Eine auf Organoiden basierende Studie zur funktionellen Präzisionsmedizin bei Osteosarkomen (PREMOST)

Den Forschern gelang es, ein miniaturisiertes System zu etablieren, das die Einrichtung von Hunderten von Bohrlöchern und die Durchführung von Tests mit minimalem Manipulationsaufwand ermöglicht. Die angepasste Geometrie wird zum Plattieren von Tumorzellen in Matrigel verwendet, um Miniringe um den Rand der Vertiefungen zu erzeugen. Dies wird erreicht, indem Einzelzellsuspensionen, die aus einer Zelllinie oder einer mit kaltem Matrigel vorgemischten chirurgischen Probe gewonnen wurden, ringförmig um den Rand in 96-Well-Platten ausplattiert werden. Ringe können mit einer Einloch- oder Mehrkanalpipette hergestellt werden. Im Miniringformat gezüchtete Krebszelllinien führen zu organisierten Tumororganoiden, die Merkmale der ursprünglichen Histologie rekapitulieren. Behandlungsprotokolle und Messwerte für den Mini-Ring-Ansatz wurden optimiert. Die Aussaat der Zellen erfolgt am Tag 0, 2–3 Tage stehen zur Etablierung der Organoide zur Verfügung und es folgen zwei aufeinanderfolgende tägliche medikamentöse Behandlungen. Der Assay ist flexibel und kann problemlos an einzelne Behandlungen mit anschließender längerer Inkubation, mehrere aufeinanderfolgende wiederkehrende Behandlungen, Kombinationen mehrerer Arzneimittel oder andere Screening-Strategien angepasst werden. Zur Quantifizierung der Arzneimittelreaktion wurden Tests durchgeführt, indem die Lebensfähigkeit der Zellen nach Anfärben lebender Organoide mit spezifischen Farbstoffen und anschließender Bildgebung gemessen wurde. Die Pipeline wurde auf Sarkome ausgeweitet: Das Team charakterisierte Organoide, die aus über 120 Sarkombiopsien, Resektionen und Metastasektomien gewonnen wurden. Sarkom-Organoide zeigten patientenspezifische Wachstumsmerkmale und eine subtypspezifische Histopathologie. Die Organoidempfindlichkeit korrelierte mit dem diagnostischen Subtyp, dem Patientenalter bei der Diagnose, dem Läsionstyp, der Vorgeschichte der Behandlung und dem Krankheitsverlauf für eine Untergruppe der untersuchten Verbindungen. Das Organoid-Screening kann Informationen liefern, um die optimale Medikamentenauswahl zu erleichtern, unwirksame Therapien zu vermeiden und die Patientenergebnisse bei Sarkomen widerzuspiegeln.