Wissenschaftler haben 3D-Modelle verwendet, um das DNA-Verhalten von Krebszellen in einer bahnbrechenden neuen Studie aufzuschlüsseln, die die Behandlung der Krankheit revolutionieren könnte.Ein Forschungsteam um Dr. Manel Esteller, Direktor des Josep Carreras Leukemia Research Institute (IJC), demonstrierte, wie 3D-Modelle (sogenannte Organoide) nun verwendet werden können, um eine Charakterisierung des DNA-Make-ups – oder des epigenetischen Fingerabdrucks – von menschlichem Krebs zu entwickeln.Die in Epigenetics veröffentlichte Studie bestätigt die Verwendung dieser 3D-Proben für die Krebsforschung, die neue onkologische Behandlungen liefern könnten.

Dr. Esteller, der auch Vorsitzender der Genetik an der Universität von Barcelona ist, erklärt:

Häufig scheitern vielversprechende Krebstherapien, wenn sie auf Patienten im realen klinischen Umfeld angewendet werden. Dies geschieht trotz vieler dieser neuen Behandlungen, die im präklinischen Stadium im Labor vielversprechende Ergebnisse zeigen. Eine Erklärung ist, dass viele der in frühen Forschungsphasen verwendeten Tumormodelle etablierte Zelllinien sind, die seit vielen Jahrzehnten und in zweidimensionalen (2D) Kulturflaschen wachsen.Diese Krebszellen ähneln möglicherweise nicht vollständig den Merkmalen realer Tumore von Patienten, die sich in drei Dimensionen (3D) ausdehnen. In jüngster Zeit war es möglich, Krebs in den Labors zu züchten, aber die 3D-Struktur zu respektieren: Diese Modelle werden ‚Organoide‘ genannt.

Wir wissen sehr wenig über diese Zellen und ob sie tatsächlich die Konformation des Tumors im Körper nachahmen, insbesondere die chemischen Verhaltensweisen (bekannt als Modifikationen) der DNA, die als Epigenetik („jenseits der Genetik“) bezeichnet werden, wie DNA-Methylierung.

„Was unser Artikel löst, ist dieser ungedeckte biomedizinische Bedarf im Bereich der Krebsforschung: die Charakterisierung des epigenetischen Fingerabdrucks menschlicher Krebsorganoide. Die entwickelte Studie zeigt, dass diese Tumormodelle für die biomedizinische Forschungsgemeinschaft und die Pharmaunternehmen, die Krebsmedikamente entwickeln, sehr nützlich sein können.“Mit Blick auf 25 menschliche Krebsorganoide, die aus der American Type Culture Collection (ATTC) zur Verfügung gestellt wurden, erklärt Dr. Esteller, ein ICREA-Forschungsprofessor, dass das Team während ihrer Forschung einige interessante Erkenntnisse über die Eigenschaften der Krebszellen gemacht hat.“Erstens haben wir festgestellt, dass jedes Krebsorganoid die Eigenschaften des Ursprungsgewebes beibehält, so dass dies zeigt, dass, wenn die Proben aus der Operation eines Dickdarm- oder Bauchspeicheldrüsenkrebses gewonnen wurden, das Organoid dem ursprünglichen Primärtumor sehr ähnlich ist.

„Zweitens entdeckten wir, dass es keine Kontamination normaler Zellen gibt, so dass die malignen reinen transformierten Zellen ohne Interferenzen analysiert werden können. Und schließlich sind die organoiden 3D-Krebsarten näher an den Tumoren des Patienten als die üblicherweise verwendeten 2D-Zelllinien.“Die Studie wird nun verwendet, um Big Data zu bilden, da die Proben des Teams in leicht zugänglichen öffentlichen Datenbanken zwischen Forschern geteilt werden, um mehr kollaborative Studien zu fördern.

„Dies wird weiteres Data Mining ermöglichen, um neue Krebsentdeckungen mit verschiedenen biometrischen Ansätzen oder mit Fokus auf bestimmte Gene zu produzieren“, erklärt Dr. Esteller.

„Und am wichtigsten ist, dass die charakterisierten Krebsorganoide leicht von einem zuverlässigen Anbieter (dem ATCC) erhältlich sind. Forscher auf der ganzen Welt können die epigenetischen Informationen dieser gemeinsam nutzbaren Proben nutzen, um ihre eigenen Untersuchungen zu entwickeln.“