Gehirntumoren aus der Petrischale
Am IMBA (Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften) wurde ein neuartiges Modellsystem für Hirntumoren entwickelt, um die Wirkung von Krebsgenen gezielt zu erforschen und Krebsmedikamente zu testen.
In den letzten Jahren wurden in großen Sequenzierungsprojekten Tausende von Mutationen katalogisiert, die in Patiententumoren gefunden wurden und die darüber entscheiden, ob sich gesunde Zellen zu Krebszellen entwickeln. Bis dato fehlte aber ein geeignetes Modell, um die Wirkung dieser Mutationen im menschlichen Gehirn zu erforschen. Die am IMBA entwickelten Gehirn-Organoide werden hier eine treibende Rolle spielen: Das Modellsystem für Hirntumoren erlaubt es, den Prozess der Krebsentstehung im Gehirn in der Petrischale nachzuspielen. Diese kleinen Organoide reproduzieren Aspekte des menschlichen Gehirns detailgetreu, wie z. B. seine verschiedenen Zelltypen und Entwicklungsstadien oder die Anhäufung von Mutationen in Tumoren. Mit ihnen kann man daher die Art und Weise, wie Tumoren entstehen, nachvollziehen und außerdem neue Therapien erproben.
In den neoplastischen Organoiden lassen sich durch moderne Genom-Editing-Systeme wie etwa CRISPR/Cas9 und sogenannte Sleeping-Beauty-Transposons Mutationen, die häufig bei Krebspatienten gefunden werden, in die Zellen einbringen. Durch Änderungen in einzelnen Genen oder Genkombinationen wollen die Wissenschaftler zwischen krebsauslösenden und weniger gravierenden Mutationen unterscheiden. Sobald sich ein Tumor entwickelt hat, können sie bestimmte Mutationen genauer unter die Lupe nehmen, um festzustellen, ob der jeweilige Gendefekt auch für das langfristige Überleben des Tumors essenziell ist. Denn jede genetische Veränderung, die dazu führt, dass der Tumor schrumpft oder verschwindet, könnte ein guter Kandidat für zukünftige Therapien sein.
Josef Gulden
Bian S et al. Genetically engineered cerebral organoids model brain tumor formation. Nature Methods 2018 [Prepub ahead of print, DOI: 10.1038/s41592-018-0070-7].