Der Trick: Fluoreszierende Zellen in hängenden Tropfen
„Wir können bis zu 96 Kleinstgewebe gleichzeitig von einem Computer beobachten
lassen“, erläutert Co-Autorin Dr. Ines Höfig das Grundprinzip. „Dazu lassen wir
je ein dreidimensionales Kleinstgewebe als festen hängenden Tropfen an der
Unterseite einer speziellen Lochplatte wachsen und tropfen diesen nach
einigen Tagen in eine Analyseplatte.“ Und ihre Kollegin Vanja Radulovic
ergänzt: „Dadurch, dass die untersuchten Brusttumorzellen und die
Bindegewebszellen unterschiedlich fluoreszenzmarkiert sind, leuchten
sie verschiedenfarbig. Eine Software kann so genau erfassen, wie sie
jeweils auf die Behandlung reagieren.“
Um ihr Verfahren zu bestätigen, erprobten die Wissenschaftlerinnen
die Eigenschaften von mehreren Wirkstoffen, die bereits in der
Tumortherapie eingesetzt werden. Das Medikament Vinblastin erwies
sich hierbei in Kombination mit Bestrahlung als am effektivsten.
Künftig plant das Team, ihr System um zusätzliche Komponenten des
Tumorumfelds, wie etwa Stroma- oder Immunzellen, zu erweitern,
um die Situation im Patienten optimal zu simulieren.
Prof. Dr. Michael Atkinson, Leiter des Instituts für Strahlenbiologie,
stimmen die Ergebnisse seiner Mitarbeiterinnen optimistisch:
„Erstmals ist damit ein komfortabler 3D-Test für Hochdurchsatzverfahren
verfügbar, mit dem neue Wirkstoffe getestet werden können, die
Tumorzellen für Strahlenbehandlung zugänglich machen. Das wird zum
einen zukünftige Initiativen zur Wirkstoffentwicklung beschleunigen,
zum anderen kann eine Kombination von bereits etablierten Wirkstoffen
mit Bestrahlung getestet werden.“
Hintergrundinformationen:
Die rapide Entwicklung von Resistenzen gegenüber konventionellen
Therapien und niedermolekularen Verbindungen stellt eine große
Herausforderung in der Onkologie dar. Ein Ansatz zur Überwindung
von Resistenzen ist die Kombination von Wirkstoffen, um
Synergieeffekte zu nutzen. Die Kombination von Chemotherapie
und Bestrahlung birgt das Potenzial einer effektiven Kombination,
dennoch wurde der optimale Mix noch nicht gefunden. Ein Manko bei
der Identifizierung von potenziellen strahlensensitivierenden
Wirkstoffen ist der Mangel an Modellen für Hochdurchsatzscreenings.
Diese werden benötigt, um das konventionelle Testverfahren der
Strahlenforschung, die Analyse des klonogenen Überlebens,
zu ersetzen, welches als initiales Screeningtestverfahren zu
zeitintensiv ist. Darüber hinaus besteht die wachsende Sorge,
dass Monolayer und monotypische zelluläre Screeningtestverfahren
das Ansprechverhalten eines dreidimensionalen soliden Tumors auf
pharmakologische Wirkstoffe nicht in wirksamer Weise abbilden.
Helmholtz Zentrum München
Original-Publikation:
Anastasov N, et al. 2015. A 3D-microtissue-based phenotypic
screening of radiation resistant tumor cells with synchronized
chemotherapeutic treatment, BMC Cancer, DOI: 10.1186/s12885-015-1481-9
September 2015 |
Literaturreferate
Capecitabin zu Anthrazyklin- und Taxan-basierter neoadjuvanter Therapie bei primärem Brustkrebs
Paclitaxel dosisdicht bei fortgeschrittenem Ovarialkrebs