Eine Erfindung der TU Wien kann dieses Problem nun lösen: Ein Biochip wurde entwickelt, mit dem man Gewebekügelchen in genau den gewünschten Größen herstellen und durch einen dünnen Kanal mit Nährstoffen oder auch mit Medikamenten versorgen kann. „In präklinischen Studien werden Medikamente an kleinen Gewebeproben getestet, um ihre Wirkungsweise möglichst gut zu verstehen, bevor man sie Versuchspersonen verabreichen kann“, sagt Christoph Eilenberger, Doktorand in der Biochip-Forschungsgruppe von Prof. Peter Ertl am Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien. „Die Größe der Proben ist bei all diesen Untersuchungen ein ganz entscheidender Faktor“, betont Mario Rothbauer, Postdoc am Institut für Angewandte Synthesechemie. „Besteht das Gewebe nur aus wenigen Zellen, sind die Umweltbedingungen für alle Zellen praktisch gleich. Bei Gewebekügelchen mit etwas größerem Durchmesser beginnen Unterschiede eine größere Rolle zu spielen, etwa wenn die Konzentration bestimmter Chemikalien räumlich variiert.“ Ergebnisse von Experimenten sind daher nur dann vergleichbar, wenn man die Größe und die Form der Gewebeproben genau standardisiert. Das Biochip-Team der TU Wien untersuchte in zahlreichen Experimenten, wie das am besten gelingt: „Wir erzeugten in unseren Biochips Hohlräume mit ganz unterschiedlichen Größen und geometrischen Formen – Zylinder, Ellipsen, Kugelsegmente. Sie beeinflussen das Gewebewachstum auf ganz unterschiedliche Weise.“
Getestet wurde das neue System mit unterschiedlichen Arten von Zellen: „In einem Experiment haben wir eine künstliche Blut-Hirn-Schranke erzeugt, in einem anderen die Effektivität eines Krebsmedikaments getestet“, sagt Eilenberger. „Dadurch konnten wir zeigen, dass sich unser Chip in typischen präklinischen Tests bewährt.“ Derzeit kommt der Biochip auch an der renommierten Harvard Medical School zum Einsatz, an der Eilenberger einen Auslandsaufenthalt absolviert, um entstandene Resistenzen von Tumorzellen gegen Brustkrebsmedikamente zu erforschen. Der Chip trägt dazu bei, das spezifische Tumormilieu effizienter zu standardisieren und zu replizieren.