Etablierung eines 3D Gewebemodells für die translationale Forschung am Malignen Pleuramesotheliom

• Published in: Zentralblatt für Chirurgie - Zeitschrift für Allgemeine, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
• Main Authors: Rampeltshammer, E, Fecher, D, Steinke, M, Dandekar, G, Walles, T
• Format: Conference Proceeding
• Language: German
• Published: 08.09.2016
• ISSN: 0044-409X; 1438-9592
• DOI: 10.1055/s-0036-1587534

Hintergrund: Das maligne Pleuramesotheliom (MPM) ist ein aggressiver Tumor der Pleura, der multimodal behandelt wird, aber schlecht auf Chemotherapie und Bestrahlung anspricht. Die Entwicklung neuer medikamentöser Behandlungsverfahren ist durch das Fehlen repräsentativer präklinischer in vitro und in vivo Modelle schwierig. Mittels Tissue Engineering Verfahren wollen wir deshalb ein dreidimensionales (3D) MPM Modell, das die humane MPM Tumorbiologie abbildet, etablieren. Material und Methode: Die MPM Zelllinien MSTO211 H und JL-1 sowie Tumorbiopsien aus OP Präparaten wurden auf einer azellulären porcinen biologischen Trägerstruktur (BioVaSc) unter statischen Kulturbedingungen und in einem Bioreaktor-System unter Perfusion kultiviert. Aus OP Präparaten wurden tumor-assoziierte Fibroblasten (TAF) isoliert und zugegeben. Diese 3D Ko-Kulturen stellen so komplexe biologische MPM Modelle dar und können für die Wirkstoffentwicklung und -testung verwendet werden. Die Modelle wurden histologisch und immunhistologisch charakterisiert (Calretinin etc). Ergebnis: Beide Zelllinien bilden in statischer Kultur mehrere Zellschichten aus. Im Unterschied zu etablierten 2D Kulturverfahren zeigte die 3D Kultur auf der BioVaSc ein homogeneres zelluläres Wachstumsmuster und eine erniedrigte Proliferationsrate. Die unter dynamischen Bedingungen kultivierten MPM Modelle zeigten deutlich mehr Tumorzellmasse auf der BioVaSc. In den Ko-Kulturmodellen migrierten die TAFs in die BioVaSc, während die Tumorzellen weiterhin auf der (ehemals) epithelialen Seite blieben. Schlussfolgerung: Die 3D Kultivierungsbedingungen bieten den MPM Zellen und den einwandernden TAF ein physiologischeres Mikroenvironment, das den tatsächlichen in vivo Verhältnissen eher entspricht. Durch die Kombination mit einem Bioreaktorsystem, das eine bessere Nährstoffversorgung und die Erzeugung von shear stress ermöglicht, gleicht sich das Tumorzellwachstum der klinischen Situation an. Das Wachstum primärer Zellen auf und deren Migration in die Matrix ist die Voraussetzung für den Aufbau patienten-spezifischer MPM Modelle.