Neue 3D-Krebsmodelle zur Überwindung von Immunbarrieren des Multiplen Myeloms

Verantwortliche Personen:
AG Beilhack – Medizinische Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg
Ag-Beilhack-2021

Abbildung 1:

Die Abbildung zeigt 3D Myelom-Sphäroide mit Gefäß- und Stromazellen und den bösartigen Multiplen Myelomzellen (in grün).

Team

 

Das Team um Prof. Beilhack untersucht die wechselseitigen Interaktionen von Krebszellen mit der Gewebeumgebung und wie körpereigene Immunabwehrmechanismen gegen Krebs aktiviert werden können. Hierfür arbeitet die Forschergruppe über traditionelle Fachgrenzen hinaus mit optischen Bildgebungsmethoden, In-vivo- und In-vitro-Modellen. Das interdisziplinäre Team setzt sich aus erfahrenen Biologen, Molekularbiologen, Biochemikern, Bioinformatikern, technischen Assistenten und Klinikern zusammen.

Motivation und Innovation

 

Ziel unserer Forschung ist die personalisierte Immuntherapie von Krebserkrankung, ohne Chemotherapie. Um dieses Ziel zu erreichen, wollen wir die Abwehrsysteme direkt in Tumorproben messen und funktionell testen. Hierfür wollen wir dreidimensionale Tumorsphäroide aus Knochenmarkproben von Myelompatienten herstellen, die uns erlauben im Forschungslabor neue Immuntherapiekonzepte im Zeitverlauf zu untersuchen. Wir wollen gezielt Abwehrmechanismen der Krebszellen ausschalten und durch Veränderung der Tumorumgebung das körpereigene Immunsystem reaktivieren. Zwei bereits bekannte Immuncheckpoints werden bereits erfolgreich bei der Behandlung von Lungen- und Hautkrebs therapeutisch ausgenützt (Nobelpreise an Prof. James Allison und Prof. Tasuku Honjo im Jahr 2018). Welche Immuncheckpoints eine effektive Immunantwort gegen Krebszellen beim Multiplen Myelom und anderen Krebserkrankungen, die in das Knochenmark metastasieren, verhindern, ist noch nicht gut erforscht. Dieses Projekt soll die Basis für neue Behandlungsstrategien bilden, um die körpereigene Immunantwort gegen Krebs zu aktivieren.

 

Welche Ziele verfolgt das Projekt?

 

In diesem Projekt wollen wir dreidimensionale Tumorsphäroide aus dem Knochenmark von Krebspatienten herstellen, die uns helfen sollen, subtile Veränderungen des Tumormilieus zu analysieren und therapeutisch zu manipulieren, um gezielt das Immunsystem gegen die Krebszellen zu aktivieren.

Ansatz des Forschungsprojektes

 

Die Herstellung von dreidimensionalen Tumorsphäroiden ist kompliziert. Erste Erfolge mit Zelllinien und Knochenmarkstroma- und -gefäßzellen sollen jetzt mit direkt aus Patienten gewonnenen Zellen etabliert werden. Anschließend wollen wir die wechselseitige Beeinflussung von Myelomzellen und Stroma untersuchen, um diese im nächsten Schritt therapeutisch so zu beeinflussen, dass gezielt eine schützende Immunantwort entfacht werden kann. Diese präklinische Forschung soll als Vorstufe eine spätere Anwendung von neuen Immuntherapeutika in Patienten ermöglichen.

 

 

Welche Krebserkrankung soll behandelt werden?

 

Im Fokus dieses Forschungsprojekts steht das Multiple Myelom. Da Tumorzellen bei anderen Krebserkrankungen ebenfalls bevorzugt in den Knochen metastasieren (z.B. Brust-, Prostata- oder Lungen-, Schilddrüsen- oder Nierenkrebs), vermuten wir, dass unsere Beobachtungen auch auf andere Krebserkrankungen übertragbar sein werden.

Warum soll das Forschungsprojekt unterstützt werden?

 

Bislang konnte man Krebszellen von Myelompatienten nur sehr kurz im Labor züchten und die Myelomforschung wurde hauptsächlich mit Zelllinien oder nur in Kurzzeitversuchen durchgeführt. Da die 3D-Myelomsphäroide die Tumorumgebung besser wiedergeben sollen, als dies bislang technisch möglich war, kann die Beeinflussung des Immunsystems über längere Zeiträume in einer Laborumgebung untersucht werden und verschiedene therapeutische Ansätze an Patientenproben gleichzeitig getestet werden. Diese innovative Strategie verspricht daher, in Zukunft personalisierte Behandlungskonzepte systematisch vor Behandlungsbeginn untersuchen zu können, um im Anschluss auf den Patienten maßgeschneiderte Immuntherapien anbieten zu können, die in Zukunft bisherige Chemotherapeutika ersetzen könnten.

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