Präklinische Modelle

Innovative präklinische In-vitro- und In-vivo-Modelle zum besseren Verständnis von Tumorerkrankungen

Zirkulierende Tumorzellen (CTC) können aus dem Blut heraus in andere Gewebe einwandern und dort Metastasen bilden.
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Zirkulierende Tumorzellen (CTC) können aus dem Blut heraus in andere Gewebe einwandern und dort Metastasen bilden.

Präklinische In-vitro- und In-vivo-Modelle sind relevante Werkzeuge für das Verständnis von (Tumor-)Erkrankungen und die Entwicklung neuer Medikamente. Für die erfolgreiche Translation präklinischer Ergebnisse in die Klinik ist es essenziell, dass In-vitro- und In-vivo-Modelle die individuelle Patienten- und Therapiesituation adäquat abbilden.

Um maßgeschneiderte Modelle für spezifische Fragestellungen zu entwickeln, haben wir Verfahren zur Zellexpansion aus unterschiedlichen Patientenproben etabliert. Neben Modellen aus Primärtumoren hat sich das Fraunhofer ITEM insbesondere auf die Generierung innovativer präklinischer Zellmodelle aus seltenen, zirkulierenden und disseminierten Tumorzellen spezialisiert. Zusätzlich haben wir Methoden zur Ex-vivo-Analyse von Zellsuspensionen etabliert, die die zelluläre Zusammensetzung unterschiedlicher Patientenproben repräsentieren. Somit können komplexe Wirkmechanismen moderner Medikamente sowie Interaktionen zwischen dem Tumor und seiner Mikroumgebung direkt an relevanten Modellen getestet und erforscht werden.

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Um effizient Modelle aus klinischen Proben zu generieren, werden in Abhängigkeit des Probenursprungs unterschiedliche In-vitro- und In-vivo-Verfahren angewendet.

Unsere präklinischen Modelle

Entwicklung von individualisierten präklinischen Modellen aus Patientenproben

Wir verwenden für spezifische Tumorentitäten optimierte Expansionsbedingungen, um präklinische Modelle aus klinischen Proben zu generieren. Die etablierten Modelle werden ausführlich und im Vergleich zur Patientenprobe auf phänotypischer und genomischer Ebene über mehrere Passagen hinweg charakterisiert.

Etablierte Modelle nach Expansionsverfahren und Tumortyp
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Etablierte Modelle nach Expansionsverfahren und Tumortyp (SCLC = small cell lung cancer; NSCLC = non-small cell lung cancer).

Modelle aus disseminierten und zirkulierenden Tumorzellen

Disseminierte Tumorzellen (DTC) sind seltene metastatische Vorläuferzellen, die in entfernt liegenden Organen von Krebspatienteninnen und -patienten gefunden werden können. Aufgrund ihrer immensen Bedeutung für die Entwicklung systemischer Krebserkrankungen und trotz ihrer geringen Häufigkeit haben wir aus diesen Zellen präklinische Modelle von verschiedenen Tumortypen und Organen entwickelt und sorgfältig charakterisiert. Diese seltenen Modelle bieten die einmalige Chance, neue Biomarker und Angriffspunkte für die Tumorbehandlung im Frühstadium zu identifizieren und adjuvante Behandlungsstrategien an relevanten Metastasen-auslösenden Zellen zu testen.

Zirkulierende Tumorzellen (CTC) sind im Blutkreislauf befindliche seltene Zellen, von denen man annimmt, dass sie verschiedene metastatische Kolonien der Krebspatienten repräsentieren. Daher sind sie Zielzellen systemischer Krebstherapien.

Am Fraunhofer ITEM in Regensburg wurden eine Vielzahl präklinischer CTC-Modelle aus Flüssigbiopsien etabliert und charakterisiert. Diese sind ein nützliches Instrument, um diagnostische oder molekulare Analyse-Workflows zu etablieren oder die Wirksamkeit von Medikamenten oder Kombinationen in relevanten Zielzellen zu testen.

Patientenstämmige metastatische Nischenmodelle

Gesunde Zellen des Körpers kommunizieren aktiv mit Tumorzellen und können so maßgeblich das Wachstum, die Metastasierung und auch das Therapieansprechen einer Patientin oder eines Patienten beeinflussen. Neuartige Therapien, wie beispielsweise Krebs-Immuntherapien, beeinflussen oftmals diese Interaktion, um Krebszellen zu eliminieren. Mithilfe unserer Methoden sind wir in der Lage, diese entsprechenden Mechanismen zu erforschen und Interventionstherapien unmittelbar am Patientenmaterial zu testen.

Wir verwenden hierfür verschiedene klinische Proben solider Tumoren und maligner Ergüsse (Flüssigkeitsansammlungen aus Tumor-, Immun- und Bindegewebszellen als entzündliche Reaktion auf den Krebsbefall eines Organs in benachbarten Körperkavitäten), jedoch auch metastatischer Organe wie Lymphknoten und Knochenmark. Wichtig ist: Die Zellen der Mikroumgebung des Patienten bleiben enthalten und bilden somit die Krankheitssituation optimal ab. Unsere flexiblen Assays ermöglichen hierbei nicht nur die Testung von Medikamenten mittels Hochdurchsatz-Konfokal-Mikroskopie, sondern auch die Erforschung komplexer Mechanismen von Krebserkrankungen durch Multiplex-Durchflusszytometrie, Zytokinbestimmung, Lebendzell-Mikroskopie oder Sequenzierung. 

Kontakt

Christian Werno

Contact Press / Media

Dr. Christian Werno

Arbeitsgruppenleiter Präklinische Therapiemodelle

Christopher Jakobs

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Dr. Christopher Jakobs

Business Development Personalisierte Tumortherapie

Telefon +49 152 28220636