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Einleitung: Aufgrund der rasanten Entwicklung neuer therapeutischer Optionen für das Urothelkarzinom (UC) stehen Ärzte vor neuen Herausforderungen, wenn es darum geht, für einzelne Patienten die beste verfügbare Behandlung zu definieren. Von Patienten stammende UC-Organoide stellen vielversprechende Tools für die Grundlagen- und translationale Forschung mit zukünftig großem Potenzial für klinische Anwendungen dar. Die Implementierung in die klinische Routine und Anwendungen zur Vorhersage des Ansprechens müssen jedoch validiert werden. Darüber hinaus wurden verschiedene Protokolle für Isolierung, Vermehrung, Kultivierung, Handhabung und Substanztestungen beschrieben, was letztendlich zu einer hohen interinstitutionellen Varianz führt und somit diese vielversprechende Technologie zu einer Herausforderung für die klinische Praxis macht. In dieser Studie demonstrieren wir die Machbarkeit der Standardisierung und Beschleunigung der Organoidgenerierung und Substanztestung für UC-Patienten, indem wir einen strukturierten Ansatz auf Grundlage einer Organoid-Core-Facility in Kombination mit einer Teilautomatisierung implementieren.

Methode: Es wurden verschiedene extrazelluläre Matrizes, Medien und Protokolle zur Etablierung der Organoidkultur getestet. Ein Pipettierroboter wurde verwendet, um kleine Wellformate (384) und niedrige Zellzahlen zu frühen Zeitpunkten nach der Etablierung für schnelle Substanztestungen zu ermöglichen. Schließlich haben wir den Workflow in eine Core Facility zur konsistenten Organoidprozessierung im Rahmen von SOPs implementiert.

Ergebnisse: Wir beobachteten deutliche Unterschiede in der Reproduzierbarkeit und Effizienz der UC-Organoidetablierung bei Anwendung verschiedener Protokolle, Medien und Matrixkomponenten. Durch die Einrichtung einer Core Facility Organoids innerhalb des klinischen Umfelds unseres Zentrums für tertiäre Versorgung haben wir die Patientenrekrutierung, die Gewebegewinnung und die Verarbeitung in SOPs implementiert, was zu einem hohen Maß an Standardisierung und einer verkürzten Bearbeitungszeit bis zum Vorliegen des Ergebnisses einer Substanztestung (aktueller Median: 37 Tage) führt. Die Automatisierung durch den Pipettierroboter in Kombination mit dem 384-Well-Format ermöglicht schnelle Testungen für relevante Chemotherapeutika (z.B. Gemcitabin, Cisplatin) in frühen Passagen (p1/p2) mit nur 15.000 Zellen pro Substanz. Eine schnelle und zuverlässige Vier-Augen-Validierung der Testergebnisse und eine standardisierte Berichterstattung innerhalb eines zentralen, elektronischen Systems ermöglichen eine schnelle Übermittlung aussagekräftiger Ergebnisse.

Schlussfolgerung: Technisch zuverlässige Substanztestungen für UC-Organoid-Systeme sind in einem klinisch vernünftigen Zeitraum durchführbar. Die Verwendung von Organoiden hängt von standardisierten Verfahren, technischen Innovationen und validierten Berichten ab. Ein strukturierter Core-Facility-Ansatz könnte dazu beitragen, Ergebnisse von Organoidtestungen in der klinischen Routine zu implementieren.