CHAM: Echte Tumore aus dem Labor

Rund 40000 Personen erkranken in der Schweiz jährlich an Krebs. Nun ist es in Cham erstmals gelungen, Tumore im Labor realitätsgetreu wachsen zu lassen. Dies ermöglicht ganz neue Forschungsmöglichkeiten.

Christopher Gilb
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Auf dem Plättchen befinden sich die Krebszellen. Diese legt die Wissenschafterin im Labor in Cham in das System mit dem Umgebungsgewebe. (Bild: Stefan Kaiser (Cham, 26. März 2018))

Auf dem Plättchen befinden sich die Krebszellen. Diese legt die Wissenschafterin im Labor in Cham in das System mit dem Umgebungsgewebe. (Bild: Stefan Kaiser (Cham, 26. März 2018))

Christopher Gilb

christopher.gilb@zugerzeitung.ch

Die Idee kommt von Ärzten der Klinik für Strahlentherapie an der Universität Freiburg (D). Denn oft kommt es vor, dass nach der Strahlentherapie bei einem Tumorpatienten zwar viele Zellen des Tumors zerstört sind, aber nicht alle. Die Forscher entnahmen also Zellen aus dem behandelten Tumor und säten diese aus, dann legten sie Zellen des Gewebes in der Umgebung des Tumors darunter, beispielsweise Hautzellen, um die natürlichen Wachstumsbedingungen herzustellen. «Mit solch einem System sieht man relativ schnell, ob an einzelnen Stellen wieder Tumore wachsen», erklärt Arne Faisst (53). Er ist Biochemiker und Biotechunternehmer aus dem Kanton Solothurn und betreibt mehrere Start-ups in diesem Bereich, deren gemeinsames Labor an der Gewerbestrasse in Cham steht.

Faisst übernahm vor gut einem Jahr mit seiner «abc biopply AG» das Patent der Universität Freiburg. «Um das System fertig zu entwickeln und zu standardisieren», sagt Faisst. «Die Ärzte in Freiburg haben nun die von uns erstellte Anwendung bereits selbst gekauft, um sie bei sich einzusetzen.» Herzstück des Kits namens «3D CoSeedis», das er bereits an weitere Kunden verkaufen konnte, ist eine Matrix, der sogenannte Trägerchip, aus einer gelartigen Masse. «Diese ermöglicht es, Krebszellen in allen drei Raumdimensionen als Mikrotumore so wachsen zu lassen, wie sie es auch im Körper tun würden», erklärt Faisst.

800 Mikrotumore pro Vertiefung

Dreidimensional könnten diese auch bisher schon wachsen. «Dafür mussten aber in der molekularen Forschung – der Basisforschung zum Verhalten der Zelle – verschiedene körperfremde Wachstumsfaktoren auf die Zellen gegeben werden», so Faisst. Etwa in Form eines Serums von Kälbern. Bei der nächsten Stufe, der aufwendigen klinischen Forschung, darf dann aber kein Tierserum verwendet werden, da die Bedingungen menschenähnlich sein mussten. Bei seinem System nun sei dies bereits von Anfang an durch das Wechselspiel mit dem Gewebe gegeben. «Somit sparen Forscher und Ärzte im günstigsten Fall rund zwei bis fünf Jahre Zeit. Weil sie von Beginn an unter körperähnlichen Bedingungen forschen können.»

Sein Trägerchip jedenfalls besteht aus der gelartigen Masse, die spezielle Vertiefungen hat, in denen laut Faisst bis zu 800 Mikrotumore wachsen können. Anschliessend wird der Chip in eine Kulturplatte eingebaut, in der sich Zellen aus dem Umgebungsgewebe des Tumors befinden. «Die Tumorzellen wachsen dann in diesem System unter dem Einfluss dessen, was aus dem Gewebe durch den Trägerchip segregiert (abgesondert, Red.) wird», erklärt Faisst. Sobald das Wachstum einsetze, würden beide Kulturen zudem anfangen, miteinander zu kommunizieren, wie sie dies auch im Körper tun. Am anspruchsvollsten sei es gewesen, die Matrix technisch so zu konzipieren, dass diese von allen Seiten durchlässig sei und die Nahrung zu den Krebszellen kommen könne und umgekehrt, so Faisst. Und es scheint zu funktionieren. Durchs Mikroskop mindestens erkennt man diverse schwarze Punkte auf einem der Plättchen – laut Faisst Mikrotumore.

Er sieht nun diverse Einsatzmöglichkeiten für sein System. Beispielsweise bei der Bestimmung der richtigen Therapieform. «Therapien lassen sich ausserhalb des Körpers so erst im Kleinen auf ihre Wirksamkeit testen und anpassen, bevor der Patient allenfalls unnötig strapaziert wird», sagt Faisst.

Mikroleber als nächstes Ziel

Es lässt sich mit dem System nicht nur die Interaktion zwischen einem Tumor und dem Gewebe in seiner Umgebung simulieren, sondern auch die Kommunikation zwischen anderen Mikroorganen und Geweben. «Eine Firma aus Deutschland ist gerade mit diesem Interesse an uns herangetreten», erzählt Faisst. Man könne also erst eine Mikroleber züchten und dann kranke Nierenzellen daruntersetzen. «Um zu wissen, wie sich die Leber verhält, wenn man sie einer gewissen Belastung aussetzt.» Daher arbeitet das Unternehmen bereits an der Kultivierung weiterer Mikroorgane. «Vor allem die Funktionsweise der Leber verstehen wir heute noch zu wenig», erklärt der Unternehmer. «Wenn es uns also gelingt, mit unserer Technologie eine Mikroleber zu züchten, was möglich sein sollte, wäre das ein grosser Fortschritt, um zu verstehen, wie bestimmte Stoffe die Leber schädigen.»

Über fehlende Kundschaft kann er sich nicht beklagen, bereits hätten auch erste grosse Schweizer Pharmaunternehmen und verschiedene Universitäten Interesse gezeigt. Das ist nachvollziehbar, erkranken doch jährlich in der Schweiz rund 40000 Personen an Krebs. Das Unternehmen ist daher zurzeit dabei, neben dem Vertrieb in der Schweiz auch ein Distributionsnetz für Europa aufzubauen.

Bereits letztes Jahr sorgte Faisst mit einem Produkt für Aufmerksamkeit, da er es damit in die enge Auswahl für einen Förderpreis für Start-ups schaffte. Mit dem «4D Lifetest» will er die Krebsfrüherkennung revolutionieren. Dabei handelt es sich um einen Scanner, der bis zu 5000 Proben am Tag auswerten kann und die Reparaturrate zerbrochener DNA misst. Dabei kommt ein Algorithmus zum Einsatz, der jegliche Störfaktoren, welche die Reparaturrate beeinflussen könnten, wie Licht oder die Temperatur, herausfiltere. Mit diesem Produkt soll es nun bereits in eine grössere klinische Testreihe gehen.