Maßgeschneidertes Biomaterial zur Imitation von Zell-Zell-Interaktionen, um die Anzucht von zirkulierenden Tumorzellen zu verbessern

• Antragsteller: Dr. Robert Wieduwild
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Biomaterialien ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299417403

Die meisten Zellen im menschlichen Körper sind von der extrazellulären Matrix (ECM) umgeben, einem Netzwerk an Oligosacchariden und Proteinen. Die ECM ist für die Festigkeit des Gewebes, aber auch die Beeinflussung des Überlebens, die Differenzierung und Bewegung von Zellen durch den Körper mit verantwortlich. Obwohl Collagen und Hyaluronsäure therapeutisch genutzt werden, stellen sie doch nur einen Bruchteil der Eigenschaften der kompletten ECM bereit. Wir stellen uns der Herausforderung, ein System zu synthetisieren, welches sich leicht herstellen lässt, jedoch möglichst viele Aspekte der komplexen ECM enthält und damit ihre Funktion besser nachahmt. In diesem Projekt werden wir das ECM-Polymer Hyaluronsäure unter den für Zellkultur optimalen Bedingungen vernetzen und modifizieren. Dies geschieht mittels hochaffiner Proteininteraktionen aus der Natur. Durch die Kopplung von Signalmolekülen an die Hyaluronsäure, mit welcher Zellen auch unter natürlichen Bedingungen interagieren, werden wir solche Zellen stimulieren am Leben zu bleiben, welche sonst außerhalb des Körpers absterben. Besonders schwer ist es zirkulierende Tumorzellen unter künstlichen statischen Bedingungen am Leben zu erhalten, da sie sehr sensitiv auf ihre Umgebung reagieren. Zirkulierende Tumorzellen stammen vom primären Tumor und sind während jedem Entwicklungsstadium des Krebses im Blut vorhanden. Das Finden dieser Zellen ermöglicht frühzeitige Krebsdiagnosen und die Behandlung ist damit erfolgsversprechender. Die Verfügbarkeit dieser Zellen für Tests ermöglicht eine bessere Wahl der Krebsbehandlung, abhängig vom Patienten. Jeder Krebs reagiert unterschiedlich auf medikamentöse Behandlung, was unbedingt analysiert werden muss, um eine persönliche Behandlung (personalized medicine) zu ermöglichen. Die Anzahl an zirkulierenden Krebszellen in einer Blutprobe beträgt nur 5 bis 50 Zellen - nicht genug für Medikamententests. Wir werden Signalmoleküle in unsere Matrix einbauen, welche die zirkulierenden Tumorzellen am Leben erhalten und die Reaktion der Zellen in Bezug auf Zellwachstum analysieren. Auf lange Sicht wird die in vitro Kultur an zirkulierenden Tumorzellen die Generierung an Informationen erhöhen, die aus einer einzelnen Blutprobe gewonnen werden können. Dies wird zum Verständnis des Krebses beitragen und damit zur Auswahl der persönlich am besten geeigneten Therapie.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Mark Howarth