Innovative Modelle zur Krebsforschung

​Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt in der Entwicklung innovativer in vitro Tumormodelle und ex vivo Organmodelle zur Untersuchung der Tumorbiologie.

Tumorspheroide stellen ein wichtiges in vitro 3D-Modell in der Krebsforschung dar, da sie die komplexe Tumorumgebung besser nachahmen als klassische 2D-Zellkulturen. Durch ihre dreidimensionale Struktur bilden sie Gradienten von Nährstoffen, Sauerstoff und Medikamenten, die denen im echten Tumorgewebe ähneln. In der Forschung werden Tumorspheroide genutzt, um verschiedene Therapieansätze - etwa Chemotherapeutika, zielgerichtete Wirkstoffe oder Immuntherapien - unter möglichst realitätsnahen Bedingungen zu testen. So können Wirksamkeit, Resistenzmechanismen und Nebenwirkungen präziser untersucht werden, was Tumorspheroide zu einem vielversprechenden Modell für die präklinische Entwicklung neuer Krebstherapien macht.

Des Weiteren nutzen wir aufbauend auf unserer detaillierten Multi-Omics Charakterisierung von Immunzell-Dynamiken in normothermisch perfundierten Spenderlebern, die ex vivo Organperfusion (NMP) als neuartige Plattform, um die Komplexität des Tumormikromilieus (TME) unter nahezu physiologischen Bedingungen zu erfassen.

In enger Kooperation mit Prof. Stefan Schneeberger und dem OrganLife Labor konnten wir zeigen, dass sich resekierte menschliche Organe - einschließlich solcher mit kolorektalen Lebermetastasen (CRLM) - über mehrere Tage erfolgreich in NMP erhalten und mit modernsten Einzelzell-Multi-Omics-Technologien untersuchen lassen. Damit haben wir ein klinisch hoch relevantes Tumormodell etabliert, das Zusammensetzung und Funktion des TME realitätsnah abbildet.

Dieses neuartige ex vivo Tumormodell eröffnet wegweisende Möglichkeiten für die translationale Krebsforschung: Medikamententestungen und immuntherapeutische Strategien können direkt in humanem Gewebe evaluieren und damit die Lücke zwischen klassischen in vitro-Systemen und klinischen Studien entscheidend verkleinern werden.

Publikationen: 

Trebo, Manuel; Maurer, Thomas; Krendl, Felix J.; Salcher, Stefan; Martowicz, Agnieszka; Hautz, Theresa; Sopper, Sieghart; Amann, Arno; Cardini, Benno; Pölsler, Lukas; Mair, Anna; Hofmann, Julia; Meszaros, Andras T.; Hermann, Martin; Günther, Michaeal; Ormanns, Steffen; Trajanoski, Zlatko; Schneeberger, Stefan; Wolf, Dominik; Oberhuber, Rupert; Pircher, Andreas: Ex vivo modelling of human colorectal cancer liver metastasis by normothermic machine perfusion.
MOLECULAR CANCER. 2025; 24; 264.
PubMed: 41121208 doi: 10.1186/s12943-025-02430-7

Hautz, T.; Salcher, S.; Fodor, M.; Sturm, G.; Ebner, S.; Mair, A.; Trebo, M.; Untergasser, G.; Sopper, S.; Cardini, B.; Martowicz, A.; Hofmann, J.; Daum, S.; Kalb, M.; Resch, T.; Krendl, F.; Weissenbacher, A.; Otarashvili, G.; Obrist, P.; Zelger, B.; Oefner, D.; Trajanoski, Z.; Troppmair, J.; Oberhuber, R.; Pircher, A.; Wolf, D.; Schneeberger, S.: Immune cell dynamics deconvoluted by single-cell RNA sequencing in normothermic machine perfusion of the liver.
NATURE COMMUNICATIONS. 2023; 14(1); 2285.
PubMed: 37085477 doi: 10.1038/s41467-023-37674-8