Dynamic42: Neues TME-Kit für bessere Labor-Krebsmodelle

Die Lösung unterstützt die Bildung komplexer Tumormikroumgebungen und verbessert die Aussagekraft von Organ-on-Chip-basierten Wirkstofftests

Die in Jena ansässige Dynamic42 GmbH (https://dynamic42.com) bringt ihr neues Tumor Microenvironment (TME) Kit (https://dynamic42.com/tumor-microenvironment-kit/) auf den Markt. Mit dem Produkt lassen sich perfundierte 3D-Tumormodelle erzeugen, die die strukturelle und zelluläre Komplexität der menschlichen Tumormikroumgebung realistisch nachbilden.

In Kombination mit dem DynamicOrgan® 3-Channel System (https://dynamic42.com/dynamicorgan-3-channel-kit/) fördert das Kit die Ausbildung feiner Gefäße, die sich um die Tumorspheroide verzweigen. Dadurch wird das Gewebe kontinuierlich mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt, und Wirkstoffe können realitätsnah über den Gefäßkanal appliziert werden. Damit rückt die präklinische Krebsforschung ein deutliches Stück näher an die menschliche Physiologie heran.

Konventionelle 2D-Zellkulturen erfassen viele entscheidende Eigenschaften solider Tumoren nur unvollständig und Ergebnisse aus Tiermodellen lassen sich oft nur begrenzt auf den Menschen übertragen. Das TME-Kit schließt hier eine wichtige Lücke: Es ermöglicht, Tumorzellen gemeinsam mit Stromazellen, Endothelzellen und Immunzellen in einer 3D-Matrix zu kultivieren. Unter diesen Bedingungen bilden sich feine Gefäßstrukturen aus, durch die Immunzellen im Modell zirkulieren und in das Tumorgewebe eindringen können. So entstehen realistische Bedingungen, um das Ansprechverhalten des Tumorgewebes auf therapeutische Substanzen, das Verhalten von Immunzellen und durch die Tumormikroumgebung gesteuerte Veränderungen präzise zu untersuchen und die biologischen Prozesse besser abzubilden als statische Systeme.

„Für uns ist das Tumor Microenvironment Kit wirklich ein großer Schritt nach vorn – sowohl für Dynamic42 als auch für die gesamte Cancer-on-Chip-Forschung“, sagt Dr. Thomas Sommermann, Leiter der Krebsforschung bei Dynamic42. „Zum ersten Mal können Forschende ganz unkompliziert ein vaskularisiertes 3D-Tumormodell aufbauen, das wirklich nah an der menschlichen Biologie ist. Das macht präklinische Daten deutlich aussagekräftiger und hilft dabei, neue Therapien schneller voranzubringen. Und ganz nebenbei eröffnet das Kit für uns einen völlig neuen Bereich: Wir erweitern unsere Plattform erstmals um ein eigenes Reagenzienprodukt, das perfekt zu unserem DynamicOrgan® System passt.“

Das TME-Kit enthält sämtliche Reagenzien und Zubehörmaterialien, die für die Erzeugung einer stabilen, blasenfreien extrazellulären Matrix im 3-Kanal-Biochip von Dynamic42 benötigt werden. Darin können Tumorspheroide oder einzelne Tumorzellen wachsen und mit Endothel- und Immunzellen interagieren. Unter Perfusion mit Wachstumsfaktoren bilden Endothelzellen ein Mikrogefäßnetzwerk aus, das den Tumorkanal mit den oberen und unteren Gefäßkanälen verbindet. Diese Konfiguration ermöglicht eine realistische Wirkstoffapplikation über die endotheliale Barriere hinweg und erleichtert Studien zu Immunzellinfiltration und -polarisation. Die durch den Fluss entstehenden mechanischen Reize prägen zudem die Tumormikroumgebung und können zelluläre Reaktionen sichtbar machen, die in statischen Kulturen nicht auftreten.

Die Technologie lässt sich in zahlreichen Bereichen der Krebsforschung einsetzen – etwa in der Immunonkologie, bei Wirksamkeitsstudien von Wirkstoffen, in der Neoangiogenese-Forschung oder bei Fragen zur Metastasierung und Invasion. Auch Wechselwirkungen zwischen Tumor und Stroma sowie zwischen Tumor und Immunsystem können damit realitätsnah untersucht werden. Darüber hinaus ermöglicht das System eine dynamische Wirkstoffgabe, einschließlich der Applikation instabiler Substanzen über externe Dosiereinheiten. In Verbindung mit In-Chip-Imaging, größeren Tumorgewebevolumina und einer einfachen Gewebegewinnung erhalten Forschende schnelle, artefaktarme Ergebnisse und profitieren insgesamt von deutlich höheren Datenqualität.

Das DynamicOrgan® 3-Channel System lässt sich nahtlos in gängige Zellkulturumgebungen integrieren und unterstützt die Perfusion über peristaltische Pumpen. Labore, die bereits über Pumpensysteme verfügen, können auch direkt das 3-Channel Kit einsetzen. Dieser offene und modulare Ansatz ermöglicht es Forschungsteams, die Gewebekomplexität flexibel ohne zusätzliche Investitionen zu erhöhen und eröffnet einen niedrigschwelligen Zugang zu fortgeschrittener Cancer-on-Chip-Forschung

Die Dynamic42 GmbH wurde 2018 gegründet und ist eine Ausgründung aus dem Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrum für Sepsis und Sepsisfolgen (Center for Sepsis Control and Care, CSCC) des Universitätsklinikums Jena. Dynamic42 vermarktet und entwickelt humane Organ-on-Chip-Modelle/ mikrophysiologische Systeme mit integrierten Komponenten des Immunsystems für die Erforschung und Testung von pharmazeutischen Produkten, neuartigen Therapien wie Nanopartikeln, Lebensmittelzusatzstoffen sowie chemischen Zusatzstoffen.

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