Schlussbericht zum Vorhaben: Patienten-abgeleitete Modellsysteme - des Verbundprojekts: 4D-Optofluidische-Plattform zur Wirkstofftestung am Beispiel des virusinduzierten Leberkrebses (photiomics)

Abstract

Das Projekt „4D-optofluidische-Plattform zur Wirkstofftestung am Beispiel des virusinduzierten Leberkrebses, kurz „photiomics“, ist der Bekanntmachung „Photonische Verfahren zur Erkennung und Bekämpfung mikrobieller Belastungen“ zuzuordnen.

Das interdisziplinäre Konsortium setzte sich aus folgenden Partnern zusammen: Zellkraftwerk GmbH (koordinierender Projektpartner), Robert Bosch GmbH Forschung und Vorausentwicklung, Raylytic Software GmbH, Robert-Bosch Gesellschaft für medizinische Forschung mbH mit dem Robert Bosch Krankenhaus (RBK) und dem Dr. Margarete Fischer-Bosch Institut für Klinische Pharmakologie (IKP).

Ziel des Projektes war es eine Methode zu entwickeln, die eine patientenindividuelle pharmakologische Tumortherapie ermöglicht, wodurch die Heilungschancen erheblich gesteigert werden können. Hierzu sollte die Wirksamkeit der Medikamente oder Medikamentenkombinationen vorab an lebenden Tumorproben, die im Rahmen einer diagnostischen Biopsie oder therapeutischen Operation entnommen werden, im Labor untersucht werden. Im Rahmen des Projektes sollte hierzu ein System und eine Methode für eine 4D-Fluoreszenz-Bildgebung (3D + Zeit) mit anschließender KI-gestützter Analyse entwickelt werden.

Im Teilvorhaben „Patienten-abgeleitete Modellsysteme“ wurde basierend auf Vorarbeiten des IKP die Kultivierung präzise geschnittener Tumorgewebeschnitte als Modellsystem ausgewählt. RBK und IKP waren für die Logistik der von Patienten stammenden Tumorproben verantwortlich. Am IKP und in Kooperation mit Zellkraftwerk wurden Färbeverfahren zur Identifizierung und Charakterisierung der zellulären Bestandteile des Gewebes während der Inkubation im Bioreaktor entwickelt. Die von den Projektpartnern aufgebauten Einzelfunktionsmuster wurden unter Einsatz von Xenograft-Modellen sowie Patientenproben biologisch evaluiert.

Am Ende der Projektlaufzeit wurde zusammen mit den Projektpartnern ein Prototyp der photiomics-Plattform mit präzise geschnittenen Tumorgewebeschnitten sowohl von Xenograft-Modellen als auch von Patientenproben getestet. Färbungen der Tumorgewebeschnitte konnten erfolgreich durchgeführt werden, so dass eine KI-basierte Auswertung auf diesen Bildern möglich war. Aufbauend auf den Ergebnissen dieses Vorhabens kann eine Weiterentwicklung der 4D-Plattform mit dem Ziel einer diagnostischen Verwendung stattfinden.