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Brain metastases: Deciphering tumor-stroma interactions in three dimensions for the rational design of nanomedicines

Projektbeschreibung

Ein innovatives präklinisches 3D-Krebsmodell für Hirnmetastasen

Das EU-finanzierte Projekt 3DBrainStorm zielt darauf ab, 3D-gedruckte Modelle für Hirnmetastasen zu erstellen, welche die extrazelluläre Matrix des Gehirns sowie das Stroma und Serum mit in funktionellen Gefäßen zirkulierenden Immunzellen umfassen sollen. Diese Modelle werden klinische Gewebeeigenschaften, Signalwege, Hämodynamik und das Ansprechen auf Wirkstoffe besser erfassen können. Die Projektforschenden werden anhand dieser neuen Modelle drei therapeutische Ansätze zu entwickeln, um auf zelluläre Kompartimente, die an Hirnmetastasen beteiligt sind, abzuzielen: die Prävention einer metastatischen Hirnbesiedlung durch gezielt wirkende Nano-Impfstoffe, die Hemmung der Tumor-Stroma-Interaktion im Gehirn und das selektive Abzielen auf Tumorzellen. Mit den neuen präklinischen Krebsmodellen des Projektes wird es möglich sein, die Translationslücke im Bereich der Krebstherapeutika zu überbrücken.

Ziel

Brain metastases represent a major therapeutic challenge. Despite significant breakthroughs in targeted therapies, survival rates of patients with brain metastases remain poor. Nowadays, discovery, development and evaluation of new therapies are performed on human cancer cells grown in 2D on rigid plastic plates followed by in vivo testing in immunodeficient mice. These experimental settings are lacking and constitute a fundamental hurdle for the translation of preclinical discoveries into clinical practice. We propose to establish 3D-printed models of brain metastases (Aim 1), which include brain extracellular matrix, stroma and serum containing immune cells flowing in functional tumor vessels. Our unique models better capture the clinical physio-mechanical tissue properties, signaling pathways, hemodynamics and drug responsiveness. Using our 3D-printed models, we aim to develop two new fronts for identifying novel clinically-relevant molecular drivers (Aim 2) followed by the development of precision nanomedicines (Aim 3). We will exploit our vast experience in anticancer nanomedicines to design three therapeutic approaches that target various cellular compartments involved in brain metastases: 1) Prevention of brain metastatic colonization using targeted nano-vaccines, which elicit antitumor immune response; 2) Intervention of tumor-brain stroma cells crosstalk when brain micrometastases establish; 3) Regression of macrometastatic disease by selectively targeting tumor cells. These approaches will materialize using our libraries of polymeric nanocarriers that selectively accumulate in tumors.
This project will result in a paradigm shift by generating new preclinical cancer models that will bridge the translational gap in cancer therapeutics. The insights and tumor-stroma-targeted nanomedicines developed here will pave the way for prediction of patient outcome, revolutionizing our perception of tumor modelling and consequently the way we prevent and treat cancer.

Finanzierungsplan

ERC-ADG - Advanced Grant
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Koordinator

TEL AVIV UNIVERSITY
Netto-EU-Beitrag
€ 2 353 125,00
Adresse
Ramat aviv
69978 Tel aviv
Israel

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Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Weitere Finanzmittel
€ 0,00

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