Málaga ist Vorreiter bei der Erzeugung von Organen und Tumoren im Labor für die Erprobung neuer Medikamente

Die Biobank von Málaga, eine Einrichtung zur Unterstützung der Forschung, die eine organisierte Sammlung menschlicher biologischer Proben und zugehöriger Daten zur Förderung wissenschaftlicher Studien beherbergt, ist derzeit landesweit führend bei der Erzeugung so genannter Organoide, einer Miniaturdarstellung eines menschlichen Organs (oder z. B. eines Tumors oder eines anderen pathologischen Gewebes), eines 3D-Modells, das in einem Labor aus Gewebekulturen von Patienten nachgebildet wird, wodurch wir unsere Medikamente und Behandlungen testen oder beobachten können, wie sich eine bestimmte Krankheit in diesem Organ entwickelt.

Diese Tätigkeit ist der Schlüssel für die Zukunft der Präzisionsmedizin und der Transplantation. Die Biobank der Provinz Málaga ist eine Einrichtung, die in den öffentlichen Krankenhäusern der Provinz angesiedelt ist, vor allem im Regionalen Universitätskrankenhaus, in der Universitätsklinik Virgen de la Victoria und am Krankenhaus der Costa del Sol, und sie ist auch Teil des Biomedizinischen Forschungsinstituts von Málaga (IBIMA-Bionand-Plattform) und der Biobank des andalusischen öffentlichen Gesundheitssystems (SSPA).

«Wir arbeiten derzeit an der Erzeugung einer Art 3D-Kultur, die als Organoid bezeichnet wird, einer Miniaturdarstellung eines menschlichen Organs aus Holz. Dieses Modell ermöglicht es uns, Medikamente zu testen oder Wirkmechanismen zu entschlüsseln, die uns helfen, Krankheiten besser zu verstehen und sie somit in der personalisierten Medizin effizienter zu diagnostizieren und zu behandeln. Außerdem wird durch diese Modelle der Einsatz von Versuchstieren erheblich reduziert», erklärte Tatiana Díaz Córdoba, Koordinatorin der Biobank.

«Das Ziel ist es, über ein Rohmaterial zu verfügen, das zur Verbesserung von Forschungsstudien und in Zukunft zur Personalisierung von Behandlungen für Patienten verwendet werden kann», betont Pedro Emilio Ferro Gallego, Leiter der Abteilung Zelllinien/Organoide der Biobank.

«Die Idee besteht darin, im Labor in kleinem Maßstab ein Organ eines Patienten oder sogar ein pathologisches Gewebe wie einen Tumor zu reproduzieren. Auf diese Weise können wir die Pathologie dieser Person oder die Krankheit selbst untersuchen und die Symptome entdecken, die uns helfen können, nach möglichen Behandlungen zu suchen oder sogar verschiedene Behandlungen zu testen», erklärte Pedro Ferro Gallego gegenüber SUR.

Um ein Organoid herzustellen, «entnimmt man ein Stück Gewebe aus einer Biopsie, die einem Patienten entnommen wurde. Dann gibt es eine Reihe sehr spezifischer Kulturmedien für jedes Organoid. Ein Nährmedium ist wie eine wachsende Flüssigkeit, es gibt Verbindungen, die das Wachstum fördern, und dann gibt es eine Reihe spezifischer Verbindungen, die von jedem Gewebe abhängen. Tumorgewebe hat bestimmte Zusätze, ein Nierenorganoid hat andere.

Das Gewebe wird in einem «Ofen, d. h. einem Inkubator, mit einer bestimmten Temperatur und CO2-Konzentration, in der Regel bei 37 Grad, gezüchtet, wodurch das Organoid wachsen und sich vermehren kann».

Derzeit, erklärt Ferro, stehen sie noch ganz am Anfang. Sie haben eine Reihe von «Kopf-Hals-Tumoren entwickelt, weil es eine onkologische Gruppe gibt, die die besten strahlentherapeutischen Behandlungen für diese Art von Tumoren testen will». Sie haben vier Organoide auf den Markt gebracht. Wir versuchen auch, mit einer schwedischen Gruppe des Karolinska-Instituts zusammenzuarbeiten, weil sie sich für Hautorganoide interessiert. Es gibt hier auch eine Allergieforschungsgruppe, für die wir Hautorganoide entwickeln wollen, und wir prüfen Protokolle, um andere Arten von Organoiden auf den Markt bringen zu können. Auch bei Brustkrebs. Aber es gibt noch mehr: Die Urologie-Gruppe möchte Organoide für die Blase entwickeln, sagt er, und die Verdauungsgruppe möchte Organoide für den Darm entwickeln, um die Morbus Crohn zu untersuchen, erklärt er.

«Ein Teil des Gewebes wird uns übergeben (der andere Teil wird für die Diagnose verwendet), wir kultivieren es und wenn der Tumor zu wachsen beginnt, müssen wir ihn visuell oder histologisch charakterisieren (die Struktur und die Bestandteile eines Gewebes oder einer Zelle unter dem Mikroskop untersuchen und detailliert beschreiben). Sobald das Organoid zu wachsen beginnt, prüfen wir, wie die entstehenden Strukturen beschaffen sind und ob sie mit denen des Tumors des Patienten übereinstimmen. Dann machen wir eine Charakterisierung auf molekularer Ebene, genetische Studien, und von da an können wir tun, was wir wollen», sagt er.

Was bedeutet das? Nun, wenn man die Entwicklung der Krankheit in vitro untersuchen will, muss man beobachten, wie sich das Organoid entwickelt. «Wenn wir mögliche Behandlungen studieren wollen und bereits wirksame Behandlungen für diese Krankheit kennen, die aber je nach Patient variieren, können wir sie in vitro testen und sehen, welche für eine Art von Organoid wirksamer ist, so dass wir nur eine für den Patienten testen, nämlich die, die funktioniert hat, und wir vermeiden es, Zeit mit der Suche nach einer wirksamen Behandlung zu verschwenden», betont er.

«Wenn wir nach Biomarkern suchen wollen, führe ich genetische Studien an verschiedenen Organoiden mit derselben Pathologie durch und suche nach Ähnlichkeiten zwischen ihnen, ohne ständig Proben von Patienten zu nehmen», argumentiert er und schließt: «Heute gibt es viele Wartelisten, von denen wir auf Organspenden angewiesen sind; mit Organoiden könnten wir Organe in vitro erzeugen und transplantieren», einschließlich der Möglichkeit, das Organ mit dem eigenen Gewebe des Patienten zu erzeugen, was die Möglichkeit einer Abstoßung verringert.

Trotzdem bräuchte man nicht so viele Freiwillige, um ein Medikament zu testen. «Das ist die Zukunft der Medizin», betont Ferro.