Kennedy Space Center (LabNews Media LLC) – Im Weltraum gezüchtete Organoide aus Glioblastomzellen und Zellen des angeborenen Immunsystems bilden Struktur und Verhalten von Glioblastomtumoren genauer nach als auf der Erde gezüchtete Organoide. Das berichtet das US-Nationallabor der Internationalen Raumstation (ISS); die Ergebnisse erschienen in „PNAS“ (DOI: 10.1073/pnas.2616218123). Das Team der University of Notre Dame unter Leitung von Meenal Datta hatte die Organoide 2024 mit Unterstützung des Commercial Service Provider Space Tango 40 Tage lang auf der ISS gezüchtet und anschließend zur Analyse zurückgebracht.
Das Glioblastom ist der häufigste bösartige primäre Hirntumor bei Erwachsenen und eine der aggressivsten und tödlichsten Krebsarten. Chirurgen haben Schwierigkeiten, ihn vollständig zu entfernen, da er oft mikroskopisch kleine Ausläufer in gesundes Hirngewebe bildet. Zudem schafft der Tumor ein immunsuppressives Mikromilieu, das ihm hilft, der Immunabwehr zu entgehen und Therapien zu widerstehen. Die präzise Modellierung im Labor ist bislang schwierig: Selbst hochentwickelte Organoide reproduzieren wichtige Merkmale fortgeschrittener Glioblastome nicht vollständig, weil die Schwerkraft bei der Kultivierung auf der Erde bewirkt, dass Zellen sich absetzen und komplexe dreidimensionale Strukturen erschwert werden.
In der Mikrogravitation können sich Zellen mit geringerer Sedimentationsstörung zu dreidimensionalen Strukturen zusammenfügen, wodurch Tumorarchitektur und zelluläre Interaktionen besser nachgebildet werden können. Die Forschenden fanden, dass in den im Weltraum gezüchteten Organoiden Gene im Zusammenhang mit Entzündung, Immunantworten, Gewebeumbau und Blutgefäßbildung aktiver waren und die Werte von Proteinen, die mit aggressiverer Glioblastom-Biologie assoziiert werden, höher lagen. Zudem zeigten sie ein stärker immunsuppressives Tumormikromilieu – ein Kennzeichen fortgeschrittener Glioblastome, das Tumoren hilft, sich der Immunabwehr zu widersetzen. Die Studie lieferte nach Angaben Dattas zudem den ersten umfassenden Multiomik-Datensatz aus im Weltraum gezüchteten Organoiden, der Einblicke in Genaktivität, Proteinexpression sowie die Interaktion und Organisation der Zellen im Gewebe gebe.
„Durch die Züchtung von GBM-Organoiden auf der ISS haben wir gezeigt, dass Mikrogravitation einen Modellphänotyp fördert, der menschliche Tumore besser und schneller nachbildet, als wir es am Boden erreichen. Diese Arbeit legt die Grundlage für eine neue Ära der orbitalen Onkologie, die die Krebsforschung vom Krankenbett in die Umlaufbahn und zurück bringt“, sagte Datta, Jane Schoelch DeFlorio Collegiate Professor of Aerospace and Mechanical Engineering an der University of Notre Dame. Aufbauend auf den Ergebnissen hat ihr Team zwei weitere ISS-Untersuchungen mit patientenabgeleiteten GBM-Immun-Organoiden gestartet; die jüngste flog mit der SpaceX-CRS-35-Mission für die NASA. Durch Modelle, die die komplexe Architektur und Biologie fortgeschrittener Tumore vollständiger erfassen, könnten im Weltraum gezüchtete Organoide helfen, das Fortschreiten von Glioblastomen besser zu verstehen und die Entwicklung neuer Therapien für Patientinnen und Patienten auf der Erde zu beschleunigen. „Dr. Datta und ihr Team haben ihre Expertise zu einer der aggressivsten und unheilbaren Hirnkrebsarten ins All gebracht und dort gezeigt, dass Mikrogravitation Organoidmodelle verbessern kann, die als ‚Mini-Tumore‘ fungieren“, sagte Michael Roberts, Chief Scientist des ISS National Lab. Die Untersuchung ist Teil einer wachsenden Reihe von Krebsprojekten, die das ISS National Lab unterstützt.
