Lungenkrebs: Tumor-Organoide für Präzisionsmedizin

Aus Patientenproben gezüchtete Tumor-Organoide ermöglichen es, die Wirksamkeit von verschiedenen Krebstherapien vorab zu testen. Patienten mit Lungenkrebs könnten zukünftig von einem neuen Verfahren von Forschenden der Charité profitieren – und eine maßgeschneiderte Krebstherapie erhalten.

Gegen Lungenkrebs hat die Medizin verschiedene Behandlungsoptionen wie Operation, Bestrahlung, Chemotherapie und Immuntherapien wie die CAR-T-Zelltherapie. Doch diese Therapien führen häufig nicht zum gewünschten Erfolg. Welche Behandlung am besten wirkt, hängt dabei nicht nur vom Krebsstadium und individuellen Merkmalen der Patientinnen und Patienten ab, sondern auch von der Vielgestalt der Tumoren sowie ihren Strategien, Therapien zu umgehen. Den konkreten Tumor eines Patienten zu kennen, entscheidet mit über den Erfolg der Behandlung.

Forschende des BIH Center for Regenerative Therapies des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem sie Tumor-Organoide, auch Tumoroide, aus dem Krebsgewebe eines Patienten züchten und mögliche Therapien testen können. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden im Journal “Nature Biomedical Engineering”.

Testplattform für CAR-T-Zellen

Zunächst prüften die Forschenden des BIH, ob die Tumoroide die Wirkung klassischer Chemotherapien zuverlässig widerspiegeln. Im nächsten Schritt testeten sie an den Tumoroiden die Wirksamkeit von CAR-T-Zellen. Dieser Ansatz war in den vergangenen Jahren vor allem gegen bestimmte Blutkrebsarten erfolgreich, für solide Tumoren wie Lungenkrebs bleibt die Entwicklung geeigneter CAR-T-Zelltherapien jedoch eine Herausforderung. Bei ihren Tests konnten die Forschenden nun zeigen, dass nicht nur die Häufigkeit der Zielmoleküle bestimmt, ob CAR-T-Zellen die Tumoroide erfolgreich abtöten. Auch tumoreigene Schutzmechanismen und Fluchtstrategien gegen das Immunsystem spielen eine Rolle. Gesunde Lungen-Organoide dienten bei den Versuchen als Sicherheitskontrolle, um mögliche Nebenwirkungen zu erkennen.

Wichtiger Schritt für die Präzisionsmedizin

„Unsere Studie zeigt, dass wir mit patientenabgeleiteten Tumoroiden sowohl Standardtherapien validieren als auch neue CAR-T-Zelltherapien realitätsnah testen können. Das ist ein wichtiger Schritt in Richtung personalisierte Behandlung von Lungenkrebspatienten“, sagt Erstautor Lukas Ehlen, Forscher in der BIH-Gruppe Experimentelle Immuntherapie und Arzt in der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin der Charité.

„Beeindruckend war für uns zu sehen, wie stark die tumoreigenen Schutzmechanismen beeinflussen, ob CAR-T-Zellen die Tumoroide erfolgreich eliminieren können“, ergänzt Martí Farrera-Sal, Erstautor und Postdoc in der BIH-Gruppe Experimentelle Immuntherapie.

„Mit unserem verbesserten Protokoll können wir innerhalb von drei Monaten nach einer Operation patientenspezifische Lungentumoroide züchten und charakterisieren“, erläutert Michael Schmück-Heneresse, Leiter der BIH-Forschungsgruppe Experimentelle Immuntherapien. „Das Modell eröffnet neue Perspektiven für den klinischen Einsatz: als Testplattform für experimentelle Therapien, besonders für Patienten, bei denen Standardtherapien versagt haben. Das ist ein wichtiger Schritt, um CAR-T-Zelltherapien gegen solide Tumoren weiterzuentwickeln und die personalisierte Onkologie voranzubringen.“

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