterials. 2014 Feb;35(7):2218-26. doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.11.085. Epub 2013 Dec 17.
PMID: 24355489

Non-invasive imaging of glioma vessel size and densities in correlation with tumour cell proliferation by small animal PET and MRI.
Viel T, Boehm-Sturm P, Rapic S, Monfared P, Neumaier B, Hoehn M, Jacobs AH.
Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2013 Oct;40(10):1595-606. doi: 10.1007/s00259-013-2464-1. Epub 2013 Jun 11.
PMID: 23754761

Vascular changes after stroke in the rat: a longitudinal study using optimized magnetic resonance imaging.
Boehm-Sturm P, Farr TD, Adamczak J, Jikeli JF, Mengler L, Wiedermann D, Kallur T, Kiselev V, Hoehn M. Contrast Media Mol Imaging. 2013 Sep-Oct;8(5):383-92. doi: 10.1002/cmmi.1534.
PMID: 23740808

In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging.
Boehm-Sturm P, Mengler L, Wecker S, Hoehn M, Kallur T. PLoS One. 2011;6(12):e29040. doi: 10.1371/journal.pone.0029040. Epub 2011 Dec 28.
PMID: 22216163

Impuls

Tiermodelle sind essenziell für die biomedizinische Grundlagenforschung des Schlaganfalls. Die Magnetresonanztomographie (MRT) spielt sowohl in der Klinik als auch im Tiermodell eine große Rolle, da sie wichtige biologische Prozesse räumlich und über die Zeit im selben Subjekt darstellen kann. Das CSB hat zu diesem Zweck ein dediziertes Labor für die MRT im Kleintier eingerichtet. Hauptfokus der AG Boehm-Sturm ist die quantitative MRT. Diese versucht mittels biophysikalischer Modelle den Zusammenhang zwischen gemessenen MRT-Parametern (z. B. Änderung der Wasserdiffusion nach Schlaganfall) auf wichtige biologische Parameter (z. B. Zellschwellung) herzustellen, um die Aussagekraft der MRT für die Schlaganfalldiagnostik, aber auch für die Evaluation von Therapien, zu erhöhen.

Wichtigste Projekte

MRT der Erholung nach Schlaganfall
Ziel ist es, verschiedene neuroprotektive Therapien mittels quantitativer MRT im Tiermodell zu untersuchen.
Zu den hier entwickelten Methoden gehören z. B.:

  • Messung morphologischer Veränderung des Gehirns mittels Atlasregistrierung (Voxel-/ Deformationsbasierte Morphometrie)
  • Abbildung von Verhaltensdaten auf Bildgebungsdaten, z. B. Lesion-Symptom-Mapping, zur Ergründung der strukturellen Ursachen für eine Erholung nach Schlaganfall
  • Messung der Gewebe-Sauerstoffsättigung mittels 19F-MRT
  • Messung von Veränderungen der strukturellen und funktionellen Konnektivität mittels DTI und resting state MRT


MRT der Gefäßfunktion
Ziel ist es, mittels kontrastmittelverstärkter MRT (hochaufgelöste Angiographie und DCE-MRT) die Durchblutung und Gefäßveränderungen nach Schlaganfall im Tiermodell zu charakterisieren. Unter anderem werden Auswirkungen von Therapien, die das Gefäßwachstum stimulieren, auf die Bluthirnschranke, die zerebrale Durchblutung und die Gefäßdichte untersucht. 


Neue Kontrastmittel für die MRT
In Tiermodellen des Schlaganfalls untersuchen wir hier z. B.:

  • Eisen-basierte Kontrastmittel für die DCE-MRT mit potentiell besserer Langzeittoxizität als Alternative zu Gadolinium-basierten Kontrastmitteln
  • Calcium-sensitive Kontrastmittel für die funktionelle MRT
  • Eisenoxid und Fluor-19 basierte Kontrastmittel zur Darstellung der Inflammation

Weitere Projekte

  • MRT von Änderungen der Gewebemorphologie und der strukturellen und funktionellen Konnektivität bei posttraumatischer Belastungsstörung
  • MR Biomarker des lärminduzierten Hörverlusts – Untersuchungen der Neurodegeneration, der Konnektivität und des Neurotransmitter-Metabolismus im zentralen auditorischen System der Maus
  • EPIC-3R: Experimental and Preclinical Imaging Cluster to support 3R in basic and translational research at the Charité
  • Strokevision: Deep learning based segmentation of stroke lesions on MR images

Team

  • Dipl.-Ing. Susanne Mueller
    technische Leitung der Core Facility "7 T experimentelle MRTs"
     
  • Marco Foddis
    technischer Assistent
     
  • Dr. Stefan Paul Koch
    wissenschaftlicher Mitarbeiter
     
  • Graham Cooper, MSc
    Doktorand
     
  • Víctor Giménez Esbrí
    Doktorand
     
  • Jee Hye An, BSc
    studentische Hilfskraft