Lungentumormodell …

Menschliche Zellen, die für In-vitro-Tests verwendet werden, sind in der Regel isoliert oder werden in einschichtigen, zweidimensionalen Zellverbänden kultiviert. Im Vergleich zu ihnen spiegeln dreidimensionale Zellverbände die Verhältnisse im realen Organ besser wider. Die von Heike Walles geleitete Projektgruppe „Regenerative Technologien für die Onkologie“ des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Würzburg hat ein dreidimensionales Lungentumormodell entwickelt, das dem Original sehr nahe kommt.

Es besteht aus einem Gerüst aus Bindegewebe, auf dem menschliche Lungenkarzinomzellen angesiedelt und vermehrt worden sind; ein Nährmedium, das über einen Schlauch in das Modell gepumpt wird, übernimmt die Rolle des Blutes. Ein anderer Schlauch bewerkstelligt den Gasaustausch, d.h. das Modell „atmet“ wie eine echte Lunge. Mit dem Nährmedium können Testsubstanzen zugeführt werden.

Die Würzburger Wissenschaftler haben mit dem Modell zunächst Arzneistoffe, die bereits in der Tumortherapie angewendet werden, getestet und dabei die klinischen Erfahrungen bestätigt. Dies gilt insbesondere für die Resistenzentwicklung der Tumorzellen gegenüber verschiedenen Chemotherapeutika, die beim Lungenkarzinom relativ schnell erfolgt. Es ist nun zu prüfen, ob das Modell die in der präklinischen Phase der Arzneimittelentwicklung vorgeschriebenen Tierversuche ersetzen kann. Die Chancen stehen nicht schlecht, dass es den Tierversuchen im Hinblick auf die postulierte Wirksamkeit sogar überlegen ist, denn etwa 75 Prozent der Medikamente, die im Tierversuch positiv getestet wurden, erweisen sich in der klinischen Prüfung als wirkungslos.

Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet des Modells ist die individualisierte Therapie: Aus den Tumorzellen eines Lungenkarzinompatienten könnte jeweils ein individuelles Modell erstellt werden, an dem sich die Wirksamkeit der infrage kommenden Chemotherapeutika testen ließe.

Auch für die Grundlagenforschung soll das Modell eingesetzt werden. So könnte man die Gesetzmäßigkeiten ergründen, nach denen die Tumorzellen ihre Oberflächenmarker variieren. Änderungen der Oberflächenstruktur ermöglichen es der Tumorzelle, sich abzusiedeln und nach einer „Reise“ durch den Blutkreislauf an anderer Stelle wieder anzusiedeln und dort gegebenenfalls eine Metastase zu bilden. Wenn die Variation der Oberflächenmarker verstanden wäre, könnten spezifische Medikamente gegen die Metastasenbildung entwickelt werden.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft, Presseinformation vom 26.05.2014.