Ex-vivo Modellierung der Lymphknoten-Mikroumgebung und deren Einfluss auf das Medikamentenansprechen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Sascha Dietrich; Privatdozentin Dr. Antonina Lavrentieva; Dr. Iliyana Pepelanova
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464596535

Unser Ziel ist es ein skalierbares ex-vivo-Modell für den Lymphknoten (LK) zu entwickeln, das die biologische Komplexität des malignen Lymphknotens möglichst gut abbildet und hilft Wechselwirkung des Lymphknoten-Mikromilieus mit den malignen Lymphomzellen und den Einfluss des Mikromilieus, auf das Medikamentenansprechen zu verstehen. 1) Wir planen die zelluläre Komplexität des follikulären Lymphoms im Lymphknotenkontext zu charakterisieren. In den klinischen Alltag unserer Lymphom-Ambulanz haben wir ein gut koordiniertes Biobanking-Prozedere für LK Biopsien erfolgreich etabliert. Wir werden diese einzigartige Ressource nutzen, um die zelluläre Zusammensetzung der malignen LK-Nische mithilfe eines umfangreichen Durchflusszytometrie-Panels zu charakterisieren. Als Model-Lymphom Entität werden wir uns auf das follikuläre Lymphom konzentrieren. 2-5) Basierend auf dem Verständnis der zellulären Zusammensetzung der LK Nische planen wir ex-vivo LK Modelle zu entwickeln, die verschiedene Aspekte der Komplexität des Lymphkotens abbilden. Unser finales Ziel ist es, ein 3D Lymphknoten Co-Kulturmodell zu designen, das neben den malignen B-Zellen, sowohl Lymphknoten abgeleitete Stromazellen (LNSC), als auch tumorinfiltrierenden T-Zellen enthält. Folgende Schritte sind für die Etablierung des LK-Modells geplant A) Die Expansion von LNSCs. B) die Etablierung von 2D Co-Kulturbedingungen für maligne B-Zellen, tumorinfiltrierende T-Zellen und LNSCs. C) Um den Einfluss des Tumorwachstums im dreidimensionalen Raum zu modellieren planen wir eine 3D Co-Kultur zu entwickeln, die eine in-vivo ähnliche strukturelle Organisation erlaubt und in-vivo ähnliche Diffusionsverhältnisse nachahmt. Um diese komplexen Anforderungen der LK Zusammensetzung zu erfüllen, werden wir Hydrogele auf der Basis von modifizierter Gelatine (Gelatine Methacryloyl, GelMA) als 3D-Plattform verwenden. GelMA zeichnet sich durch eine hohe Biokompatibilität und Designflexibilität aus. Die LK Struktur ist räumlich hoch strukturiert. Deshalb planen wir die hierarchische LK Architektur teilweise nachzustellen und eine räumliche Auflösung durch Bioprinting verschiedener Zelltypen in das Hydrogel einzuführen, um den räumlichen Kontext der zellulären LK Zusammensetzung besser nachstellen zu können. Die unterschiedlich komplexen Modelsysteme des Lymphknotens werden wir nutzen, um systematisch den Einfluss der zellulären Komponenten (B-Zellen, T-Zellen, LNSC), sowie Kulturbedingungen (2D vs. 3D) auf das Ansprechen unterschiedlicher Medikamente zu testen. Hierfür planen wir einen möglichst hohen Durchsatz mithilfe der konfokalen Hochdurchsatzmikroskopie über viele Medikamente und Konditionen zu erreichen. 6) Abschließend planen wir die Wirkungsprofile von ausgewählten Medikamenten zwischen den verschiedenen Kulturmodellen systematisch zu vergleichen, um den Einfluss jeder Co-Kulturkomponente auf das Medikamentenansprechen zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen