Israelischen Forschern von der Universität Tel Aviv ist es erstmals gelungen einen aktiven Tumor mit 3D-Bioprinting nachzubilden. Damit wollen sie eine gezieltere Behandlung aggressiver Tumore ermöglichen. Wir stellen die Arbeit der Wissenschaftler einmal genauer vor.

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An der Universität Tel Aviv konnten Wissenschaftler laut einer Pressemitteilung der Universität einen aktiven Tumor mit 3D-Bioprinting herstellen, mit dem sie die Tumorbehandlung verbessern und beschleunigen wollen. Der erste 3D-Biodruck eines ganzen aktiven Tumors kann im Kampf gegen den Krebs eine große Unterstützung bieten. Forscher können maßgeschneiderte Heilmittel in simulierter Umgebung entwickeln. Die Arbeit wurde im Fachjournal Science Advances veröffentlicht und trägt den Titel „Microengineered perfusable 3D-bioprinted glioblastoma model for in vivo mimicry of tumor microenvironment“. Wissenschaftlern aus Großbritannien gelang das 3D-Bioprinting von Gehirnstrukturen zur Behandlung neurodegenerativer Krankheiten.

Details zur Arbeit der Forscher

3D-Biodruck aktiver Tumor
Der 3D-Biodruck aktiver Tumore könnte die gezieltere Behandlung aggressiver Tumore ermöglichen (im Bild: Detailbilder aus der Studie)(Bild © Science Advances).

Das Glioblastom, einer der tödlichsten Hirntumore, konnte aus menschlichem Gewebe in 3D gedruckt werden. Die 3D-gedruckte Kopie enthält alle Bestandteile des bösartigen Tumors. Das 3D-gedruckte Modell enthält ein komplexes System blutgefäßähnlicher Röhren, durch die Blutzellen und Medikamente fließen können, wodurch ein echter Tumor simuliert wird, wie die Universität erklärt.

Prof. Ronit Satchi-Fainaro leitete die Studie. Sie ist für die Krebsforschung und Nanomedizin an der Universität verantwortlich. Das 3D-gedruckte Modell konnte mithilfe von Proben von neurochirurgischen Patienten des Ichilov-Krankenhauses in Tel Aviv hergestellt werden. Da das Team mit 2D-Petrischalenproben keine Proteine, die die Ausbreitung der Krebszellen unterstützen, erkennen konnte, wandte es sich dem 3D-Biodruck zu. Krebs verhält sich auf Kunststoffoberflächen ganz anders als im menschlichen Körper.

Sie erklärte:

„Wenn wir eine Probe aus dem Gewebe eines Patienten zusammen mit seiner extrazellulären Matrix entnehmen, können wir aus dieser Probe 100 winzige Tumore in 3D-Bioprinting drucken und viele verschiedene Medikamente in verschiedenen Kombinationen testen, um die optimale Behandlung für diesen spezifischen Tumor zu finden. Alternativ können wir zahlreiche Wirkstoffe an einem 3D-biogedruckten Tumor testen und entscheiden, welcher als potenzielles Medikament für die weitere Entwicklung und Investition am vielversprechendsten ist.“

Mit dem 3D-Bioprint untersuchte das Team zuerst die Rolle des P-Selectins bei der Förderung des Tumorwachstums bei Mäusen. Anfang des Jahres wurden Ergebnisse veröffentlicht, die Hoffnungen auf die Entwicklung von P-Selectin-Blockern weckten, welche das Krebswachstum hemmen könnten.

3D-Druck einer Nachahmung eines aktiven Tumors
Der 3D-Druck der Nachahmungen (im Bild) gelang mit Daten von Patienten aus der Neurochirurgie (im Bild: 3D-Druck eines Tumors)(Bild © Screenshot YouTube „Scientific breakthrough in the battle against cancer: First 3D printing of glioblastoma cancer tumor“).

Die Forscherin sagte:

„Wir fanden heraus, dass wir durch die Blockierung der Expression von P-Selectin die Mikroglia daran hindern, das Immunsystem zu unterdrücken und das Tumorwachstum im Gehirn zu unterstützen. Wir konnten dies erfolgreich an Mäusen und an Tumorzellen im 3D-Modell testen, mit sehr ermutigenden Ergebnissen. Unsere Innovation verschafft uns einen beispiellosen Zugang ohne zeitliche Begrenzung zu 3D-Tumoren, die das klinische Szenario besser nachahmen und eine optimale Untersuchung ermöglichen.“

Video: Wissenschaftlicher Durchbruch im Kampf gegen Krebs

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