Die Lösung unterstützt die Bildung komplexer Tumormikroumgebungen und verbessert die Aussagekraft von Organ-on-Chip-basierten Wirkstofftests
Die in Jena ansässige Dynamic42 GmbH bringt ihr neues Tumor Microenvironment (TME) Kit auf den Markt. Mit dem Produkt lassen sich perfundierte 3D-Tumormodelle erzeugen, die die strukturelle und zelluläre Komplexität der menschlichen Tumormikroumgebung realistisch nachbilden.
In Kombination mit dem DynamicOrgan® 3-Channel System fördert das Kit die Ausbildung feiner Gefäße, die sich um die Tumorspheroide verzweigen. Dadurch wird das Gewebe kontinuierlich mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt, und Wirkstoffe können realitätsnah über den Gefäßkanal appliziert werden. Damit rückt die präklinische Krebsforschung ein deutliches Stück näher an die menschliche Physiologie heran.
Konventionelle 2D-Zellkulturen erfassen viele entscheidende Eigenschaften solider Tumoren nur unvollständig und Ergebnisse aus Tiermodellen lassen sich oft nur begrenzt auf den Menschen übertragen. Das TME-Kit schließt hier eine wichtige Lücke: Es ermöglicht, Tumorzellen gemeinsam mit Stromazellen, Endothelzellen und Immunzellen in einer 3D-Matrix zu kultivieren. Unter diesen Bedingungen bilden sich feine Gefäßstrukturen aus, durch die Immunzellen im Modell zirkulieren und in das Tumorgewebe eindringen können. So entstehen realistische Bedingungen, um das Ansprechverhalten des Tumorgewebes auf therapeutische Substanzen, das Verhalten von Immunzellen und durch die Tumormikroumgebung gesteuerte Veränderungen präzise zu untersuchen und die biologischen Prozesse besser abzubilden als statische Systeme.
„Für uns ist das Tumor Microenvironment Kit wirklich ein großer Schritt nach vorn – sowohl für Dynamic42 als auch für die gesamte Cancer-on-Chip-Forschung“, sagt Dr. Thomas Sommermann, Leiter der Krebsforschung bei Dynamic42. „Zum ersten Mal können Forschende ganz unkompliziert ein vaskularisiertes 3D-Tumormodell aufbauen, das wirklich nah an der menschlichen Biologie ist. Das macht präklinische Daten deutlich aussagekräftiger und hilft dabei, neue Therapien schneller voranzubringen. Und ganz nebenbei eröffnet das Kit für uns einen völlig neuen Bereich: Wir erweitern unsere Plattform erstmals um ein eigenes Reagenzienprodukt, das perfekt zu unserem DynamicOrgan® System passt.“
Das TME-Kit enthält sämtliche Reagenzien und Zubehörmaterialien, die für die Erzeugung einer stabilen, blasenfreien extrazellulären Matrix im 3-Kanal-Biochip von Dynamic42 benötigt werden. Darin können Tumorspheroide oder einzelne Tumorzellen wachsen und mit Endothel- und Immunzellen interagieren. Unter Perfusion mit Wachstumsfaktoren bilden Endothelzellen ein Mikrogefäßnetzwerk aus, das den Tumorkanal mit den oberen und unteren Gefäßkanälen verbindet. Diese Konfiguration ermöglicht eine realistische Wirkstoffapplikation über die endotheliale Barriere hinweg und erleichtert Studien zu Immunzellinfiltration und -polarisation. Die durch den Fluss entstehenden mechanischen Reize prägen zudem die Tumormikroumgebung und können zelluläre Reaktionen sichtbar machen, die in statischen Kulturen nicht auftreten.
Die Technologie lässt sich in zahlreichen Bereichen der Krebsforschung einsetzen – etwa in der Immunonkologie, bei Wirksamkeitsstudien von Wirkstoffen, in der Neoangiogenese-Forschung oder bei Fragen zur Metastasierung und Invasion. Auch Wechselwirkungen zwischen Tumor und Stroma sowie zwischen Tumor und Immunsystem können damit realitätsnah untersucht werden. Darüber hinaus ermöglicht das System eine dynamische Wirkstoffgabe, einschließlich der Applikation instabiler Substanzen über externe Dosiereinheiten. In Verbindung mit In-Chip-Imaging, größeren Tumorgewebevolumina und einer einfachen Gewebegewinnung erhalten Forschende schnelle, artefaktarme Ergebnisse und profitieren insgesamt von deutlich höheren Datenqualität.
Das DynamicOrgan® 3-Channel System lässt sich nahtlos in gängige Zellkulturumgebungen integrieren und unterstützt die Perfusion über peristaltische Pumpen. Labore, die bereits über Pumpensysteme verfügen, können auch direkt das 3-Channel Kit einsetzen. Dieser offene und modulare Ansatz ermöglicht es Forschungsteams, die Gewebekomplexität flexibel ohne zusätzliche Investitionen zu erhöhen und eröffnet einen niedrigschwelligen Zugang zu fortgeschrittener Cancer-on-Chip-Forschung
Die Dynamic42 GmbH wurde 2018 gegründet und ist eine Ausgründung aus dem Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrum für Sepsis und Sepsisfolgen (Center for Sepsis Control and Care, CSCC) des Universitätsklinikums Jena. Dynamic42 vermarktet und entwickelt humane Organ-on-Chip-Modelle/ mikrophysiologische Systeme mit integrierten Komponenten des Immunsystems für die Erforschung und Testung von pharmazeutischen Produkten, neuartigen Therapien wie Nanopartikeln, Lebensmittelzusatzstoffen sowie chemischen Zusatzstoffen.
