22.12.2015 - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Neue Plattform für Gefäß- und Tumorforschung reduziert Tierversuche

VOGiM-Zellkulturtechnik ermöglicht Beobachtung des Tumorwachstums

Bösartige Tumore sind unter anderem gekennzeichnet durch die Bildung massiver Gefäße und der Umgehung des Immunsystems. Eine neu entwickelte Zellkulturtechnik erlaubt es nun, die Vorgänge des Tumorwachstums direkt in Echtzeit und ohne Verwendung aufwendiger Tierversuche zu studieren. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) befassten sich dabei insbesondere mit Hirntumoren. Das Team um den Neurowissenschaftler PD Dr. Nicolai Savaskan hat hierbei eine 3D-Zellkulturtechnik namens VOGiM (Vascular Organotypic Glioma Impact Model) entwickelt, die es ermöglicht, die Gefäßbildung von Tumoren und deren Interaktion mit Immunzellen in einem organotypischen Kontext über mehrere Tage zu verfolgen. Mit dieser neuen Technik lassen sich neue Medikamente und Therapien direkt analysieren und Nebenwirkungen schneller und besser erfassen als mit Hilfe von konventionellen Zellkulturtechniken. Darüber hinaus hilft die VOGiM-Technik, bei Gefäßstudien auf Tierversuche zu verzichten oder diese zumindest zu reduzieren.

„Das VOGiM ist eine komplexe Technik, die das Studium von Tumoren in Echtzeit und unter klinisch realistischen Bedingungen ermöglicht - und das alles ohne Versuche am lebenden Tier“, sagt Studienleiter Dr. Nic Savaskan. Für diese Technik werden Gewebeproben von Nagetierhirnen mit Tumorzellen mit fluoreszierenden Reportergenen infiziert. Im Experiment werden dann unter anderem das Wachstum von Tumorzellen und Blutgefäßen und das Absterben von Zellen beobachtet sowie der Einfluss von Medikamenten auf diese Entwicklungen getestet. Savaskan erläutert: „Auch wenn mit dem VOGiM nicht komplett auf Tierversuche verzichtet werden kann, ist dies eine großartige Plattform: Mit ihr können neue Medikamente und Moleküle auf ihre Wirksamkeit gegen Gliome, also Tumore des zentralen Nervensystems, reproduzierbar und relativ zügig getestet werden. Auch die Nebenwirkungen so gut wie jeden Medikaments können wir damit erforschen“. Ziel der Erlanger Wissenschaftler ist nun, neue Hybridmoleküle aus der Pflanzen- und Tierwelt in diesem klinisch relevanten Testsystem zu überprüfen und damit rasch neue Behandlungsstrategien zu entwickeln.

Hirntumore treten besonders durch ihre zerstörerischen Auswirkungen auf die Zellumgebung und die Blutgefäße hervor. Wassereinlagerungen rund um den Tumor sind eine häufige Begleiterscheinung. Sie lassen das Hirn anschwellen und erhöhen so den Druck innerhalb des Schädels gefährlich. Im schlimmsten Fall kann die Schwellung auf das Atemzentrum oberhalb der Halswirbelsäule drücken und innerhalb kurzer Zeit zum Erstickungstod führen. Ursachen der Hirnschwellung sind krankhafte Veränderungen der Tumorgefäße und ein gestörtes Immunsystem bei Hirntumoren. Die Wassereinlagerungen entstehen durch die Tumorzellen, die umliegende Gefäße und Zellen schädigen und für Flüssigkeiten durchlässiger machen. Die neue VOGiM Technik erlaubt hierbei, sowohl Tumorgefäße als auch das Immunsystem des Gehirns genau zu verfolgen und den Einfluss von neuartigen Therapeutika zu studieren.

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