Modular immunocompetent multi-organ-chip integrating tumor, microenvironment and lymph node models to study cancer-immune interaction via non-invasive imaging

Das Hauptziel dieses Vorschlags ist die Entwicklung eines menschlichen Multi-Organ-Chips, der die Immun-Tumor-Interaktion rekapituliert. Die vorgeschlagene Lösung basiert auf einer modularen Multi-Organ-Plattform, die die Zirkulation von Immunzellen zwischen einem Lymphknotenmodell und Tumormodellen unter Einbeziehung der Tumormikroumgebung (TME) ermöglicht. Zusätzlich ermöglicht das System die Überwachung durch nicht-invasive, molekular-sensitive Bildgebung. Durch die Wahl eines modularen Integrationskonzepts legen wir den Grundstein für kombinierbare Multi-Organ-Chips, die einzelne, bereits vorhandene oder in der Entwicklung befindliche Organmodule verschiedener Entwickler miteinander verbinden.

Die Überbrückung der Kluft zwischen präklinischen Modellen, menschlicher Immunität und klinischen Messwerten bleibt eine große Herausforderung in der Krebsimmuntherapie. Herkömmliche Messwerte in der Immunonkologie stellen destruktive, diskontinuierliche und oft zeitaufwändige Analysen dar. Die Kombination des OoC-Ansatzes mit nicht-invasiven, molekularsensitiven Bildgebungsverfahren ermöglicht die In-situ-Überwachung und Identifizierung von zellulären und metabolischen Merkmalen beim Zusammenspiel von Tumor und Immunsystem sowie eine Echtzeit-Rückmeldung über die Reaktionsfähigkeit des Tumors.

Die Untersuchung dieser Parameter und ihre Korrelation mit etablierten Messwerten wird dazu beitragen, die Mechanismen der Tumor-Immun-Interaktion zu entschlüsseln und neue Messwerte oder Biomarker für die Krebsprognose und das patientenspezifische Ansprechen auf Medikamente zu identifizieren.