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BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND INTERAKTION HUMANER GEHIRNZELLEN

3D humane Zellkultursysteme zur Untersuchung von Gliomen

Konventionelle Gliomzellkulturen weisen eine Reihe von Limitationen auf, da sie die Tumorzellheterogenität des Glioblastoms nicht in ausreichender Weise abbilden. Gerade aber die Interaktion der verschiedenen Zelltypen (Stammzellen und ausdifferenzierte Zellen) und der Einfluss von Gradienten der Mikroumgebung sind für eine realistische Tumormodellierung von hoher Bedeutung. Patienten-abgeleitete 3D Zellkultursysteme bieten neue Möglichkeiten und erlauben die Interaktionen von Tumorzellen in einem rein humanen Modell zu studieren.

In diesem Projekt sollen aufbauend auf molekular gut charakterisierten primären Glioblastomstammzellkulturen verschiedene 3D-Organoid-Modelle generiert werden. Die Glioblastomkulturen werden hierbei molekular nach den etablierten Expressionssubytpen (proneural und mesenchymal) unterschieden, die u.a. die Prognose sowie das Invasionsverhalten definieren (Verhaak et al., 2010). Zunächst werden Tumororganoide vor ihrem unterschiedlichen genetischen Hintergrund (proneural vs. mesenchmal) im Hinblick auf die Heterogenität der Tumorzellen analysiert. In einem zweiten Schritt werden im Verbund generierte nicht-neoplastische Organoide mit Hirntumorstammzellen kokultiviert. Eine Markierung der Tumorzellen ermöglicht hierbei eine exakte Untersuchung des modellierten rein humanen Brain-/Tumorinterface (Invasionsmuster der Tumorzellen im Organoid, vergleichende RNAseq der neoplastischen und nicht- neoplastischen Zellen vor und nach Konfrontation).

Weitere Projektziele sind:
a) die Generierung eines rein autologen Modells (Tumororganoide und iPSZ-abgeleitete nicht-neoplastische Organoide eines identischen Spenders) zur Überwindung interindividueller Barrieren sowie
b) der Versuch der Generierung von Tumor-Organoiden aus schwer zu kultivierenden Zellen (IDH-mutierte Gliome, Oligodendrogliome, Hirnmetastasen).
Es ist zu erwarten, dass diese neuen Modelle vertiefte Einblicke in die Interaktion neoplastischer und nicht-neoplastischer Zellpopulationen im Zentralnervensystem geben werden.

Projektleitung:

Prof. Dr. Markus Riemenschneider
Abteilung für Neuropathologie, Universitätsklinikum Regensburg

Projektmitarbeiter:

Dr. Frank Braun

Projektpartner: