3D-Zellkultur aus Seidenfibroin: Neues Testsystem für Krebsdiagnostik

04.04.2025

Ein österreichisches Forschungsteam hat ein 3D-Zellkultursystem entwickelt, das die präklinische Testung radiopharmazeutischer Substanzen ohne Tierversuche ermöglicht. Die Ergebnisse wurden im Journal of Nuclear Medicine veröffentlicht.

Bild: Aufnahme eines Versuchs mit einer zylindrischen Zellkultur auf Seidenbasis, eingeführt in ein bildgebendes Gerät; Copyright: Verena Pichler

3D-Zellkultur auf Seidenfibroin-Schwämmen im Testeinsatz während einer µPET/CT-Messung zur Analyse radiopharmazeutischer Substanzen.

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Ein Forschungskonsortium der Universität Wien, der FH Technikum Wien, der MedUni Wien sowie des Unternehmens DOC Medikus GmbH hat ein bioanalytisches Testsystem zur Bewertung radiopharmazeutischer Wirkstoffe vorgestellt. Das System basiert auf menschlichen Zellen in einer Seidenfibroin-Matrix und soll künftig Tierversuche in der präklinischen Diagnostik überflüssig machen.

Herausforderungen in der Radiopharmazie

Die Entwicklung neuer Radiotracer – radioaktiver Substanzen, die physiologische und pathologische Prozesse im Körper sichtbar machen – ist ein zentraler Bestandteil moderner Krebsdiagnostik. Bisher beruhen viele Tests auf Tierversuchen, die jedoch ethisch und wissenschaftlich zunehmend in der Kritik stehen. Die neue Methode erlaubt stattdessen realitätsnahe Untersuchungen an menschlichen Zellen in einer kontrollierten Laborumgebung.

Aufbau des Testsystems

Zentrale Bestandteile der neuen Methode:

3D-Zellkultur mit Seidenfibroin-Schwämmen: Diese dienen als Gerüst für menschliche Zellen und ermöglichen eine dreidimensionale Gewebestruktur.

Kontinuierliche Nährstoffversorgung durch ein Pumpsystem, das physiologische Bedingungen imitiert.

Bildgebende Verfahren (µPET/CT) zur Echtzeit-Beobachtung der Reaktionen auf radiopharmazeutische Wirkstoffe.

Frits (siebartige Trennwände) verhindern Zellmigration und erhöhen die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.

Das Verfahren kombiniert chromatographische Prinzipien mit dynamischer Zellkulturtechnologie und erlaubt eine parallele Analyse der Radiotracer-Bindung sowie zellulärer Reaktionen.

Vorteile für Forschung und Praxis

Die neue Testplattform bietet mehrere praxisrelevante Vorteile:

Verzicht auf Tierversuche: Das System unterstützt das 3R-Prinzip (reduce, refine, replace).

Hohe Präzision und Reproduzierbarkeit bei der Testung von Radiopharmaka.

Reduzierung von Strahlenbelastung für das beteiligte Fachpersonal durch automatisierte Prozesse.

Schnellere Bewertung der Wirksamkeit und möglicher Nebenwirkungen diagnostischer Substanzen.

Seidenfibroin hat sich dabei als besonders geeignet erwiesen – es ist strahlenstabil, zellfreundlich und bereits in anderen Bereichen der Zellkultur etabliert.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Wien

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