Forschung zu Bauchspeicheldrüsenkrebs: Millionenförderung für 3-D-Tumormodelle im Labor

Innovative Ansätze zur Behandlung von Bauchspeicheldrüsenkrebs sind Thema des neuen Forschungsverbundes „mikroPank“ der Universitätsmedizin Halle und des Institutes für Pharmazie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU).

Dafür sollen im Labor 3D-Tumor-Zellkulturen hergestellt werden, die die Situation im Körper der Erkrankten möglichst originalgetreu nachbilden. Diese realitätsnahen Modelle könnten dabei helfen, maßgeschneiderte Therapien zu entwickeln und zu erproben. Das Vorhaben wird mit 3,7 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und vom Wissenschaftsministerium Sachsen-Anhalt gefördert.

„Tumore manipulieren andere Zellen in ihrer unmittelbaren Umgebung, um sich Vorteile zu verschaffen und schneller zu wachsen. Gleichzeitig beeinflusst die Umgebung die Tumore. Das zelluläre Zusammenspiel hat weitreichende Auswirkungen darauf, wie Tumore auf bestimmte Therapien ansprechen. Es kann bei den einzelnen Krebskranken, abhängig von genetischen Unterschieden, sehr stark variieren“, erklärt Juniorprofessor Dr. Michael Böttcher, Gruppenleiter für Molekulare Medizin der Signaltransduktion und „mikroPank“-Sprecher an der Medizinischen Fakultät der MLU.

Um diese Individualität und Komplexität im Labor nachzubilden, etablieren die Forschenden im Rahmen von „mikroPank“ die Arbeit mit so genannten Organoid-Kulturen in Halle. Die 3-D-Einheiten entstammen Tumorzellen, die jeweils Patienten mit diagnostiziertem Bauchspeicheldrüsenkrebs entnommen werden, um die individuellen genetischen und molekularen Eigenschaften in den kultivierten Organoiden zu erhalten. Dadurch sollen sowohl die Unterschiede der Tumore zwischen verschiedenen Betroffenen, als auch die Unterschiede zwischen den Tumorzellen einzelner Patienten berücksichtigt werden können. Darüber hinaus ist geplant, die Krebszellen zusammen mit relevanten Zellen der Tumor-Mikroumgebung zu kultivieren (Ko-Kultur). Das sind zum Beispiel Fibroblasten aus dem Bindegewebe, Makrophagen des Immunsystems oder Adipozyten aus dem Fettgewebe.

„Einige Tumore entwickeln eine Resistenz gegen gängige Chemotherapien, sie sprechen also nicht mehr auf die Behandlung an“, sagt Pharmazeutin Prof. Dr. Sonja Keßler, „mikroPank“-Sprecherin am Institut für Pharmazie der Naturwissenschaftlichen Fakultät I an der MLU. „Bislang weiß man jedoch zu wenig darüber, wie und warum Tumoren Resistenzen ausbilden. Es gibt auch noch keinen Test, um das frühzeitig zu erkennen. Mithilfe der Tumor-Organoide hoffen wir, mehr über das Zusammenspiel der Zellen mit ihren genetischen Besonderheiten zu verstehen.“ Gleichzeitig könnten die Organoide künftig dabei helfen, an die jeweiligen Patienten angepasste Therapien zu finden und unnötige, risikoreiche Behandlungen zu reduzieren.

Dabei fließt die wissenschaftliche Expertise verschiedener Einrichtungen ein: Die Klinik für Viszerale, Gefäß- und Endokrine Chirurgie, in der Bauchspeicheldrüsenkrebs chirurgisch behandelt wird, isoliert die verschiedenen Zelltypen. Diese dienen zur Herstellung der Organoide in der Molekularen Medizin (Böttcher). Die Charakterisierung der relevanten Zelltypen erfolgt dann als Ko-Zellkultur in den Arbeitsgruppen der Chirurgie (Prof. Jörg Kleeff), der Klinik für Innere Medizin I (Prof. Jonas Rosendahl) und der Pharmazie (Keßler). Entsprechende Trägermaterialien, die die Co-Kulturen der verschiedenen Zelltypen unterstützen sollen, werden ebenfalls in der Pharmazie hergestellt (Prof. Karsten Mäder). Klinisch ist das Vorhaben in das von der Deutschen Krebshilfe zertifizierte Pankreaskarzinomzentrum der Universitätsmedizin Halle eingebettet.

Das Vorhaben ist hochrelevant: Bauchspeicheldrüsenkrebs ist mit etwa 20.000 Fällen pro Jahr eine der häufigsten Krebstodesursachen in Deutschland. Oft wird die Krankheit zu spät diagnostiziert und ist auch daher schlecht behandelbar. Weniger als zehn Prozent der Betroffenen überleben die ersten fünf Jahre nach der Diagnose. In Sachsen-Anhalt sind bösartige Tumorerkrankungen der Verdauungsorgane für ein Drittel der Krebstoten verantwortlich. Bauchspeicheldrüsenkrebs steht dabei nach Darmkrebs an zweiter Stelle.

„mikroPank“ profitiert von der engen Zusammenarbeit zwischen der Medizinischen Fakultät und der Naturwissenschaftlichen Fakultät I der MLU. In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Graduiertenkolleg „InCuPANC“ arbeiten die Wissenschaftler bereits intensiv zusammen an der Frage, welchen Einfluss Entzündungsprozesse auf frühe Stadien von Bauchspeicheldrüsenkrebs haben und welche Möglichkeiten der Frühdiagnostik und -therapie sich daraus ergeben könnten.