Etablierung einer Living Biobank

Zusammenfassung

Hintergrund

Präzisionsonkologie ist ein klinischer Ansatz, welcher die Behandlung von Patienten aufgrund des genetischen Profils ihrer Tumorerkrankung optimiert und individualisiert. Die Integration einer Living Biobank mit sog. Tumororganoiden und Xenografts von Patienten mit Next-Generation-Sequenzierung und Hochdurchsatzmedikamentenscreenings hilft, die klinische Entscheidungsfindung zu fördern und klinische Studien zu entwickeln.

Methoden

Verwendung von Tumororganoiden für In-vitro-Hochdurchsatzmedikamentenscreenings (bis zu 160 Medikamte) und die Etablierung von In-vivo Xenotransplantat-Modellen zur Testung von nominierten Medikamenten und von neuen Medikamentenkombinationen.

Ergebnisse

Während 2 Jahren haben wir 56 In-vitro-Tumororganoide und 19 In-vivo-Xenotransplantate aus 18 verschiedenen soliden Tumortypen etabliert. Tumormorphologie und molekulare Profile zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen den In-vitro- und In-vivo-Modellen im Vergleich zu ihrem nativen Tumor. Mittels personalisierter Hochdurchsatzmedikamentenscreenings wurden mehrere gezielte kleine Moleküle und neuartige Medikamentenkombinationen nominiert und in entsprechenden Xenotransplantat-Modellen validiert.

Schlussfolgerung

Dieser Ansatz zeigt die Integration von genomischen Daten mit Medikamentenscreenings an personalisierten präklinischen Krebsmodellen, um die individuelle Krebsbehandlung zu präzisieren und neue potenzielle klinische Studien zu etablieren.

Abstract

Background

Precision oncology is a clinical approach aimed towards tailoring treatment strategies for patients based on the genetic profile of each patient’s cancer. The integration of a living biobank, consisting of patient-derived tumor organoids and PDXs, with next generation sequencing approaches and high-throughput drug screening help to guide clinical decision-making and clinical trial development.

Methods

Tumor organoids derived from fresh tumor samples were used for in vitro and in vivo high-throughput drug testing.

Results

Over a period of two years we established 56 in vitro tumor organoids and 19 in vivo xenografts from 18 different solid tumor types. Tumor morphology and molecular profiles show good concordance between the in vitro and in vivo models compared to their native tumor. High-throughput drug screening (up to 160 drugs) has been tested on eight tumor organoid lines. Seven of them underwent an additional combination drug screen. We nominated several targeted small molecules and novel combinations that have been validated in corresponding xenograft models.

Conclusion

This precision medicine approach outlines the integration of genomic data with drug screening from personalized preclinical cancer models to guide precision cancer care. It also fuels next generation research and has been implemented for clinical trial development.