PDTOs lassen sich aus einer Vielzahl menschlicher Tumorarten herstellen, darunter Kolorektal-, Magen-, Pankreas-, Lungen-, Leber-, Prostata- und . Die Erfolgsquote beim Etablieren von PDTO-Kulturen hängt von Faktoren wie Tumortyp, Gewebequalität, Aufbereitung und Kulturbedingungen ab. So wurde bei metastasierten Hirntumoren eine Rate von 50 % erzielt, während beim metastasierten neuroendokrinen Prostatakarzinom nur ca. 16 % der Proben zu stabilen Organoidkulturen führten.
Histologisch und molekular ähneln PDTOs dem Ursprungstumor, einschließlich typischer Marker wie p53, HER2 oder Hormonrezeptoren. Auch genetische Signaturen wie Mutationen oder Transkriptionsprofile werden erhalten. In Langzeitkulturen können jedoch genetische Drift und veränderte Expressionsmuster auftreten.
PDTOs können sowohl für die Medikamententestung als auch zur Untersuchung von Tumorprogression, Metastasierung und Resistenzentwicklung eingesetzt werden.
Erste Studien zeigen, dass PDTOs als prädiktives System zur Bewertung von Wirkstoffempfindlichkeit eingesetzt werden können. In einer Untersuchung zu gastrointestinalen Tumoren konnten Organoid-Tests mit hoher Genauigkeit vorhersagen, welche Patienten auf eine Therapie ansprachen (100 % Sensitivität, 93 % Spezifität). Bei anderen Tumorarten wie ösophagogastrischem Adenokarzinom und metastasiertem kolorektalem Krebs ließ sich ein Therapieansprechen mit einer Sensitivität von 60 % und einer Spezifität von 90 % vorhersagen.
Um krankheitsrelevante Mutationen systematisch zu untersuchen, lassen sich Tumororganoide auch gezielt genetisch verändern. Möglich wird das durch die -Technologie – ein molekularbiologisches Verfahren, das wie eine präzise „Gen-Schere“ funktioniert: Es erlaubt gezielte Veränderungen im Erbgut, indem bestimmte DNA-Abschnitte entfernt, ersetzt oder korrigiert werden. In PDTOs wurden beispielsweise onkogene Mutationen wie KRAS G12V, TP53 oder SMAD4 gezielt eingeführt. So konnten Tumorprogression, Therapieresistenz und metastatisches Potenzial in vitro nachgebildet werden. Auch die gezielte Korrektur von Mutationen – z. B. KRAS oder TP53 – war erfolgreich.
PDTOs bieten auch die Möglichkeit, das Verhalten sogenannter Krebsstammzellen – einer besonders therapieresistenten Subgruppe von Tumorzellen – ex vivo zu untersuchen. Diese Tumorstammzellen spielen eine entscheidende Rolle bei Rückfällen und der Resistenz gegenüber konventionellen Therapien wie Chemo- und Strahlentherapie.
Trotz ihrer Vorteile haben PDTOs auch Grenzen. Nicht aus jedem lässt sich ein Organoid herstellen – manche Subtypen zeigen nur geringe Kulturerfolge. Außerdem repräsentiert ein einzelnes PDTO nicht immer die volle Heterogenität eines Tumors; Proben aus verschiedenen Tumorregionen oder Zeitpunkten können unterschiedliche Organoid-Ergebnisse liefern. Zudem können sich über längere Passagen zusätzliche Mutationen anhäufen. Diese Faktoren erfordern weitere Optimierungen und Standardisierungen, bevor PDTOs routinemäßig in der Therapieplanung eingesetzt werden könnten.
Der dringende Bedarf, onkologische Therapien zu verbessern, hat patientenabgeleitete Tumororganoide ins Zentrum des Interesses gerückt. Als präklinische Modelle, die das individuelle Tumorverhalten vorwegnehmen, bieten sie Potenzial für die personalisierte Krebsmedizin. Die Aussicht, PDTO-Tests eines Tages als Standardinstrument in den klinischen Entscheidungsprozess zu integrieren, ist vielversprechend.
Gleichzeitig ist der Weg dorthin komplex. Insbesondere muss sichergestellt werden, dass die Organoide auch über längere Zeit die krankheitsspezifischen genetischen Merkmale beibehalten und dass etwaige Kulturartefakte erkannt werden. Darüber hinaus hängt ihre Integration in klinische Entscheidungsprozesse von der Standardisierung der Kultursysteme, Validierung der Vorhersagekraft und der Reproduzierbarkeit ab. Es gilt, diese Herausforderungen in den Griff zu bekommen, damit Tumororganoide zu einem festen Bestandteil der onkologischen Praxis werden und dabei helfen können, Krebsbehandlungen noch präziser und wirksamer zu gestalten.