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Die Fähigkeit, "Organoide" zu kultivieren, um die Pankreaskrebsforschung zu transformieren

Ein neues 3D "organoides" Kultursystem für das Wachstum sowohl normaler als auch krebsartiger Pankreaszellen im Labor verspricht, die Forschung an Bauchspeicheldrüsenkrebs und die Entwicklung neuer personalisierter Behandlungen zu transformieren.
Die Fähigkeit, Organoide - 3D-Kulturen von Pankreasgewebe - im Labor zu züchten, verspricht die Transformation der Pankreaskrebsforschung und ebnet den Weg für neue personalisierte Behandlungen.

Die Forscher berichten, wie sie die neue Organoidtechnik zum Züchten von Pankreasgewebe aus Zellen, die aus Labormäusen und menschlichen Patienten isoliert wurden, in der Zeitschrift verwenden Zelle.

Im Kampf gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs - eine tödliche Krankheit, bei der nur 6% der Patienten mehr als 5 Jahre nach der Diagnose leben - besteht ein dringender Bedarf an radikal neuen Ansätzen. Es ist bekannt, dass Bauchspeicheldrüsenkrebs im Frühstadium schwer zu erkennen ist, und die meisten Fälle werden erst diagnostiziert, nachdem es sich ausgebreitet hat.

Schätzungen des National Cancer Institute für die USA deuten darauf hin, dass im Jahr 2014 über 46.400 neue Fälle von Bauchspeicheldrüsenkrebs und mehr als 39.500 Todesfälle auf die Krankheit.

Die neue Studie ist ein bedeutender Fortschritt, wie David Tuveson, Co-Leiter der Studie und Professor am Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), New York, und Leiter der Forschung für die Lustgarten Foundation, NY, feststellt:

"Mit dieser Entwicklung sind wir nun in der Lage, sowohl Maus- als auch menschliche Organoide zu kultivieren, was ein sehr wirksames Mittel im Kampf gegen Bauchspeicheldrüsenkrebs darstellt."

Die Forscher werden in der Lage sein, die molekularen Wege des Pankreaskarzinoms zu untersuchen

Mit der neuen organoiden Methode können Forscher untersuchen, was auf molekularer Ebene geschieht, um die Krankheit anzuregen und nach neuen Wirkstoffzielen zu suchen.

Um eine Krankheit wie Krebs zu untersuchen - die sich entwickelt, wenn Zellen fehlfunktionieren und sich ausbreiten - benötigen Sie eine ständige Versorgung mit normalen und Krebszellen, die im Labor gezüchtet werden können.

Aber normale und krebsartige Pankreaszellen sind im Labor extrem schwierig zu kultivieren. Erschwerend kommt hinzu, dass der Krebs in duktalen Pankreaszellen - die nur etwa 10% der Zellen im Organ ausmachen - entsteht, was es schwierig macht, die kleinen Zellveränderungen zu verfolgen, die mit der Tumorprogression einhergehen.

Aufgrund dieser Schwierigkeiten neigen Forscher dazu, gentechnisch veränderte Mäuse anstelle von Gewebekulturen zu verwenden, um Bauchspeicheldrüsenkrebs im Labor zu untersuchen. Es kann jedoch bis zu einem Jahr dauern, um die Anzahl und Art der für eine bestimmte Untersuchung benötigten Mäuse zu züchten.

Organoide ermöglichen es den Laboren, 3D-Pankreasgewebe vollständig aus duktalen Zellen zu züchten

Das Potenzial, Organoide zu verwenden, verändert die Pankreaskrebsforschung enorm. Es bedeutet, dass Forscher 3D-Gewebe, das vollständig aus duktalen Zellen besteht, züchten können, die nicht durch die anderen Zellarten kontaminiert sind, die sie normalerweise begleiten, wenn sie aus Proben entnommen werden.

Die Organoide wachsen als 3D-Hohlkugeln in einem gelartigen Komplex, der mit wachstumsinduzierenden Faktoren und Verbindungsfasern gefüllt ist. Wenn die Organoide groß genug sind, können sie in Mäuse transplantiert werden, wo sie sich vollständig zu Bauchspeicheldrüsenkrebs entwickeln.

Co-lead-Autor Dr. Chang-Il Hwang, der in der Gruppe von Prof. Tuveson am CSHL arbeitet, sagt: "Wir haben jetzt ein Modell für jedes Stadium des Fortschreitens der Krankheit."

Ein weiterer Vorteil, den die neue Technik mit sich bringt, ist die Erweiterung des Umfangs der Patienten, von denen Pankreasgewebe gewonnen werden kann.

Derzeit haben Forscher nur begrenzten Zugang zu Patientenproben, die nur während einer Operation oder Autopsie gewonnen werden können. Jedoch sind nur etwa 15% der Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs zum Zeitpunkt der Diagnosestellung operationsfähig - entweder weil die Krankheit zu fortgeschritten ist oder weil der Tumor in kritischen Blutgefäßen verwickelt ist.

Aber die neue Technik, die die Studie beschreibt, erlaubt es Wissenschaftlern, Organoide aus Material zu gewinnen, das in Biopsien gewonnen wird, die zur Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs verwendet werden.

So zeigt die Studie, dass es einen Weg gibt, 3D-Gewebe in Form von Organoiden relativ schnell von jedem Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs zu ziehen, was das Potenzial bietet, die Krankheit in einer viel breiteren Population zu untersuchen.

Das Team arbeitet nun mit dem National Cancer Institute zusammen, um eine Sammlung von Pankreastumorproben zu erstellen, die sie allen Pankreaskrebsforschern zur Verfügung stellen möchten.

Im Oktober 2014, Medizinische Nachrichten heute berichteten über eine weitere Studie, in der Forscher voll funktionsfähige Organoide von menschlichen Därmen entwickelten und diese erfolgreich in Mäuse transplantierten. Das Team in dieser Studie - vom Cincinnati Children's Hospital Medical Center - hofft auch, dass die Technik dazu führt, dass wir in der Lage sein werden, personalisiertes menschliches Gewebe zu züchten, in ihrem Fall für die Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen.

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