Bestehende präklinische Modelle des duktalen Adenokarzinoms der Bauchspeicheldrüse (PDAC) und der entsprechenden Metastasen sind schlechte Prädiktoren für das Ansprechen auf die Behandlung bei Patienten, was ein großer Nachteil bei der Arzneimittelentwicklung und der Identifizierung prädiktiver Biomarker darstellt1. Obwohl Modelle wie patienteneigene Organoide und patienteneigene Xenotransplantate vielversprechend sind, ist ihr Einsatz nach wie vor begrenzt2. Die Haupteinschränkungen dieser In-vitro-Modelle sind das Fehlen der Tumormikroumgebung und die Xenotransplantation bei nicht-humanen immungeschwächten Spezies. Insbesondere bei PDAC und seinen Metastasen hat die Tumormikroumgebung in den letzten Jahren aufgrund ihrer entscheidenden Funktionen in der Tumorbiologie erheblich an Interesse gewonnen. Es besteht aus zellulären und azellulären Komponenten, wie z.B. (Myo-)Fibroblasten, Pankreas-Sternzellen, Immunzellen, Blutgefäßen, extrazellulärer Matrix, Zytokinen und Wachstumsfaktoren3. Diese Mikroumgebung ist keine nicht-funktionelle Tumorkomponente, sondern induziert die Tumorprogression und Metastasierung und scheint wesentlich zur Strahlen- und Chemotherapieresistenz beizutragen4. Die PDAC-Mikroumgebung beeinträchtigt nicht nur mechanisch die Wirkstoffabgabe, sondern besitzt auch eine Immun- und Wirkstofffängeraktivität 5,6,7. Daher werden präklinische Modelle, die das komplexe Zusammenspiel von Tumorzellen und der Tumormikroumgebung widerspiegeln, dringend benötigt, um das Ansprechen der Patienten auf die Behandlung ex vivo angemessen zu testen und eine individualisierte klinische Behandlung zu leiten.
Ex-vivo-Kulturen frischer Tumorproben stellen eine große Annäherung an den Tumor in situ dar. Organotypische Schnittkulturen (OTSCs) wurden kürzlich entwickelt und für verschiedene Tumoren wie Kopf-, Hals-, Brust-, Prostata-, Lungen-, Dickdarm- und Bauchspeicheldrüsenkrebs untersucht 8,9,10,11,12. Es wurde gezeigt, dass OTSCs ihre Ausgangsmorphologie, proliferative Aktivität und Mikroumgebung während der Kultivierung für einen definierten, gewebeabhängigen Zeitraum beibehalten 11,12,13. OTSCs von PDACs behielten ihre Lebensfähigkeit, Morphologie und die meisten Bestandteile ihrer Tumormikroumgebung für 4-9 Tage in mehreren In-vitro-Studien bei 5,12,14. Perspektivisch ermöglicht diese Technik eine unmittelbare Anwendung der Behandlung auf lebensfähiges menschliches Tumorgewebe ex vivo und nachfolgende Analysen, wie z. B. die Profilerstellung des Transkriptoms und des Proteoms.
Die Etablierung von OTSCs bietet eine einzigartige Möglichkeit, das Ansprechen auf die Behandlung ex vivo zeitnah nach der Operation zu testen. Auf diese Weise werden OTSCs prospektiv die Identifizierung therapeutischer Strategien zur Personalisierung der Behandlung von metastasierten Erkrankungen ermöglichen. Dieses Protokoll beschreibt die Generierung und Kultivierung lebensfähiger OTSCs für Bauchspeicheldrüsenkrebs.