Blogserie mit dem 3RCC Teil 7: Neue Methode simuliert echte Gewebestrukturen – Ein großer Schritt für die Zukunft der Krebsforschung

Um wirksame Krebstherapien zu entwickeln, benötigen Forschende Gewebemodelle, die reale Tumore genau nachahmen. An der Technischen Universität München (TUM) haben Forschende dafür eine neue Methode entwickelt, um komplexe 3D-Gewebestrukturen zu züchten. Mithilfe einer Kollagenmatrix¹ anstelle von herkömmlichem Matrigel² kultivierten sie Bauchspeicheldrüsenkrebszellen von Mäusen in verzweigte Strukturen, die die Architektur von Tumoren im Körper nachahmen.

Das duktale Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse ist eine tödliche Krebserkrankung mit begrenzten Behandlungsmöglichkeiten. Herkömmliche Zellkulturmethoden erzeugen kugelförmige Zellcluster, die die tatsächliche Struktur des Tumors nicht abbilden. Das Team der TU München änderte dies durch den Einsatz von Kollagen, wodurch die Zellen komplexe röhrenförmige Strukturen bilden konnten. Dieses neue Modell hilft Wissenschaftlern, zu verstehen, wie Tumore wachsen und sich ausbreiten. Der Wechsel von Matrigel zu Kollagen ist bedeutsam, da Matrigel aus Mäusetumoren gewonnen wird und seine Herstellung viele Tiere erfordert. Kollagen hingegen kann für bestimmte Zelltypen eine ethischere und wirksamere Alternative darstellen.

Durch die Nachbildung der 3D-Verzweigungen echter Tumoren können Wissenschaftler die Tumorentwicklung und Metastasierung besser untersuchen, was zu genaueren Arzneimitteltests und Erkenntnissen über die Entstehung und Ausbreitung von Krebs führt. Die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt vielversprechende Möglichkeiten auf, den Einsatz von Tieren in der Forschung zu reduzieren und die Erforschung von Krebs und anderen Krankheiten zu verbessern.

¹Eine Kollagenmatrix ist ein dreidimensionales Netzwerk oder Gerüst aus Kollagen, einem Protein, das als Schlüsselbestandteil des Bindegewebes im Körper dient. Kollagenmatrizes sind in Biotechnologie und Medizin von unschätzbarem Wert, da sie die natürliche Umgebung von Zellen genau nachbilden können.

²Matrigel ist ein komplexes Proteingemisch, das aus der Basalmembran des Engelbreth-Holm-Schwarm-Maus-Sarkoms (EHS) gewonnen wird, einem Tumor, der reich an extrazellulären Matrixproteinen ist. Es wird häufig in der biologischen Forschung und dort insbesondere in Zellkulturen verwendet, weil es die komplexe Umgebung im Gewebe nachahmen kann.

Autorinnen und Autoren: Christopher Cederroth, Jessica Lampe und Robbie I’Anson Price, Swiss 3R Competence Centre 

Literatur: Randriamanantsoa S, Papargyriou A, Maurer HC et al. (2022) Spatiotetemporal dynamics of self-organisated branching in pankreas-derived organoids. Nature Communications. 13:5219.