Neue Wege in der Krebsforschung
Tumor-on-Chip-Modell unterstützt präklinische Arzneimittelentwicklung bei Bauchspeicheldrüsenkrebs
Das Biotech-Unternehmen Dynamic42, Spezialist für Organ-on-Chip-Technologie, hat in Kooperation mit dem Forschungsteam von Prof. Dr. Nicole Teusch des Instituts für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie der Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf einen bedeutenden Fortschritt für die Arzneimittelforschung bei Bauchspeicheldrüsenkrebs erzielt. Durch die Entwicklung eines hochmodernen „Tumor-on-Chip“-Modells ist es gelungen, die komplexe Mikroumgebung des aggressiven duktalen Pankreas-Adenokarzinoms (PDAC) detailgetreu nachzubilden. Damit eröffnen sich nicht nur breitere Möglichkeiten für eine zielgerichtete präklinische Arzneimittelentwicklung, sondern auch für die Entwicklung personalisierter Therapien gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift „Lab on a Chip“ veröffentlicht.
Die Behandlung des duktalen Pankreas-Adenokarzinom wird aufgrund der ausgeprägten Resistenz gegenüber herkömmlichen Therapien, unter anderem verursacht durch eine komplexe Tumormikroumgebung, erheblich erschwert. Das Tumor-Chip-Modell von Dynamic42 simuliert die Tumormikroumgebung von PDAC realitätsnah. Es bildet die komplexen Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen, Immunzellen und der extrazellulären Matrix exakt nach und schafft damit eine physiologisch relevante Testplattform. Die Krebs- und Immunzellen interagieren auf dem Chip ähnlich wie im menschlichen Körper. So wurde z. B. nachgewiesen, dass Immunzellen in den künstlichen Tumor einwandern und sich dort zu spezialisierten Zelltypen weiterentwickeln, die für Bauchspeicheldrüsenkrebs typisch sind.
Dynamische Medikamentenverabreichung und zukunftsweisende Immuntherapien
Diese dreidimensionalen Zellkulturen, sogenannte PDAC-Sphäroide, bestehen aus Pankreas-Duktalem Adenokarzinom-Zellen und ahmen die Tumorstruktur realistischer nach als zweidimensionale Zellkulturen. Daher werden sie in der Krebsforschung genutzt, um die Wirkung von Medikamenten unter möglichst physiologischen Bedingungen zu testen. Ein entscheidender Vorteil des Tumor-on-Chip-Modells liegt in der Möglichkeit, Medikamente dynamisch über die Vaskulatur zu verabreichen. In der Machbarkeitsstudie wurde Vorinostat, ein bereits von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassenes Medikament, auf seine Wirkung bei PDAC-Sphäroiden untersucht. Die Ergebnisse legen einen vielversprechenden Grundstein für weitere Arzneistofftestungen: Vorinostat reduzierte signifikant die Lebensfähigkeit der 3D-Tumormodelle, während gesunde Gefäßzellen nahezu unbeschädigt blieben. Dies unterstreicht das Potenzial und die hohe Aussagekraft des Tumor-on-Chip-Modells für weitere präklinische Tests. Die Technologie könnte einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung wirksamerer Therapieansätze gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs leisten – und damit die Überlebenschancen der Patientinnen und Patienten perspektivisch verbessern.
„Dieses innovative Modell markiert einen Wendepunkt in der präklinischen Krebsforschung. Es ermöglicht uns, die komplexen Prozesse in der Tumormikroumgebung präzise zu analysieren und neue Therapieansätze zu beschleunigen“, sagt Dr. Martin Raasch, CEO und Gründer von Dynamic42.
„Die Kooperation mit Dynamic42 hat uns die Möglichkeit gegeben, ein hochmodernes System zu entwickeln, das die Forschung an Bauchspeicheldrüsenkrebs maßgeblich vorantreiben kann. Wir sind zuversichtlich, dass dieses Modell einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung neuer Therapien leisten wird“, ergänzt Prof. Dr. Nicole Teusch vom Institut für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie der Heinrich-Heine-Universität.
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