Das kleinzellige Lungenkarzinom (Small Cell Lung Cancer, SCLC) stellt aufgrund seiner hohen Aggressivität, raschen Metastasierung und frühen Resistenzentwicklung gegen konventionelle Therapeutika eine der führenden Ursachen für krebsbedingte Mortalität dar. Die Erforschung molekularer Pathomechanismen wird durch den eklatanten Mangel an patienteneigenem Biopsiematerial erschwert, da SCLC-Tumoren selten im operablen Frühstadium diagnostiziert werden. Umfassende präklinische Mausmodelle sind für die Identifikation neuer Zielstrukturen daher essenziell.
In-vivo-Onkogenese mittels CRISPR/Cas9 und flüssigbioptisches Monitoring
Klassische gentechnische Mausmodelle (GEMMs) erfordern zeit- und kostenintensive Kreuzungsschemata über mehrere Generationen. Zudem bedingt die präklinische Verlaufskontrolle mittels bildgebender Verfahren wiederholte Anästhesien, was eine hohe physiologische Belastung für die Versuchstiere darstellt. Ein Forscherteam des Instituts für Molekulare Onkologie der Philipps-Universität Marburg hat diesen Workflow durch ein kombiniertes Somatic-Genome-Editing- und Reporter-System optimiert. Über ein In-vivo-CRISPR/Cas9-Delivery werden krebsrelevante Mutationen direkt im Lungenepithel der Mäuse induziert, was den Zuchtaufwand drastisch reduziert. Parallel exprimieren die transfizierten Tumorzellen ein sekretorisches Leuchtprotein in die Blutbahn. Die resultierende Lumineszenzintensität in wenigen Mikrolitern Kapillarblut korreliert direkt mit der Masse an vitalem Tumorgewebe. Dieses quantitative Blood-based Monitoring ermöglicht eine hochsensitive Längsschnittanalyse der Tumorprogression ohne Narkosebelastung und setzt die Vorgaben des 3R-Prinzips (Replace, Reduce, Refine) konsequent um.
„Tierversuche sind in der Krebsforschung vorerst unverzichtbar. Umso mehr stehen wir in der Pflicht, sie so schonend und zugleich so aussagekräftig wie möglich zu machen“, sagt Prof. Dr. Thorsten Stiewe.
Funktionelle Genomanalyse von Tumorsuppressoren
Die methodische Plattform erlaubt das systematische Multiplex-Screening potenzieller Tumorsuppressorgene. Durch das zielgerichtete Knockout der Gene Trp53 und Rb1 im Lungengewebe entwickeln die Tiere Tumoren, die histologisch und molekular das humane SCLC widerspiegeln. Das zusätzliche Ausschalten des Retinoblastom-analogen Gens p130 führt zu einer signifikanten Akzeleration der Tumorinitiierung und -progression. Das validiert die funktionelle Rolle von p130 als kritischen Suppressor im SCLC-Kontext. Der Ansatz bietet die Grundlage zur Hochdurchsatz-Analyse weiterer Kandidatengene.
Standardisiertes Protokoll zur translationalen Nutzbarkeit
Die detaillierte Methodik zur Modellgenerierung, Tumordurchmusterung und flüssigbioptischen Verlaufskontrolle soll eine weltweite Reproduzierbarkeit und Adaption im Laboralltag gewährleisten.
„Wir wollten die Methode so beschreiben, dass andere Arbeitsgruppen sie möglichst einfach übernehmen können“, erklären Dr. Nastasja Merle und Imke Bullwinkel. „Das Protokoll ist deshalb wie ein Kochrezept aufgebaut und führt durch alle wichtigen Arbeitsschritte.“
Quelle
xxx (06/2025)
Publikation
Publikation