ArchivDeutsches Ärzteblatt4/2013Krebsforschung: Dreidimensionales Prostatamodell

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Krebsforschung: Dreidimensionales Prostatamodell

Dtsch Arztebl 2013; 110(4): A-148

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Hydrogel mit hoher Porendichte unter dem Rasterelektronenmikroskop. Foto: KIT
Hydrogel mit hoher Porendichte unter dem Rasterelektronenmikroskop. Foto: KIT

In Deutschland erkranken nach Angaben der Deutschen Krebshilfe jährlich 67 600 Männer neu an einem Prostatakarzinom. Die klinische Forschung beschäftigt sich vor allem mit dem Verlauf der Krankheit, der sich in bestimmten Blutwerten widerspiegelt (prognostische Marker wie dem PSA-Wert). Die Mechanismen beim normalen, gesunden Prostatawachstum sowie bei einer Krebserkrankung sind vergleichsweise wenig untersucht. Um Entstehung und Verlauf der Erkrankung besser untersuchen zu können, entwickelt Dr. Friederike J. Gruhl vom Institut für Mikrostrukturtechnik am Karlsruher Institut für Technologie ein dreidimensionales Modell der Prostata. Ziel ist es, damit die natürlichen Prozesse in vitro nachbilden zu können.

Hierzu wird ein biomimetisches System aufgebaut. Materialgrundlage für das Modell sind Hydrogele aus künstlichen und natürlichen Molekülketten (Polymeren), zwischen denen Wasser eingeschlossen ist. Sie lassen sich zu dreidimensionalen Strukturen aufbauen, deren mechanische Eigenschaften dem von Zellgewebe sehr ähnlich sind. Das neue Modell soll künftig als Analyseplattform für die zellbiologische Krebsforschung dienen, insbesondere zur Untersuchung der molekularen Regulationsmechanismen bei der Tumorentwicklung.

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Mit dem Modell sollen sowohl gesunde Zellen des Drüsengewebes (Epithelzellen) als auch solche, die Krebs hervorrufen können, kultiviert werden können. Bei der Entwicklung bezieht die Forscherin auch die natürliche Zellumgebung ein: Dazu gehört unter anderem das Gewebe zwischen den Zellen (extrazelluläre Matrix) einschließlich seiner biochemischen Funktionen und Eigenschaften. „Die zentrale Herausforderung dabei ist also, die Vorteile der kontrollierbaren chemischen Eigenschaften von Hydrogelen mit den Vorteilen der natürlich gebildeten extrazellulären Matrix in einem System zu kombinieren“, erläutert Gruhl.

In drei Jahren soll das Projekt so weit sein, dass das biomimetische Prostatamodell in der Forschung eingesetzt werden kann. Langfristig soll das In-vitro-Modell Tierversuche in der Prostatakrebsforschung vollständig ersetzen. Das Land Baden-Württemberg fördert das Projekt mit 200 000 Euro. EB

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