MedUni Innsbruck: Additiv hergestelltes Tumorgewebe soll Schlüssel zur personalisierten Krebsbehandlung werden

Die Behandlung von Tumoren stellt in der heutigen Medizin immer noch eine große Schwierigkeit dar. Abhängig vom Alter und der genetischen Anomalien des Patienten haben besonders Kinder immer noch eine eher schlechte Prognose, was die erfolgreiche Tumorbehandlung angeht. In diesem Fall liegt die Sterblichkeit bei bis zu 40 % – trotz Einsatz von Chemo- und Strahlentherapie. Es ist mehr als offensichtlich, dass der Bedarf an einer auf den Patienten zugeschnittene Therapie vorhanden ist. Um die Chancen von besonders jungen Patienten zu verbessern hat sich ein Forschungsteam der MedUni Innsbruck auf den Einsatz der additiven Fertigung in Verbindung mit der Behandlung von Tumoren auseinander gesetzt – mit vielversprechenden Ergebnissen.

Die Modellierung von umliegenden Zellen bei Tumoren enthält ein unglaublich großes Potenzial innerhalb der medizinischen Forschung. Das Ziel ist es hierbei die Mechanismen besser verstehen zu können und auch zu sehen, wie Tumore mit benachbarten Zellen kommunizieren und diese anschließend manipulieren. Allen voran auf Grund der individuellen Genmuster und -mutationen eines jeden Patienten ist es umso wichtiger sich über dem Zustand der Tumorumgebung im Klaren zu sein, denn dieser trägt eine entscheidende Rolle bei der Krebsentwicklung. Das österreichische Forscherteam hat daher mittels additiver Fertigung personalisierte Tumorgewebe-Modelle hergestellt, die als Plattform für die Arzneimittelüberprüfung dienen können. Das hat den Zweck, dass dadurch auf den Patienten zugeschnittene Therapieschemata identifiziert und optimiert werden kann.

Entwicklung von Tumoren lässt sich live beobachten

Das in Österreichs erstem 3D-Bioprinting-Labor additiv hergestellte menschliche Gewebe lässt sich auf Grund seines Herstellungsprozesses zwar als künstlich betiteln, allerdings ist dies alles andere als der Fall: das gerade einmal drei Millimeter dicke Gewebestück wächst selbstständig. Die neue Errungenschaft lässt sich auf die Zusammenführung von komplexem gefäßbildendem Gewebe auf einem fluidic chip zurückführen. Hierbei werden zuerst feine Kanäle in die Chips gelasert und mit dem Biodrucker anschließend ein dreidimensionales Hydrogel so verwendet, dass feine Kanäle im Gewebe direkt an die Kanäle im Chip angeschlossen werden können. Da das Gewebe in der Regel zwei bis drei Wochen benötigt, um wachsen und reifen zu können, haben dahergehend die sich darin befindenden Zellen genug Zeit, um sich entsprechend zu organisieren. „Zum Verzahnen von Gewebe und Chip haben wir deshalb ein spezielles Design entwickelt, sodass das lebende Gewebe auch über Wochen stabil und verankert bleibt“, erklärt Mikrobiologe und Laborleiter Michael Außerlechner

Laut dem Forscherteam baut der Tumor seine eigene Versorgungsstruktur auf, da dieser Kapillaren aus dem Gewebe anzieht und diese anschließend in den Tumor hineinwachsen. „Dieses 3D-Modell wird uns helfen, die Mechanismen der Karzinogenese, also des Tumorwachstums, noch besser zu verstehen und damit die Tumormikroumgebung als therapeutisches Ziel für die Krebsbekämpfung besser nutzbar zu machen – und das ohne Tierversuche“, führt Außerlechner weiter aus.

Das Einsatzgebiet des Forschungsprojekt verspricht nicht nur eine Revolution im Bereich der Krebsforschung, sondern auch der Heilungsprozess und die Verabreichung von Arzneistoffen in personalisierter Form für den jeweiligen Patienten. Dies erfüllt einen wichtigen Schritt in Richtung Präzisionsmedizin und ist dabei noch tierversuchsfrei, was bedeutet, dass durch die Nutzung der additiven Fertigung in Zukunft möglicherweise schon auf Tierversuche in diesem Bereich verzichtet werden können. Wenn Sie mehr über das spannende Projekt erfahren möchten, dann finden Sie HIER die Forschungsarbeit.

Was denken Sie von der medizinischen Entwicklung von Tumoren mittels additiver Fertigung? Teilen Sie uns Ihre Eindrücke und Erfahrungen mit und kontaktieren Sie uns. Möchten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter und folgen Sie uns auf Facebook und Twitter, um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Außerdem sind wir auch auf XING und LinkedIN zu finden.

*Titelbildnachweis: Bioprinting Lab /D. Nothdurfter