PREDICT: Bildgebungsgestütztes therapeutische Ansprechen bei Pankreaskarzinom

Projektbeschreibung
Die personalisierte Krebsbehandlung erfordert fortschrittliche Technologien, die in der Lage sind, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Tumorzellen und ihrer Mikroumgebung realistisch nachzubilden. Das Projekt PREDICT entwickelt eine sensorbasierte mikrofluidische Plattform, mit der die Chemotherapiesensitivität patientenabgeleiteter Tumormodelle quantifiziert werden kann.
Die Plattform integriert eine XFCT-basierte Bildgebung, bei der mit Nanopartikeln und lebenden Zellen versetzte Hydrogele als Phantome zur Validierung und Kalibrierung des Bildgebungs-Workflows eingesetzt werden. Diese Bildgebung ermöglicht eine hochauflösende Beobachtung zellulärer Reaktionen und deren dynamischer Veränderungen unter physiologisch relevanter Perfusion. So können biochemische und mechanische Parameter wie Zellvitalität, Zell-Zell-Interaktionen und Faktoren der Mikroumgebung präzise erfasst werden.

Zu den wichtigsten technischen Entwicklungen zählen die Optimierung der XFCT-Systemgeometrie für den Einsatz mit Organ-on-Chip-Systemen, die Verfeinerung optischer Komponenten zur Strahlfokussierung, -kollimation und Filterung sowie die Anpassung von Detektorkonfigurationen zur Verbesserung von Empfindlichkeit und Auflösung. Ergänzend wird eine Radiomics-Analyse eingesetzt, um präklinische Bildgebungsdaten mit klinischen Patientenergebnissen zu verknüpfen. Zusammengenommen ermöglichen diese Fortschritte die präzise Messung der zytotoxischen und zytostatischen Effekte von Nanotherapeutika auf patientenabgeleitete Organoide. Die Kombination aus innovativer Sensortechnologie, optimierter XFCT-Geometrie und fortschrittlicher Analytik bietet erweiterte Möglichkeiten gegenüber herkömmlichen lichtmikroskopischen Verfahren und ermöglicht eine präzisere quantitative Bewertung des therapeutischen Ansprechverhaltens.
Das PREDICT-System verzichtet vollständig auf Tierversuche und entspricht den internationalen 3R-Prinzipien für ethisch verantwortungsvolle Forschung. In der abschließenden Projektphase werden die in vitro gewonnenen Ergebnisse mit klinischen Daten korreliert, um die Prognosekraft der Plattform zu validieren.

Konsortium & Partner

Das interdisziplinäre Konsortium umfasst die Arbeitsgruppe von Prof. Ulf Kahlert, spezialisiert auf Patienten-individuelle Krankheitsmodelle und translationale Krebsforschung, sowie die Arbeitsgruppe von Prof. Ulrike Steinmann, Expertin für sensorintegriete mikrofluidische Messsysteme. Die enge Zusammenarbeit dieser Disziplinen stellt sicher, dass biologische und ingenieurwissenschaftliche Innovationen vollständig in das Organ-on-Chip-System integriert werden.

Förderung & Laufzeit
Projektlaufzeit: 01.06.2024 – 31.12.2027