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- Krebsforschung (Wikipedia)
Krebs bezeichnet in der Medizin die unkontrollierte Vermehrung und das wuchernde Wachstum von Zellen, d. h. eine bösartige Gewebeneubildung (maligne Neoplasie) bzw. einen auch Krebsgeschwulst oder Malignom genannten malignen (bösartigen) Tumor. Bösartig bedeutet, dass neben der Zellwucherung auch Absiedelung (Metastasierung) und Invasion in gesundes Gewebe stattfindet. Im engeren Sinn sind die malignen epithelialen Tumoren (Karzinome), dann auch die malignen mesenchymalen Tumoren (Sarkome) gemeint. Im weiteren Sinne werden auch die bösartigen Hämoblastosen als Krebs bezeichnet, wie beispielsweise Leukämie als „Blutkrebs“. Gutartige Tumoren wie Muttermale und Fettgeschwülste (Lipome) werden in der Fachsprache nicht als Krebs bezeichnet, aber sie können trotzdem gefährlich werden, da sie entarten können oder lebenswichtige Organe in deren Funktion beeinträchtigen (etwa der Kleinhirn-Brückenwinkeltumor). Krebs ist im allgemeinen Sprachgebrauch ein Sammelbegriff für eine Vielzahl verwandter Krankheiten, bei denen Körperzellen unkontrolliert wachsen, sich teilen und gesundes Gewebe verdrängen und zerstören können. Nach aktuellem Stand des Wissens entwickeln Plazenta-Säugetiere häufiger aggressive Epitheltumoren im Vergleich zu anderen Spezies, der Grund hierfür könnte die Evolution der feto-maternalen Immuntoleranz sein. An sich kann unkontrolliertes Zellwachstum aber in allen mehrzelligen Lebewesen vorkommen. Krebs hat unterschiedliche Auslöser, die alle zu einer Störung des genetisch geregelten Gleichgewichts zwischen Zellzyklus (Wachstum und Teilung) und Zelltod (Apoptose) führen. Die sich den Krebserkrankungen widmende medizinische Fachdisziplin ist die Onkologie. - Medizin (Wikipedia)
Die Medizin (von lateinisch medicina) ist die Wissenschaft der Vorbeugung, Erkennung und Behandlung von Krankheiten, Verletzungen und Behinderungen bei Menschen und Tieren. Sie wird von medizinisch ausgebildeten Heilkundigen ausgeübt mit dem Ziel, die Gesundheit zu erhalten oder wiederherzustellen. Dabei handelt es sich meist um Ärzte, aber auch um Angehörige weiterer Heilberufe. Zum Bereich der Medizin gehören neben der Humanmedizin die Zahnmedizin, die Veterinärmedizin (Tiermedizin) und in einem weiteren Verständnis auch die Phytomedizin (Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten und Schädlingen). In diesem umfassenden Sinn ist Medizin die Lehre vom gesunden und kranken Lebewesen. Die Kulturgeschichte kennt eine große Zahl von unterschiedlichen medizinischen Lehrgebäuden, beginnend mit den Ärzteschulen im europäischen und asiatischen Altertum, bis hin zur modernen Vielfalt wissenschaftlicher Erkenntnisse. Die Medizin umfasst auch die anwendungsbezogene Forschung ihrer Vertreter zur Beschaffenheit und Funktion des menschlichen und tierischen Körpers in gesundem und krankem Zustand, mit der sie ihre Diagnosen und Therapien verbessern will. Die (natur)wissenschaftliche Medizin bedient sich dabei seit etwa 1845 zunehmend der Grundlagen, die Physik, Chemie, Biologie und Psychologie erarbeitet haben. Als Mediziner bezeichnet man eine Person, die Medizin studiert hat. - Tierversuche (Wikipedia)
Ein Tierversuch oder ein Tierexperiment ist ein wissenschaftliches Experiment an oder mit lebenden Tieren (Versuchstieren). Ziele von Tierversuchen sind Erkenntnisgewinn in der Grundlagenforschung sowie die Entwicklung und Erprobung neuer medizinischer Therapiemöglichkeiten. Die Forschung mit Versuchstieren wird in Universitäten und Forschungseinrichtungen, Pharmaunternehmen und Dienstleistungsunternehmen durchgeführt. Die meisten Tiere werden eigens für Forschungszwecke gezüchtet, nur sehr wenige werden dafür gefangen. Schätzungen zufolge wurden im Jahr 2005 weltweit zwischen 58 und 115 Millionen Wirbeltiere – vor allem Zuchtformen der Hausmäuse und Wanderratten, aber auch Hamster, Meerschweinchen, Kaninchen, Frettchen, Hunde und Primaten – für Tierversuche verwendet. 2017 belief sich die Schätzung auf 50–100 Millionen Wirbeltiere weltweit. Viele Versuchstiere sterben während der Experimente oder werden anschließend getötet. Die Aussagekraft (Relevanz für den Menschen) und ethische Vertretbarkeit von Tierversuchen sind umstritten.
