Datenbanken für Tumormodelle

Seit dem 1. Januar 2024 fördert das Bayerische Zentrum für Krebsforschung (BZKF) ein neues Projekt am Würzburger Universitätsklinikum. In seinem Mittelpunkt stehen sogenannte „präklinische Modelle“, die für die medizinische Forschung unverzichtbar sind.

Wenn beispielsweise Forschende in ihren Experimenten eine potenziell interessante Zielstruktur für eine neue oder ergänzende Therapie in einem bestimmten Tumor entdecken, können sie mit diesen Modellen die Therapie auf ihre Wirksamkeit testen und gegebenenfalls im nächsten Schritt im lebenden Organismus im Tiermodell erproben. Zur Anwendung kommen dabei in der Regel Tumor-Organoide – also organähnliche Mikrostrukturen. In der Würzburger Datenbank finden sie Informationen, wo welche Modelle vorgehalten werden und wer für die Durchführung der Experimente kontaktiert werden kann.

Die Organoide helfen ihnen dabei, Krankheitsmechanismen zu verstehen, Therapieansätze zu testen, die Sicherheit dieser Therapien zu bewerten und Hinweise für eine mögliche Dosierung neuer Therapeutika zu erhalten. Die Datenbank verkleinert somit die Lücke zwischen Grundlagenforschung und früher klinischer Anwendung und beschleunigt die translationale Forschung,

Professor Nicolas Schlegel, Sprecher des Leuchtturms und Inhaber des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie am Uniklinikum Würzburg (UKW), zieht mit seinem Team – Professor Christoph Otto, Anne Rech und Dr. Mahasen Saati – Zwischenbilanz: „Wir haben inzwischen zwei standortübergreifende Datenbanken als interaktive Informations-, Dokumentations- und Austauschplattformen für die präklinische Forschung realisiert. Eine Plattform für die Target-Validierung ist im Aufbau“, informiert Schlegel.

Plattform für Target-Validierungen

Mit der zentralen Einheit für Target-Validierungen sollen Ansatzpunkte für neue Arzneimittel erforscht werden. „Hier etablieren wir gerade ein präklinisches Modell, das uns hilft, bestimmte, bisher unzugängliche Zielstrukturen in Tumorzellen zu charakterisieren. Dies ist eine Validierungsmöglichkeit für die Entwicklung einer neuen Klasse von Arzneistoffen, die krankmachende Proteine im Körper gezielt abbauen kann“, berichtet Professorin Gabriele Büchel. Die Molekularbiologin im Biozentrum der Julius-Maximilians-Universität Würzburg ist ebenfalls Teil des Projekts. Die Etablierung läuft derzeit in Tiermodellen und in humanen Organoiden.

Datenbank mit derzeit 100 humanen Tumor-Organoiden

Die Technologie dahinter ist ein großer Schwerpunkt der Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie am UKW. Aus Gewebespenden von Patientinnen und Patienten baut das Team Organoid-Modelle. „Wir züchten Organoide aus Tumoren, aus entzündlichem Gewebe, aber auch aus gesundem Gewebe“, schildert Rech. Die Wissenschaftlerin ist im Projekt für die dazugehörige Datenbank zuständig, welche bereits 100 patientenabgeleitete Organoide (PDO für patient-derived organoids) aus den bayerischen BZKF-Standorten umfasst.

Zusätzlich sind Protokolle zur Kultivierung und zum Austausch der PDOs hinterlegt. Kooperationen mit anderen BZKF-Translationsgruppen sollen die Implementierung weiterer PDOs ermöglichen. Die Erweiterung der Datenbank um Informationen zu Maus-Organoiden ist ebenfalls geplant.

Datenbank mit aktuell 13 Tiermodellen

Die Datenbank „Onkologische Tiermodelle“ sammelt Informationen über Tiermodelle. Derzeit sind die Beschreibungen von 13 Tiermodellen aus den BZKF-Standorten hinterlegt. Die Eingabe weiterer etablierter Modelle ist in Vorbereitung. Darüber hinaus soll die Datenbank auch um Modelle für tumorfördernde Erkrankungen wie Adipositas oder chronische Entzündungen erweitert werden.

 „Unsere Datenbank für onkologische Tiermodelle dient dazu, relevante Angaben zum Versuchsvorhaben zu standardisieren und damit den Weg zum Erkenntnisgewinn zu beschleunigen. Außerdem sind Schulungsvideos für diese Modelle geplant“, erläutert Dr. Saati, die für die onkologischen Tiermodelle zuständig ist, „insgesamt wollen wir mit unserem Projekt den Informationsaustausch zwischen Genehmigungsbehörde, Tierschutzbeauftragen und Antragstellern informativer und transparenter machen.“ Eine Optimierung und der Austausch, die letztlich die Reduktion solcher Versuche ermöglichen, sind hierbei wichtige Ziele.

Beitrag zur Weiterentwicklung innovativer Krebsforschung

Langfristiges Ziel ist die inhaltliche Verknüpfung beider Datenbanken. Die Kombination von Mensch- und Maus-Organoiden in Verbindung mit Tiermodellen soll eine optimale Strategie für die präklinische Krebsforschung ermöglichen. „Mit diesen Maßnahmen leisten wir einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung innovativer Krebsforschung und zur Umsetzung des 3R-Prinzips: Vermeiden von Tierversuchen (replace) Minimieren der Anzahl von Versuchen und Versuchstieren (reduce) und die Vermeidung der Belastung (refine)“, kommentiert Christoph Otto, stellvertretender Sprecher des Leuchtturms.

Je mehr sich registrieren, desto besser wird das Netzwerk

Die Daten und Modelle kommen bislang von den BZKF-Standorten in Augsburg, Erlangen, München, Regensburg und Würzburg. „In erster Linie ist die Datenbank für alle Kooperationspartner des BZKF gedacht, aber natürlich können sich auch andere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler registrieren, die translational forschen und sich einen standortübergreifenden Überblick über die Verfügbarkeit humaner Organoid-Modelle verschiedener Tumorentitäten und Tiermodelle verschaffen möchten“, sagt Schlegel, „je mehr sich registrieren, desto besser wird das Netzwerk.“

Ein Kontaktformular für die Registrierung gibt es auf der Webseite des Lehrstuhls für Experimentelle Viszeralchirurgie.