Tumormodelle in vitro: von 2D-Zellkulturen zum durchbluteten Organ-on-a-chip System

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Durch enorme Fortschritte in der Wirkstoffproduktion ist es heutzutage möglich, große Mengen neuer Wirkstoffe herzustellen. Diese müssen jedoch in konventionellen zweidimensionalen Zellkulturen und Tierversuchen getestet werden, bevor sie klinische Phasen am Menschen erreichen. Da die Ergebnisse aus diesen Tests nicht immer auf den Menschen übertragbar sind, verlagert sich der Trend der Wirkstofftestung zunehmend in Richtung dreidimensionaler Zellkulturen. Ziel dieser Dissertation war die Rekonstruktion von dreidimensionalen (3D) Tumormodellen in vitro. Beginnend mit Tumor-Sphäroiden als einfachster Form der 3D-Zellkultur wurden diese in ein statisches 3D-Gewebe, basierend auf Hydrogelen als Stützmatrix, eingebettet. Um die Komplexität zu erhöhen, wurden dynamische Prozesse wie der Blutfluss in die 3D-Zellkultur integriert. Dazu wurden die auf Hydrogelen basierenden 3D-Zellkulturen in das innovative Organ-on-a-chip System, dem vasQchip, integriert. Zur Überprüfung der Anwendbarkeit der Modelle wurden zytostatische Wirkstoffe, Tumordiagnostika und Vektoren für das Tumor-Targeting getestet. Zukünftige Studien sollen die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik mithilfe der etablierten 3D-Zellkulturmodelle untersuchen.