Wirkstoff-Screening

Um den Effekt neuer Wirkstoffe auf DIPG Zellen zu untersuchen, werden in unserem Labor jede Woche Millionen von Tumorzellen mit verschiedenen Substanzen behandelt.

Toxizität

Viele Wirkstoffe, die in der Lage sind, Tumorzellen abzutöten, haben auch erheblichen Einfluss auf gesunde Zellen des menschlichen Körpers. 

In der Krebstherapie äußert sich dieser Effekt auf nicht maligne Zellen in Form von teils schweren Nebenwirkungen. Wirkstoffe, die nicht gezielt genug auf Tumorzellen wirken, führen in der Klinik häufig zur Dosislimitierung. Das bedeutet, dass Patienten aufgrund von Nebenwirkungen nicht die Dosis erhalten können, die nötig wäre, um den Tumor aktiv zu bekämpfen. Da es sich bei DIPG-Patienten in aller Regel um Kinder handelt, ist es besonders wichtig, dosislimitierende Toxizitäten möglichst früh zu identifizieren. Zu diesem Zweck erstellen wir Zellmodelle der wichtigsten Organsysteme des Menschen. Mit Hilfe von pluripotenten Stammzellen können wir so menschliche Herzmuskelzellen, Nierenzellen, Leberzellen und viele andere Zellarten in großer Anzahl generieren und den Effekt von vielversprechenden DIPG-Wirkstoffen auf diese nicht malignen Zellpopulationen untersuchen. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Effekt der Wirkstoffe auf Nervenzellen. Da wir Medikamente identifizieren, die in der Lage sind, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, ist es besonders wichtig, eine Neurotoxizität dieser Wirkstoffe auszuschließen, da diese ungehindert ins zentrale Nervensystem gelangen können. Mit unseren Toxizitäts-Analysen generieren wir wertvolle Informationen für behandelnde Ärzte und identifizieren Therapien mit weniger dosislimitierenden Nebenwirkungen.

Komplexe Tumormodelle

Bei DIPG handelt es sich um einen komplexen Tumor. 

Er wächst diffus in das umliegende gesunde Gewebe ein und interagiert mit diesem. Daraus ergeben sich für die einzelnen Tumorzellen unterschiedliche Umgebungsbedingungen. Zudem gibt es innerhalb eines DIPGs verschiedene Tumorzellpopulationen. Um neue Therapieoptionen finden und testen zu können, müssen die Tumorzellen auch im Labor Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden, wie sie im menschlichen Gehirn herrschen. Eines unserer Projekte beschäftigt sich daher mit der Integration von DIPG Zellen in „Mini-Gehirne“. Diese Mini-Gehirne sind dreidimensionale Strukturen von ca. 5mm Größe und werden aus menschlichen Stammzellen generiert. Die Mini-Gehirne beinhalten zahlreiche Zellarten des menschlichen Gehirns und erzeugen so optimale und realitätsnahe Wachstumsbedingungen für Gehirntumorzellen. Mit diesem Modell können wir hunderte von Wirkstoffen testen und neben dem Effekt der Therapeutika auf verschiedene Tumorpopulationen auch den Effekt auf die normalen, nicht malignen Gehirnzellen testen.