Aus dem Gewebe von Patientinnen entstehen im Labor von Dr. André Koch winzige 3D-Organoide. Der Tübinger Molekularbiologe arbeitet an einer Zukunftstechnologie, die die menschliche Physiologie deutlich präziser abbilden kann als klassische Modelle. Seine Vision: Therapieverläufe künftig individuell vorhersagen zu können, noch bevor die Behandlung beginnt. Sollte sich der Ansatz durchsetzen, könnte dies die Krebsmedizin grundlegend verändern.
Wie aus einer einzigen Zelle ein ganzer Organismus entsteht, ist für André Koch auch nach vielen Jahren in der Forschung immer noch ein „kleines Wunder“. Deshalb steht der Molekularbiologe bis heute regelmäßig selbst am Mikroskop. „Zuzuschauen, wie sich Zellen teilen und organisieren, hat mich von Anfang an fasziniert“, sagt er. Koch leitet am Forschungsinstitut für Frauengesundheit des Universitätsklinikums Tübingen eine Arbeitsgruppe, die die Krebstherapie grundlegend verändern könnte. Die Forschenden entwickeln aus Patientinnenzellen 3D-Organoide. An diesen lebenden Miniatur-Gewebemodellen lassen sich Wirkstoffe in einer Umgebung testen, die der menschlichen Physiologie erstaunlich nahekommt.
Dabei begann Kochs wissenschaftliche Laufbahn zunächst fernab der klinischen Praxis. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit dem Zellzyklus von Hefen. „Doch dieses Thema war mir zu weit weg vom Menschen“, so der Forscher. Den entscheidenden Impuls gab schließlich die Zeit am Niederländischen Krebsforschungsinstitut in Amsterdam, einem internationalen Zentrum der Organoid-Forschung. Dort begegnete Koch einer Wissenschaftskultur, die sich stark an der konkreten medizinischen Anwendung orientiert.
Als er 2016 nach Tübingen kam, brachte er diese Denkweise mit. Koch begann sogleich mit dem Aufbau einer Biobank für Organoide. Statt Gewebeproben von Patientinnen nach einer Operation ausschließlich für die Diagnostik aufzubereiten und zu konservieren, lässt er die Zellen im Labor weiterwachsen. Aus Tumorgewebe oder Proben der Gebärmutterschleimhaut entstehen dreidimensionale Modelle, die viele Eigenschaften des ursprünglichen Gewebes beibehalten. „Wir veräppeln die Zellen ein bisschen“, sagt Koch schmunzelnd über die spezielle Matrix, in der die Organoide heranwachsen. „Sie sollen glauben, sie befänden sich weiterhin im menschlichen Körper.“
Für die Onkologie sind die Organoide besonders interessant, weil sie möglich machen, was mit klassischer Gewebediagnostik kaum erreichbar ist: einen Verlauf vorherzusagen. Wie reagiert ein Tumor auf ein Medikament? Wann entstehen Resistenzen? Und welche Therapie könnte nach einem Rückfall noch wirken? Koch beschreibt die Modelle deshalb als „biologische Glaskugel“. Noch geschieht vieles davon unter Studienbedingungen, doch die Richtung ist klar. Langfristig sollen die 3D-Modelle helfen, Therapien individueller abzustimmen und unnötige Behandlungen zu vermeiden.
In der Biobank sammelt sein Team diese Organoide und macht sie auch anderen Forschungsgruppen zugänglich. Die Modelle dienen dabei nicht nur der Krebsforschung. Sie helfen auch dabei, Unfruchtbarkeit, Endometriose oder seltene gynäkologische Erkrankungen besser zu verstehen. „Ich bin zu hundert Prozent davon überzeugt, dass unsere Technologie funktioniert“, sagt Koch. Zugleich betont er, wie komplex der Weg in die klinische Anwendung ist. Denn auch wenn sich im Labor bereits erkennen lässt, welche Therapien bei bestimmten Tumoren wirklich anschlagen, müssen solche Erkenntnisse erst in großen klinischen Studien abgesichert werden. Genau darin sieht Koch eine der größten Herausforderungen der personalisierten Medizin.
Dass seine Forschung zugleich Tierversuche überflüssig machen könnte, sieht der Biologe als wichtigen Fortschritt. Tiermodelle galten in der Onkologie lange als unverzichtbar. Für Koch dagegen steht inzwischen fest: „Wo Organoide dieselben oder bessere Antworten liefern, verlieren Tierversuche ihren wissenschaftlichen Mehrwert.“ Der Tierschutz sei für ihn deshalb ein „positiver Nebeneffekt“ seiner Forschung.
Fragt man ihn nach seinem persönlichen Antrieb, fallen Koch zunächst die Menschen ein, deren Proben er im Labor verwendet. „Krebs spielt für alle von uns eine Rolle“, sagt er. „Fast jeder hat im Familien- oder Freundeskreis schon einen Fall erlebt.“ Zudem habe er sich schon immer geweigert, die Dinge so hinzunehmen, einfach weil man es immer so gemacht habe. „Dieses ständige Hinterfragen zieht sich durch meine gesamte Forschung und leitet mich in allen Lebenslagen“, sagt Koch. Er arbeitet daran, dass seine Biobank in Tübingen irgendwann zum Standard wird – damit jede Patientin eine Antwort bekommt, die so einzigartig ist wie ihre Zellen selbst.
