Tumor Organoide als Ersatz für in vivo Hautkrebsstudien

Die präklinische Krebsforschung war Jahrzehnte lang abhängig von Tierversuchen und der Analyse immortalisierter Krebszelllinien in vitro. Obwohl Tiermodelle Zeit- und Kostenintensiv sind, und Krebszelllinien die pathophysiologischen Eigenschaften des ursprünglichen Tumors nicht vollends rekapitulieren, haben diese beiden Ansätze enorm zum Verständnis, wie ein Tumor entsteht und metastasiert, beigetragen und zu einer Vielzahl an unterschiedlichen Krebstherapien geführt. Kürzlich wurden neue dreidimensionale Tumororganoid-Kulturen entwickelt, welche die relativ einfache Durchführbarkeit von Experimenten in Krebszelllinien mit der komplexen zellulären Heterogenität von in vivo Modellsystemen verbindet. Diese sogenannten Patient-derived cancer organoids (PDOs) stellen exzellente in vitro Modelle dar, welche die pathophysiologische Natur der Tumorigenese präzise rekapitulieren. PDOs wurden mittlerweile von verschiedenen Krebsarten etabliert, allerdings besteht die Mehrzahl dieser PDOs ausschließlich aus Tumorzellen. Wir werden eine spezielle Kulturmethode (airliquid interface, ALI) verwenden, die es erlaubt PDOs zu generieren, welche sowohl Epithelzellen als auch Stroma- und Immunzellen beinhalten. Dadurch können wir diese PDOs nutzen, um den Einfluss des Tumorstromas auf das Krebswachstum und die Therapieantwort zu untersuchen. Unser Ziel ist es PDOs vom human cSCC zu etablieren, welche sowohl aus Krebszellen als auch aus nativen Stromazellen bestehen, um (i) Krebsstudien in Tiermodellen zu ersetzen, (ii) um eine in vitro Teststraße für neue Krebstherapien sowie für die Entwicklung personalisierter Krebsbehandlungen zu erstellen, und um (iii) die Interaktion spezifischer Krebs-assoziierter Fibroblasten (KAF)-Subsets mit Tumor- und Immunzellen zu erforschen, da Einzelzell-RNA- Sequenzierungsdaten eine unterschiedliche Funktion für drei KAF-Subsets im Hautkrebs prognostizieren. Interessanterweise dürfte ein KAF-Subtyp die Immunantwort im Hautkrebs sowie den Erfolg von Immuntherapien beeinflussen, was wir in den PDOs untersuchen wollen. Die zelluläre Heterogenität des ursprünglichen Tumors in diesen PDOs beizubehalten, stellt eine einzigartige Gelegenheit dar, komplexe Interaktionen zwischen Krebszellen und Tumorstroma zu analysieren, und um die Krebsforschung und die Präzisionsmedizin voran zu treiben.