Krebs zählt zu den häufigsten Todesursachen. Es ist jedoch immer noch schwierig, ihn wirksam zu behandeln. Ein Grund dafür ist, dass die derzeitigen Forschungsmodelle wie 2D-Zellkulturen1, Tumortransplantate bei Mäusen2 oder im Labor gezüchtete Organoide3 die Umgebung des Tumors nicht genau nachahmen, was die Reaktion der Tumore auf Medikamente beeinflussen kann.
3D-Tumormodelle, d. h. im Labor gezüchtete Strukturen, die die dreidimensionale Umgebung von Tumoren darstellen, zeigen genauer, wie Tumorzellen mit ihrer Umgebung interagieren. Dies ist wichtig, da viele Medikamente zur Behandlung von Krebs auf diese Interaktionen abzielen. Bei diesen 3D-Modellen fehlen jedoch nach wie vor wichtige Merkmale wie Stützzellen und Blutgefässe, die für das Tumorwachstum und die korrekte Prüfung von Medikamenten unerlässlich sind.
Lena Neufeld und ihr Labor an der Universität Tel Aviv in Israel haben mit einem Bioprinter ein 3D-Tumormodell erstellt, eine im Labor entstandene Struktur, die diese komplexe dreidimensionale Umgebung von Tumoren nachahmt. Die Bioarchitektur des von ihnen erzeugten 3D-Tumormodells ist der natürlichen sehr ähnlich.
Mit diesem Modell konnten die komplexe Tumorarchitektur und das Tumorwachstum erfolgreich nachgeahmt werden. Somit stellt es eine elegante Alternative zu Tiermodellen dar. Es kann als genauere Plattform für die Prüfung neuer Therapien dienen, als dies mit 2D-Kulturen möglich ist. Der deutliche Nachweis, dass 2D-Kulturen nicht ausreichen, um Tumore in vivo zu modellieren, unterstreicht die Notwendigkeit, diesen Forschungsbereich weiter auszubauen und die Erkenntnisse auch anderweitig anzuwenden. Da das Wirkstoffscreening in der präklinischen Krebsforschung hauptsächlich an Tieren durchgeführt wird, liefert diese Studie starke Argumente für eine Umstellung auf 3D-Biodrucksysteme bei der Suche nach Medikamenten zur Behandlung von Krebs.
Autorinnen und Autoren: Christopher Cederroth, Jessica Lampe und Robbie I’Anson Price, Swiss 3R Competence Centre
Literatur: Neufeld L. et al., (2021) Microengineered perfusable 3D-bioprinted glioblastoma model for in vivo mimicry of tumor microenvironment. Science Advances. 7(34): eabi9119. https://doi.org/10.1126/sciadv.abi9119
1 Eine 2D-Zellkultur ist ein Laborverfahren, bei dem Zellen in einer flachen, zweidimensionalen Umgebung gezüchtet und erhalten werden.
2 Ein Tumortransplantat, auch bekannt als ein von Patienten stammendes Xenotransplantat (PDX), ist ein Modell zur Untersuchung von Krebserkrankungen beim Menschen. Bei diesem Verfahren wird Tumorgewebe von Krebspatienten in immungeschwächte Mäuse implantiert. Diese Mäuse stossen menschliches Gewebe aufgrund ihres geschwächten Immunsystems nicht ab, sodass der Tumor wachsen und in einem lebenden Organismus untersucht werden kann.
3 Im Labor gezüchtete Organoide sind dreidimensionale, miniaturisierte und vereinfachte Nachbildungen von Organen.
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