Modellsysteme in der gastroenterologischen Forschung

Über die letzten Jahrzehnte haben sich verschiedene Modelle in der gastroenterologischen Forschung etabliert, die erheblich dazu beigetragen haben die (patho-)physiologischen Prozesse verschiedener gastrointestinaler (GI) Krankheiten (Entzündungen, Organverletzungen, Karzinome) besser zu verstehen. Dieser Review konzentriert sich auf solche unterschiedlichen Modelle, darunter genetisch veränderte Mausmodelle (GVMM), Xenografts und organoidbasierte Kultursysteme. GVMMs legten dabei den Grundstein zur erfolgreichen Modellierung dieser Krankheiten. Diese haben den entscheidenden Vorteil, dass Erkrankungen in ihrer physiologischen Umgebung beurteilt werden können und erlauben so den Einfluss verschiedener Zelltypen (Epithel, Fibroblast, Immunzellen) zu untersuchen. Die Diskrepanz zwischen Maus und Mensch beinhaltet jedoch einen entscheidenden Nachteil, der zumindest teilweise durch Transplantation humaner Zellen in immungeschwächten Wirtstieren umgangen werden konnte. Die zeit- und arbeitsintensive Generierung von solchen Xenograftmodellen schränkt jedoch deren Nützlichkeit für ein zeitnahes präklinisches Screening erheblich ein. Neuartige organoidbasierte humane Zellkultursysteme aus adulten Stammzellen oder pluripotenten Stammzellen sind ein vielversprechendes humanes Tool zur Modellierung von GI-Erkrankungen. Bereits heute zeigen erste Ergebnisse deren Nützlichkeit in der Regulation adulter Gewebehomöostase, Regeneration und Tumorentwicklung. Darüber hinaus lässt sich dieses System einfach in der klinischen Diagnostik für Tumorpatienten etablieren und ermöglicht so eine zeitnahe Ex-vivo-Pharmakotypisierung, um personalisierte Therapiestrategien zu entwickeln.