Melanom-Modell
1. Magnetische Anreicherung von SPION-hybridisierten CAR-T-Zellen in Melanom-Tumoren im Chorioallantoismembran (CAM) Modell
Superparamagnetische Eisenoxidnanopartikel (SPIONs) ermöglichen eine magnetische Steuerbarkeit von Wirkstoffen oder Zellen und könnten dadurch künftig helfen, diese gezielt an spezifische Körperregionen zu führen. Voraussetzung für eine solche Anwendung ist die umfassende Untersuchung der magnetischen Anreicherung unter möglichst realitätsnahen Bedingungen. Erste Versuche mit dynamischen Flussmodellen zeigten bereits, dass sowohl freie SPIONs [1] als auch SPION-beladene T-Zellen [2] magnetisch angereichert werden können.
Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll nun die magnetisch gestützte Anreicherung von CAR-T Zellen in einem Melanom-Tumor-CAM-Modell untersucht werden. Dabei stehen neben dem Nachweis der zielgerichteten Anreicherung auch die Beurteilung ihres Einflusses auf die Tumorentwicklung im Mittelpunkt. Hierzu werden befruchtete Hühnereier bei Empfang inspiziert, gesäubert und in horizontaler Ausrichtung bei 37.5°C±0.5°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% ± 7% bebrütet. Am dritten Tag der Eientwicklung werden die Eier auf Befruchtungsstatus überprüft und ggf. gefenstert. Hierzu wird dem Ei ca. 3 ml Albumin entnommen und anschließend ein 0.5 x 0.5 cm großes Fenster in der Oberseite des Eis geschnitten. Die Eier werden bis Tag 8 der Eientwicklung kontinuierlich bebrütet und nun mit Melanom-Zellen inokuliert. An Tag 14 werden humane CAR-T-Zellen durch mRNA-Elektroporation generiert, anschließend für 4 Stunden mit Citrat-beschichteten SPIONs beladen und letztlich in ein tumorzuführendes Gefäß innerhalb des induzierten Tumors appliziert. Anschließend wird ein Magnetroboter 1 Stunde über dem Tumor positioniert, um eine Anreicherung der CAR-T-Zellen zu ermöglichen. Danach wird die CAM samt Tumor für weiterführende histologische Untersuchungen entnommen (siehe Abb. 1).
Abbildung 1: Schematische Darstellung des CAM-Assays zum Nachweis der magnetischen Anreicherung von SPION-beladenen CAR-T-Zellen im Melanomzell-Tumorgraft.
2. Übersichts-/ Originalartikel
[1] Janikowska, A., Matuszak, J., Lyer, S. et al. A novel human artery model to assess the magnetic accumulation of SPIONs under flow conditions. Sci Rep 7, 42314 (2017). https://doi.org/10.1038/srep42314
[2] Behr, J.; Carnell, L.R.; Stein, R.; Pfister et al. In Vitro Setup for Determination of Nanoparticle-Mediated Magnetic Cell and Drug Accumulation in Tumor Spheroids under Flow Conditions. Cancers 2022, 14, 5978. https://doi.org/10.3390/cancers14235978
3. ggf. Aktivitäten
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3. Kontakt:
Prof. Dr. med. Christoph Alexiou (Institutsleitung)
ChristophAlexiou@uk-erlangen.de
03131 85-33142
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09131 85-33142
Lucas Carnell (Doktorand)
Robert.LucasCarnell@uk-erlangen.de
09131 85-43931
Zugehörigkeit: Uniklinikum Erlangen – Hals-Nasen-Ohren-Klinik – Kopf- und Halschirurgie
Institut: Sektion für Experimentelle Onkologie und Nanomedizin (SEON)
Arbeitsgruppe: Nanotoxikologie
Link: https://www.hno-klinik.uk-erlangen.de/seon-nanomedizin/