Komplexe Organoid Kulturen als präklinische Modelle für CRC

Um neue Krebstherapien zu testen, züchten Forscher häufig menschliche Tumore in Mäusen. Dies ist zwar sehr nützlich, aber langsam, teuer und erfordert viele Tiere. Zudem bilden diese Modelle das Verhalten von Tumoren im menschlichen Körper nicht vollständig ab. In jüngster Zeit ist es Wissenschaftlern gelungen, kleine, dreidimensionale Mini-Tumoren (sogenannte Organoide) aus Krebszellen von Patienten im Labor zu züchten. Diese Organoide ähneln echten Tumoren in vielerlei Hinsicht und können helfen, die Wirksamkeit bestimmter Therapien vorherzusagen. Allerdings fehlt ihnen noch ein wichtiger Bestandteil echter Tumore: die umgebenden Stützzellen, Blutgefäße und Immunzellen, die zusammen als Tumormikroumgebung bezeichnet werden. Diese Umgebung beeinflusst maßgeblich das Tumorwachstum und den Erfolg von Therapien. Wir haben ein neues Labormodell für Darmkrebs entwickelt, das aus Patienten gewonnene Tumororganoide mit wichtigen Stützzellen wie Bindegewebszellen (Fibroblasten), Blutgefäßzellen und Immunzellen kombiniert. Dadurch entsteht ein realistischeres Mini-Tumor-Ökosystem. In diesem Versuchsaufbau verhalten sich die Tumorzellen hinsichtlich Struktur, Zelldiversität und Entwicklung ähnlich wie echte Patiententumoren. Dieses neue System bildet die Vorgänge im menschlichen Körper besser ab. Wir gehen davon aus, dass Fibroblasten (eine Art Stützzellen in Tumoren) ihr Verhalten in Abhängigkeit von ihrer Interaktion mit Krebszellen, Immunzellen und Blutgefäßzellen verändern. Verschiedene Fibroblastentypen können das Krebswachstum entweder verlangsamen oder beschleunigen und die Wirksamkeit von Behandlungen beeinflussen. Konkret möchten wir: verstehen, wie verschiedene Fibroblastentypen durch Interaktionen mit Tumorzellen und anderen umgebenden Zellen entstehen; untersuchen, wie diese Fibroblastentypen Immunreaktionen, die Bildung von Blutgefäßen und das Tumorwachstum beeinflussen;testen, wiediese komplexenMini-Tumoren auf Standardchemotherapie und 90 zielgerichtete Medikamente reagieren; untersuchen, wie sich einzelne Zellen während der Behandlung mithilfe fortschrittlicher Einzelzellanalysen verändern Letztendlich möchten wir zeigen, dass diese patienteneigenen Mini-Tumorsysteme dazu beitragen können, bessere Behandlungen für einzelne Patienten auszuwählen und die Notwendigkeit von Tierversuchen zu reduzieren. Wir züchten Mini-Tumoren aus Zellen desselben Patienten, darunter Krebszellen, Fibroblasten, Blutgefäßzellen und Immunzellen. Diese Modelle werden in kleinen Labormaßstäben getestet, die es ermöglichen, viele Medikamente gleichzeitig zu untersuchen. Wir messen Tumorwachstum, Überleben und Zelltod mithilfe etablierter Labormethoden. Moderne Bildgebungsverfahren, Zellanalysen und genetische Techniken werden eingesetzt, um das Verhalten und die Interaktionen verschiedener Zelltypen zu verfolgen. Einzelzellsequenzierung hilft uns, Veränderungen in einzelnen Zellen detailliert zu verstehen. Wer ist beteiligt? Dieses Projekt wird von Helmut Dolznig von der Medizinischen Universität Wien geleitet. Experten aus Molekular- und Zellbiologie, Chirurgie, Pathologie, Bioinformatik und Datenanalyse arbeiten in einem interdisziplinären Team zusammen.