Glioblastome gelten als die aggressivsten bösartigen Hirntumoren bei Erwachsenen und stellen eine erhebliche Herausforderung in der Onkologie dar. Diese Tumoren wachsen schnell, infiltrieren umgebendes Hirngewebe und sind gegen viele Therapeutika resistent. Die mittlere Überlebenszeit nach Diagnosestellung beträgt etwa 18 Monate, was die Dringlichkeit von Forschungsinitiativen in diesem Bereich unterstreicht. In diesem Kontext hat die Klinische Neurobiologie des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) ein innovatives 3D-Zellkultursystem entwickelt. Dieses Modell ermöglicht es, Glioblastomzellen und gesunde Gehirnzellen in einer für die Forschung relevanten Mikroumgebung zu untersuchen, wie auf der Webseite des UKW berichtet wird.
Das 3D-Modell basiert auf Neuronen, Astrozyten und Tumorzellen von Mäusen und simuliert die Mikroumgebung des Tumors einschließlich der Zell-Zell-Interaktionen realistisch. Die Hauptziele dieser Forschung sind die Untersuchung von Chemotherapeutika und deren Wirkmechanismen auf das Tumorwachstum. Prof. Dr. Carmen Villmann hebt die Relevanz des Modells für die translationale Forschung hervor. Um die Stabilität des Modells zu unterstützen, kommen spezielle biokompatible Gerüste aus Mikrofasern zum Einsatz, die Langzeitstudien über mehrere Wochen ermöglichen.
Forschung und zukünftige Entwicklungen
Der nächste Schritt der Forschung umfasst die Überführung des 3D-Modells in ein rein humanes Modell, bei dem induzierte pluripotente Stammzellen und humane Glioblastomzellen verwendet werden. Dieses Projekt ist Teil des Sonderforschungsbereichs SFB TRR 225, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Ziel dieses Sonderforschungsbereichs ist die Entwicklung und Charakterisierung eigener Hydrogele und Gewebemodelle für translationale Ansätze. Dabei spielt ein Hydrogel, das auf Hyaluronsäure basiert, eine zentrale Rolle, da es eine biochemische Umgebung bietet, die das Zellwachstum fördert.
Zusätzlich zu den Herausforderungen, die Glioblastome mit sich bringen, bringt eine andere Untersuchung die Notwendigkeit deutlich ans Licht, verbesserte Werkzeuge zur Erforschung dieser Tumoren zu entwickeln. Laut einer Analyse auf der Website der National Institutes of Health ist das Glioblastom der häufigste und bösartigste primäre Gehirntumor bei Erwachsenen, klassifiziert als Grad IV Astrozytom. Bemerkenswert ist die unrealistische Prognose für betroffene Patienten: Die mediane Überlebenszeit nach Behandlung beträgt etwa 15 Monate, was auf die intrinsische Resistenz dieses Tumors gegen Therapien hinweist.
Der Einsatz von 3D-Bioprinting-Techniken zur Herstellung volumetrischer Modelle von Glioblastomen kann dazu beitragen, die Tumorbiologie besser zu verstehen und geeignete Chemotherapeutika zu identifizieren. Diese Techniken ermöglichen die Schaffung von Mikroumgebungen, in denen die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Zelltypen nachgeahmt werden können, was entscheidend für zukünftige therapeutische Ansätze ist. Unter den unterschiedlichen molekularen Subtypen von Glioblastomen, die unterschiedliche genetische Veränderungen aufweisen, ist es wichtig, patientenspezifische Modelle zu erstellen, um therapeutische Ziele zu identifizieren und die maximale Wirksamkeit von Behandlungen zu gewährleisten.
