Etablierung eines patientenabgeleiteten 3D-Tumormodells für Brustkrebspatientinnen

Abstract

Die Organoidtechnologie birgt viele Vorteile gegenüber anderen Mammakarzinom-Kulturmodellen und stellt einen viel beforschten Hoffnungsträger für die personalisierte Therapie dieser vielseitigen Krankheitsentität dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte eine patientenabgeleitete Tumorzellbank mit für die Anzucht in dreidimensionalen Organoidkulturen geeigneten Proben 178 verschiedener Mammakarzinome geschaffen werden. Diese Tumorzellbank repräsentiert die Verhältnisse in der Gesamtheit der Brustkrebsfälle in der Allgemeinbevölkerung hinsichtlich vieler wichtiger Patienten- und Tumormerkmale und vermag es, die Vielfalt dieses komplexen Krankheitsbildes abzubilden. Die Erfolgsrate bei der Langzeit-Etablierung unserer Organoidmodelle betrug in etwa 50%. Wir betrachteten mehrere mögliche Einflussfaktoren auf den Etablierungserfolg und kamen zu dem Schluss, dass Merkmale des Originaltumors, welche mit einem aggressiveren Phänotyp assoziiert sind, in der Regel mit einer geringeren Erfolgsquote bei der Etablierung der entsprechenden Organoidmodelle einhergingen. Besonders auffällig war diese Korrelation für den immunhistochemisch triple negativen Rezeptorstatus. Daher starteten wir einen Versuch zur Optimierung des Organoid-Kulturmediums für Organoidmodelle von Karzinomen mit dieser Eigenschaft. Wir gingen dabei von einer Beeinträchtigung des Wachstums dieser Organoidkulturen durch bestimmte Mediumfaktoren auf Grund bei diesem Tumorsubtyp häufig vorhandener Mutationen in einigen intrazellulären Signalkaskaden, welche wichtige Aspekte des Tumorwachstums regulieren, aus. Leider zeigten diese Modifikationen des Mamma(karzinom)-Organoid-Nährmediums im Rahmen der vorliegenden Studie nicht den gewünschten Erfolg, da sie das Wachstum von Organoidkulturen triple negativer Mammakarzinome nicht zu verbessern vermochten. Unser Ansatz birgt jedoch noch viel weiteres Forschungspotenzial. Da eine Beibehaltung wichtiger Merkmale der Originaltumoren für einen lohnenden Einsatz von Mammakarzinom-Organoidmodellen in der Erforschung dieser Erkrankung und für die Findung potenzieller personalisierter Therapieansätze essenziell ist, überprüften wir diesen Aspekt mit Hilfe immunhistochemischer Methoden und einer Methodik zur Feststellung des TP53-Mutationsstatus; des am häufigsten mutierten Gens in humanem Brustkrebs. Leider stimmten die meisten der von uns untersuchten Merkmale der Organoidmodelle nach mehrmaliger Passagierung nicht mit den Merkmalen der Originaltumoren überein. Wir vermuten als Ursache hierfür einen geno- und phänotypischen Drift innerhalb der Organoidkulturen mit Selektionierung residueller normaler, genetisch weniger aberranter Zellen, wie er bereits in vorherigen Studien zur Etablierung von Mammakarzinom-Organoidmodellen beobachtet werden konnte. Bevor das Organoidmodell also in Zukunft die Grundlage für eine wahrhaft personalisierte Therapie des humanen Brustkrebs bieten kann, müssen die aktuell angewandten Kulturbedingungen und insbesondere die Zusammensetzung des Mamma(karzinom)-Organoid-Kulturmediums noch spezifischer auf die Bedürfnisse maligner Mammakarzinomzellen abgestimmt und außerdem vereinheitlicht werden.