Das duktale Pankreas-Adenokarzinom (PDAC) ist die häufigste und tödlichste Form von Bauchspeicheldrüsenkrebs. Es handelt sich um eine verheerende Erkrankung mit schlechter Prognose und steigender Inzidenz. Meistens wird sie zu spät diagnostiziert. 90% aller Pankreastumorerkrankungen sind PDACs. Die 5-Jahres-Gesamtüberlebenswahrscheinlichkeit beträgt nur 13 Prozent.

Eine Hauptursache für ein schnelles Fortschreiten der Krankheit ist das Vorhandensein einer stark fibrotischen Tumormikroumgebung, die hauptsächlich aus krebsassoziierten Fibroblasten und verschiedenen Immunzellen, insbesondere tumorassoziierten Makrophagen, besteht.

Genau um hier einen therapeutischen Ansatz zu finden, hat das Forschungsteam ein Pankreastumor-on-a-Chip-Modell entwickelt. Es besteht aus einer Biochip-Plattform, in die PDAC-Sphäroide, Mini-Pankreastumore, bestehend aus PANC-1-Zellen und pankreatischen Sternzellen, integriert worden sind. Die Tumore in dem Chip können zudem über eine Schicht aus humanen Nabelschnurvenen-Endothelzellen mit Immunzellen (Monozyten) ausgestattet werden. Getestet wurde die Verabreichung eines bei der amerikanischen FDA zugelassenen Arzneimittels. Das Team konnte eine signifikante Verringerung der Lebensfähigkeit der Mini-PDAC-Sphäroide beobachten. Außerdem wanderten die Monozyten durch das Endothel in die Sphäroide und differenzierten zu Makrophagen, die sich weiter in den Typ 2-Phänotyp entwickelten. Typ 2-Makrophagen sind vor allem an entzündungshemmenden Reaktionen und in der Induzierung von Heilungsprozessen beteiligt.^{(1, 2)}

Die Autoren schreiben, das neue Pankreastumor-on-Chip-Modell sei geeignet, um die Mikroumgebung von PDAC nachzuahmen. Mit dem Modell wurde eine erste Machbarkeitsstudie für die kontrollierte Verabreichung von Medikamenten und die Infiltration von Immunzellen geliefert. Es sei zur Identifizierung vielversprechender neuer Arzneimittelkandidaten sehr gut geeignet, wodurch die Abhängigkeit von Tierversuchen verringert werden könne.

Originalpublikation:
Deipenbrock A, Wilmes BE, Sommermann T, Abdo N, Moustakas K, Raasch M, Rennert K, Teusch NE. (2025). Modelling of the multicellular tumor microenvironment of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) on a fit-for-purpose biochip for preclinical drug discovery. Lab Chip. 2025 Feb 28. doi: 10.1039/d4lc01016g. Epub ahead of print. PMID: 40018951.

Weitere Informationen (Pressemitteilung):
https://dynamic42.com/press-release-tumour-on-chip-model/

Zusätzliche Informationen:
(1) Kzhyshkowska, J. (2008). Die Rolle von Makrophagen in Entzündungen und Tumoren: neue Stabilin−1−vermittelte Prozesse
The Role of Macrophages in Inflammation and Cancer: New Processes Mediated by Stabilin−1.
Akt Dermatol 2008; 34: 72-84. DOI 10.1055/s−2007−995658
(2) Michael Orth; Philipp Metzger; Sabine Gerum; Julia Mayerle; Günter Schneider; Claus Belka; Maximilian Schnurr; Kirsten Lauber (2019). Duktales Adenokarzinom des Pankreas: biologische Merkmale, Stand der Dinge und Ausblick auf multimodale Behandlungsansätze der Zukunft. Kompass Onkol 6 (4): 196–208. https://doi.org/10.1159/000504640