DKTK Technologie-Netzwerk: Tumor-Organoide
Aus Patient:innen-abgeleitete Tumor-Organoide (PDTOs) stehen als neuartiges präklinisches Tumormodell zur Verfügung. Für eine Reihe häufiger Krebserkrankungen konnten bereits effiziente Organoid Kulturprotokolle entwickelt werden (insbesondere für viszerale Tumorerkrankungen wie Darm-, Magen- und Pankreaskrebs, aber auch z.B. für Brustkrebs). PDTOs wurden auch bereits für seltene Krebsarten etabliert (z.B. Eierstockkrebs und Cholangiokarzinom). Dabei spiegeln PDTOs die molekularen und phänotypischen Eigenschaften des zugrunde liegenden Tumorgewebes realitätsnah wieder. Die Technologie ermöglicht eine langfristige Expansion und Kryokonservierung ganzer Organoid-Sammlungen. Mit Hilfe dieser "lebenden Biobanken" kann die Tumorheterogenität zwischen Patient:innnen besser abgebildet werden als mit früheren Zellkulturmodellen. Dies ermöglicht neuartige Forschungsansätze wie z.B. die Untersuchung des Spektrums von Arzneimittelantworten und -resistenzen und deren Assoziation mit molekularen Subtypen. Darüber hinaus können Organoide gentechnisch verändert, in immundefiziente Mäuse transplantiert oder zusammen mit anderen Stroma- oder Immunzellpopulationen kultiviert werden, um noch komplexere 3D-Tumormodelle zu erhalten.
Der mögliche Einsatz von PDTO Modellen für die individuelle Therapieprädiktion wird derzeit intensiv erforscht. Dazu wurden klinische Studien initiiert, die das Therapieansprechen mit der jeweiligen Wirkstoffsensitivität von Organoiden korrelieren. Obwohl hier bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt wurden, sind zur Translation dieser Technologie, z.B zur individuellen Therapieprädiktion, noch weitere Forschung und systematische (prä-)klinische Studien erforderlich. Eine klinische Anwendung erfordert zudem die Entwicklung von Infrastrukturen, die eine effiziente und standardisierte phänotypische, genetische und funktionelle Charakterisierung erlauben.
Hierbei dient die DKTK Working Group „Organoids and 3D Models“ als Expert:innenplattform zur kontinuierlichen Weiterentwicklung dieser innovativen Technologie. Zudem ermöglicht die koordinierte Zusammenarbeit Ressourcen gemeinsam zu nutzen, Protokolle über DKTK Standorte hinweg zu teilen und Kollaborationen und gemeinsame Projekte anzuregen. Innerhalb des DKTK bündelt die Arbeitsgruppe ein breites Spektrum von Expertisen zu Organoiden diverser Krebsentitäten (siehe Tabelle unten). Durch die gemeinsame Nutzung der Expertisen sowie der DKTK Infrastrukturen können zukünftige Projekte DKTK-weit initiiert werden. In Zusammenarbeit mit dem NCT sollen zudem PDTOs in klinische Studien integriert werden.
Aus dem Technologie-Netzwerk heraus wurde 2023 die Strategische Initiative „DKTK Organoid Plattform” (SIOrgP) gebildet, die alle DKTK Partnerstandorte einschließt. Diese hat das Ziel die Einsatzmöglichkeiten von PDTOs für die personalisierte Krebsforschung zu ermitteln und die dazu nötigen technischen Voraussetzungen zu schaffen. In einer interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Labor und Klinik werden dabei aktuell zwei Use Case-Projekte bearbeitet: In MetPredict und NeoMatch wurden dabei zwei Tumor-Organoid Kohorten erzeugt, einmal aus Lebermetastasen bei Dickdarmkrebs und einmal aus Bauchspeicheldrüsenkrebs. Diese lebenden Biobanken stehen für Forschungskollaborationen zur Verfügung. Geplant ist zudem weitere Entitäten über die Plattform zur Verfügung zu stellen. Einen Überblick über die vorhandenen Zellmodelle inklusive Kontaktinformation zu den beteiligten Forscher:innen erhalten Sie im DKTK Organoid Dashboard.
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Koordination
Dr. Henner Farin
