Wissenschaftler erforschen die Ausbreitung von Krebszellen mithilfe des 3D-Drucks

Tierversuche zu medizinischen Zwecken werfen viele Fragen auf, insbesondere aus ethischer Sicht. Im Jahr 2023 wurden in Deutschland 3,5 Millionen Tiere für wissenschaftliche Zwecke verwendet, was einen Rückgang von über 700.000 Tieren (ca. 17 Prozent) im Vergleich zum Vorjahr bedeutet, als es noch etwas mehr als 4,2 Millionen Tiere waren. Einer der Gründe für diesen Rückgang könnte auf den zunehmenden Einsatz der additiven Fertigung zurückzuführen sein. Das ist jedenfalls das Ziel eines Teams von Wissenschaftlern des Henry Royce Institute. Sie drucken 3D-Knochenstrukturen, um verschiedene Formen von Krebs zu untersuchen. Hauptziel ist es, zu sehen, wie sich Krebszellen in einer Umgebung entwickeln, die dem Knochengewebe ähnelt. Auf diese Weise werden Tierversuche erheblich reduziert und die Forscher können ihre Tests beschleunigen und vervielfachen. Eine Praxis, die demokratisiert werden soll?
Es ist natürlich nicht das erste Mal, dass wir über dieses Thema sprechen, und im medizinischen Bereich werden 3D-Technologien häufig eingesetzt, um Versuche durchzuführen und bestimmte Krankheiten besser zu verstehen. Sie ermöglichen es, maßgeschneiderte Strukturen aus verschiedenen Materialien zu schaffen, die die Kultivierung von Zellen aller Art begünstigen. Außerdem werden diese bedarfsgerecht und lokal, das heißt in kurzer Zeit, entworfen. Die Vorteile der additiven Fertigung sind in diesen Fällen klar ersichtlich: Die Arbeit des Henry-Royce-Instituts ist ein weiteres Beispiel dafür.

3D-gedruckte Knochenstrukturen (Bild: Fatih Eroglu)
Konkret druckt das Team Knochenstrukturen in 3D, die als „Häuser“ für Krebszellen, insbesondere für Brustkrebs, dienen sollen. Ziel hierbei ist es, zu untersuchen, wie sie sich im Gewebe ausbreiten. Zu diesem Zweck verwenden sie zwei Materialien, PLGA und HA-PLGA. Ersteres ist ein biologisch abbaubares Polymer, das als Basis für das Knochenmodell dient. Das zweite Material ist eine Mischung aus PLGA und Hydroxylapatit, das natürlich im Knochen vorkommt. Dadurch wird das Modell realistischer und die Umgebung ähnlicher dem natürlichen Knochengewebe gestaltet.
Die für diese Arbeit bevorzugte Technologie war das Aufbringen von geschmolzenem Material, wodurch das Team die Kosten erheblich senken konnte. Nach ihren Angaben hätte der 3D-Drucker weniger als 1.000 Euro gekostet, während es Tausende gewesen wären, wenn sie sich für einen 3D-Biodrucker entschieden hätten. Tatsächlich sind es Gerüste, die in 3D-gedruckt werden, um eine Zellkultur zu fördern und so die Ausbreitung von Krebszellen zu verstehen. Genauer gesagt platzieren die Forscher Stammzellen, die sogenannten mesenchymalen Stammzellen des Knochenmarks, die sich in jede gewünschte Zelle verwandeln können. Fatih Eroglu, einer der Wissenschaftler, fügt hinzu: „Es ist, als würde man diesen Zellen die perfekte Umgebung geben, damit sie zu dem werden, was wir wollen, dass sie sind. Unsere ersten Ergebnisse zeigen, dass die Zellen nicht einfach nur überleben, sondern eine realistische Knochenumgebung schaffen, die wir zur Untersuchung von Krebsmetastasen nutzen können.“
Die ersten Tests zeigen positive Ergebnisse. Den Zellen gelingt es, sich an das Gerüst zu heften, zu wachsen und sich zu vermehren. Sie verwandeln sich in Knochenzellen und bieten Wissenschaftlern eine Möglichkeit, die Interaktion von Krebszellen mit Knochengewebe zu untersuchen. Eine ethisch vertretbare Alternative zu Tierversuchen.
Wir bauen nicht einfach nur Gerüste, sondern schaffen neue Wege, um Krankheiten zu untersuchen und Behandlungen zu testen, die Tierversuche reduzieren und gleichzeitig den Fortschritt der Forschung beschleunigen könnten“, schließt Fatih Eroglu.
Weitere Informationen über die Arbeit des Henry-Royce-Instituts finden Sie HIER. Was halten Sie von der Verwendung des 3D-Drucks zur Untersuchung von Krebszellen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Wenn Sie mehr zum 3D-Druck in der Medizin lesen möchten, schauen Sie auf unserer Landing Page vorbei. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.
*Titelbildnachweis: Fatih Eroglu/Institute Henry Royce