Patienten-abgeleitete Organoide (Patient-Derived Organoid, PDO) sind dreidimensionale Modelle, die in einem in-vitro 3D-Kultursystem erstellt werden und die Tumoreigenschaften von Patienten hochgradig genau nachbilden können. Sie werden oft als "Mikroorgane" bezeichnet. Dieses Modell reproduziert nicht nur die genetische, phänotypische und metabolische Vielfalt der Tumore von Patienten, sondern simuliert auch effektiv das Tumormikroumfeld und die Heterogenität und bietet so eine ideale Plattform für die Grundlagenforschung zur Erforschung der Tumorresistenzmechanismen, der dynamischen Prozesse der Krankheitsentwicklung sowie der Entdeckung und funktionellen Validierung neuer Arzneimittelziele. Im Zeitalter der Präzisionsmedizin zeigt PDO ein deutliches Potenzial bei der Orientierung klinischer Therapieentscheidungen, der Optimierung neuer Arzneimittelentwicklungspfade und der Umgestaltung klinischer Studiendesigns. Der Kern der Präzisionsmedizin besteht darin, das traditionelle "One-Size-Fits-All"-Behandlungsmodell zu überwinden und individuelle Behandlungspläne basierend auf genetischen, Umwelt- und Lebensstilunterschieden des Patienten zu erstellen. Mit der Weiterentwicklung der Genomik und Sequenzierungstechnologien ist die auf Next Generation Sequencing (NGS) basierende Diagnostik zur Version 1.0 der Präzisionsmedizin geworden. Allerdings schränken die hohe Heterogenität von Tumoren, die Komplexität des Tumormikroumfelds und die Grenzen der bestehenden Diagnosetechniken (wie Probenhomogenisierung und unzureichender Tumorzellgehalt) ihre präzise klinische Anwendung ein. PDO als hochpräzises in-vitro 3D-Modell eröffnet ein neues Kapitel 2.0 der Präzisionsmedizin. PDO ist nicht nur eine leistungsstarke Plattform für die Grundlagenforschung zum Tumormikroumfeld, zu Medikamentenresistenzmechanismen und zur Entdeckung neuer Biomarker, sondern zeigt auch großes Potenzial in der klinischen Translation. In der präklinischen Forschung wird PDO breit verwendet für Hochdurchsatz-Screening von Medikamenten, Erforschung von Kombinationsbehandlungsstrategien und Sicherheitsbewertung von Medikamenten, wobei es eine effiziente Vorhersage der Arzneimittelwirkung, die Unterscheidung zwischen Synergie- und Antagonismus-Effekten sowie die Bewertung der Toxizitätsrisiken für normales Gewebe ermöglicht. In der klinischen Forschung decken die potenziellen Anwendungsszenarien von PDO den gesamten Prozess der Arzneimittelentwicklung und der individualisierten Therapie ab, einschließlich Unterstützung bei der Auswahl der Erstindikationen, Dosismessungen, Probandenscreening, Stichprobenumfangberechnung und Erweiterung neuer Arzneimittelindikationen. Darüber hinaus zeigt PDO einen einzigartigen Wert bei der Vorhersage der Wirksamkeit von Zelltherapien (z. B. CAR-T), der Bewertung der Strahlenempfindlichkeit sowie der Ko-Kultur mit anderen Immunzellen zur Entwicklung neuer Therapien. Im In- und Ausland wurden mehrere Expertenkonsense gebildet, die auf die Standardisierung und klinische Anwendung der Organoid-basierten Wirkstoffsensitivitätstests abzielen. Das Konzept "1 Organoid = 1 Patient" wird zunehmend zum Trend, der darauf abzielt, die Grenzen genomischer Informationen durch direkte Medikamententests mittels PDO als "in-vitro-Ersatz" für den Patienten zu überwinden und eine präzisere, personalisierte Therapieleitung zu ermöglichen. Seit Beginn im Jahr 2009 hat sich die Organoid-Technologie von der Erstellung einfacher Modelle hin zu einer tiefen Integration mit Einzelzell-Sequenzierung, Mikrofluidik-Chips und Gen-Editing-Technologien entwickelt, wodurch die Komplexität der Modelle und der Anwendungsbereich erweitert wurden. Heute spielt die Organoid-Technologie eine zunehmend wichtige Rolle in der Präzisionsmedizin, der Arzneimittelentwicklung und der regenerativen Medizin. Mit Blick auf die Zukunft wird PDO mit Modelloptimierungen, Standardisierungen und der Akkumulation klinischer Evidenz eine zentralere Rolle in der personalisierten Tumortherapie und der Arzneimittelentwicklung spielen. Wir treten in ein neues "Organoid-Zeitalter" ein.

patienten-abgeleitete Organoide;3D-Kultur;Tumormikroumfeld;Präzisionsmedizin;klinische Translation