3D-Drucker erstellt aktives und lebensfähiges Glioblastom für Forschungszwecke

Tel Aviv – Ein Wissenschaftlerteam der Universität Tel Aviv hat einen aktiven und lebensfähigen Glioblas­tom-Tumor mit einem 3D-Drucker gedruckt. Er enthält ein komplexes System von blutge­fäßähnlichen Röhren, durch die Blutzellen und Medikamente fließen können, und simuliert so einen echten Tumor. Die Arbeitsgruppe berichtet in der Fachzeitschrift Science Advances (2021; DOI: 10.1126/sciadv.abi9119).

„Etwa 90 Prozent aller experimentellen Medikamente scheitern in der klinischen Phase, weil sich der im Labor erzielte Erfolg bei Patienten nicht reproduzieren lässt“, erläuterte die Leiterin der Studie, Ronit Satchi-Fainaro.

Die Wissenschaftler entwickelten ein 3D-Bioprint-Modell eines Glioblastom-Tumors, das 3D-Krebsge­webe enthält, das von extrazellulärer Matrix umgeben ist und über Blutgefäße mit seiner Mikroumge­bung kommuniziert. Für jedes individuelle Modell verwenden die Wissenschaftler ein Hydrogel, das aus der extrazellulären Matrix des Patienten entnommen und nachgebildet wurde.

„Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Gehirns unterscheiden sich von denen anderer Organe, wie der Haut, der Brust oder der Knochen“, betonte Satchi-Fainaro. Brustgewebe bestehe haupt­sächlich aus Fett, Kno­chen­gewebe hauptsächlich aus Kalzium.

Jedes Gewebe habe seine eigenen Eigenschaften, die das Ver­halten von Krebszellen und ihre Reaktion auf Medikamente beeinflussten. Alle Krebsarten auf identischen Kunststoffoberflächen zu züchten, sei keine optimale Simulation des klinischen Umfelds.

Die Arbeitsgruppe zeigte im Anschluss auf verschiedene Arten, dass das 3D-Modell besser für die Vor­hersage der Wirksamkeit von Behandlungen, die Entdeckung von Targets und die Entwicklung von Medi­kamenten geeignet ist als andere Labormodelle.

Unter anderem sequenzierte sie die im 3D-Bioprint-Modell gezüchteten Krebszellen und vergliche sie mit Krebszellen, die auf 2D-Plastik gezüchtet wurden, und mit Krebszellen von Patienten.

„Auf diese Weise konnten wir eine viel größere Ähnlichkeit zwischen den 3D-gedruckten Tumoren und den Glioblastomzellen von Patienten nachweisen, die in ihrer natürlichen Umgebung zusammen mit Stromazellen des Gehirns gewachsen waren“, hieß es aus der Arbeitsgruppe.

Im Laufe der Zeit würden sich die auf Kunststoff gezüchteten Krebszellen erheblich verändern und verlören schließlich jede Ähnlichkeit mit den Krebszellen in der Hirntumorprobe des Patienten.

rme