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Fragestellung: Spezifische PD3D-Modelle (patientenabgeleitete 3D-Zellkulturmodelle) von Karzinomen sind mittlerweile zu wertvollen Entscheidungshilfen in der Therapieplanung geworden und in den molekularen Tumorboards fest verankert. Im Vergleich zu den Fortschritten in der Karzinom-Behandlung in Bezug auf Ansprechraten und Gesamtüberleben gilt es zu prüfen inwieweit diese Fortschritte auf die interdisziplinäre Sarkombehandlung übertragen werden können. Repräsentative klinische Modelle fehlen bisher. Hier berichten wir über die effiziente Etablierung von PD3D-Modellen für Sarkome.

Methodik: Von 30 Sarkompatienten wurde eine 3D-Zellkultur aus frischem, intraoperativ gewonnenem Tumorgewebe angelegt (1. Gruppe: Inzisionsbiopsie n=11, 2. Gruppe: Resektionspräparat n=19). Initial erfolgte die Medieneinbettung und Kultivierung analog bestehenden Protokollen für Karzinom-Organoide. Die Kultivierungs- und Medienbedingungen sowie der Prozess der chirurgischen Tumorgewebeentnahme wurden kontinuierlich optimiert. Nach initialer Nutzung von Tumorgewebe aus Inzisionsbiopsien wurde ein workflow etabliert um repräsentatives vitales Tumorgewebe aus Resektionspräparaten zu gewinnen. Die Gewebeentnahme erfolgte an Resektaten nach neoadjuvanter Radio- und/oder Chemotherapie in Korrelation mit dem präoperativem MRT und im interdisziplinären Setting gemeinsam in der Pathologie, um eine Verfälschung der Resektionsränder auszuschließen. Zur Qualitätskontrolle und pathologischen Bewertung wurden formalinfixierte PD3D-Modelle in Paraffin (FFPE) eingebettet und analog zum Primärtumorgewebe gefärbt. Die Zeit bis zur möglichen Durchführung eines patientenindividuellen Drugscreenings wurde erfasst.

Ergebnisse: Es wurden insgesamt 30 PD3D-Modelle von 16 Sarkom-Subtypen erstellt. Die Anwachsraten von Tumorgewebe aus Inzisionsbiopsien unter Karzinom-Standardkulturbedingungen lagen bei 8 %. Optimierte Medienbedingungen und die Tumorgewebeentnahme aus Resektaten in Korrelation mit dem MRT verbesserten die Anwachsraten auf 80%. Die histopathologische Untersuchung der PD3D-Modelle bestätigte die Diagnose der ursprünglichen Sarkom-Subtypen und zeigte, dass die PD3D-Modelle in allen etablierten Modellen das typische Markerprofil des ursprünglichen Tumors beibehielten. Die mittlere Zeit von der Gewebeentnahme bis zum möglichen Drug-Screening betrug 35 Tage.

Schlussfolgerung: PD3D-Modelle von Sarkomen können routinemäßig und unabhängig vom Subtyp erstellt werden. Optimale Kulturbedingungen unterscheiden sich signifikant von denen für Karzinome. Eine präoperative Korrelation mit der MR-Bildgebung wird empfohlen, um geeignetes vitales Tumorgewebe für die Erstellung von PD3D-Modellen zu gewinnen. Der pathologische Phänotyp von PD3D-Modellen entspricht dem ursprünglichen Tumorgewebe. Die Modelle stehen in angemessener Zeit für ein therapierelevantes Drug-Screening zur Verfügung.