Ein Forscherteam hat ein Gerät entwickelt, das die Eigenschaften von Tumoren und ihrer Umgebung aus Patientenzellen nachbilden kann. Der MIRO (Micro Immune Response On Chip) ist ein Instrument, das die Entwicklung neuer Immuntherapien gegen Krebs beschleunigen und die am besten geeigneten Therapien für jeden Patienten auswählen kann.
Die Studie wurde von Anna Labernadie vom Forschungszentrum Príncipe Felipe (CIPF) in Zusammenarbeit mit dem Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) und dem Forschungsinstitut des Hospital del Mar in Barcelona geleitet und in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Das Gerät, das bereits erfolgreich an Brustkrebsproben getestet wurde, könnte entscheidend für die Entwicklung neuer Behandlungen sein und dabei helfen, die am besten geeignete Therapie für jeden Patienten individuell zu bestimmen, so das CIPF in einer Erklärung. MIRO schließt eine bestehende Lücke in der Entwicklung von Behandlungen gegen Krebszellen.
Viele Entwicklungen zeigen vielversprechende Ergebnisse im Labor, in vitro und in Mausmodellen, funktionieren jedoch nicht immer beim Menschen. „Mit MIRO können wir nicht nur den Tumor, sondern auch seine Umgebung und die Interaktion mit den Immunzellen nachbilden“, erklärt Dr. Anna Labernadie.
„Diese Beziehung ist entscheidend für den Erfolg von immuntherapiebasierten Behandlungen und zur Verbesserung ihrer Erfolgsrate“, fügte sie hinzu. Labernadie entwarf das mikrofluidische System während ihrer Postdoktorandenforschung am IBEC und leitet derzeit das Labor für Zellverhalten und Gewebebioengineering am CIPF in Valencia.
Die Technologie wurde bereits an Brustkrebsproben getestet, die als HER2-positiv bekannt sind. Diese Krebszellen weisen einen sehr hohen Spiegel des HER2-Proteins auf, das schnelles Tumorwachstum fördert, jedoch mit Therapien behandelt werden kann, die gezielt auf dieses Protein abzielen.
Die Tests haben gezeigt, wie wichtig die Umgebung von Brusttumoren für den Schutz vor der gängigen Behandlung mit dem monoklonalen Antikörper Trastuzumab ist. „Dank MIRO konnten wir Immunzellen verfolgen und beobachten, wie sie an Geschwindigkeit und Bewegung verlieren, wenn sie sich dem Tumor nähern, was die Behandlung unwirksam macht. Sie stoßen auf eine Barriere, die von der Tumorumgebung gebildet wird, und werden blockiert“, erklärte Dr. Alexandre Calon vom Forschungsinstitut Hospital del Mar.
MIRO wurde bereits an anderen soliden Tumorarten wie Lungen- oder Dickdarmtumoren getestet und wird mittels mikrofluidischen Techniken hergestellt. Diese Techniken erlauben es, Flüssigkeiten und Zellen im sehr kleinen Maßstab zu manipulieren. Das Gerät umfasst Zellkulturen verschiedener Typen, die in Kompartimente unterteilt sind, um ihre Entwicklung zu steuern und zu beobachten.
Dieses neuartige Modell, das mit diesen Techniken erstellt wurde, ermöglicht es, die Interaktion zwischen Krebszellen, ihrem Bindegewebe und Immunreaktionen detailliert nachzubilden und zu untersuchen. „Dieses Modell erlaubt uns, die Behandlungen, die bei Patienten eingesetzt werden könnten, direkt zu testen“, sagte Dr. Xavier Trepat, ICREA-Forschungsprofessor am IBEC, wo er die Gruppe für integrative Zell- und Gewebedynamik leitet und den Jaume I Award inne hat.
Das Gerät bietet die Möglichkeit, die Funktionsweise verschiedener Behandlungen, das Auftreten möglicher Resistenzen und sogar neue Biomarker individuell für jeden Patienten zu analysieren, was einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung und Personalisierung von Immuntherapien in der Onkologie darstellt. Dr. Joan Albanell, Leiterin des medizinischen Onkologiedienstes am Hospital del Mar, betonte, dass MIRO „ein innovatives präklinisches Modell ist, das die Erfolgsrate und Wirksamkeit neuer Immuntherapiestrategien verbessern kann, sobald sie in klinische Studien überführt werden.“
Für zukünftige Arbeiten hat das Forscherteam bereits eine gemeinsame Patentanmeldung für die MIRO-Technologie eingereicht. „Unser Ziel ist es, diese Technologie an die pharmazeutische Industrie und Krankenhäuser zu übertragen, um sie bei Patienten anwenden zu können“, fügte Labernadie hinzu.
An der Studie beteiligten sich auch das Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona), die Universität Barcelona (UB), das Centre for Biomedical Research in Bioengineering, Biomaterials and Nanomedicine (CIBER-BBN), die Universität Pompeu Fabra und das Centre for Biomedical Research in Oncology Network (CIBERONC -ISCIII), und sie wurde teilweise von der Stiftung „la Caixa“ finanziert.
Foto: Freepik
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