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Establishing the Differentiation of iPSC-derived Sensory Neurons to Uncover Their Role in Pancreatic Cancer Progression
14 April 2025
Understanding how nerves contribute to cancer progression is an emerging frontier in oncology—and one that could unlock new therapeutic possibilities. In her master’s thesis, Katharina Reich is tackling this challenge by focusing on the nervous system’s role in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC).
PDAC is among the most lethal malignancies, and one of its most devastating features is perineural invasion (PNI)—a process where cancer cells infiltrate the perineural space, utilizing neural structures as pathways for metastasis. Despite its prevalence in over 90% of PDAC patients and its association with severe pain and poor prognosis, the underlying mechanisms of PNI remain poorly understood.
To address this gap, Katharina’s project focuses on the generation of mature, functional human sensory neurons from induced pluripotent stem cells (iPSCs)—a challenging yet highly innovative approach rarely explored in pancreatic cancer research. She aims to establish a robust differentiation protocol, to derive peripheral neurons expressing key sensory markers. These neurons will be thoroughly characterized, with a special focus on ion channels involved in pain signaling during PNI.
To further assess neuronal function and maturity, the derived sensory neurons will be co-cultured with primary human Schwann cells (SCs), allowing for a more accurate evaluation of neuronal function and enhancing the model’s physiological relevance. The model will then be extended to include pancreatic cancer cells, enabling the study of nerve–tumor interactions in a human-based environment.
By developing a reliable source of human sensory neurons, Katharina’s work lays the foundation for future studies into the neurobiology of PDAC. Her project not only addresses a significant technical gap but also paves the way for better understanding how nerves influence cancer progression—and ultimately for developing more effective, targeted therapies for this devastating disease.
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Novel 3D ex vivo Culture for High-Throughput Drug Screening in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma
27 March 2025
As part of her master’s thesis, Cheyenne Prat-Marques, a molecular biomedicine student, has joined our “PDAC-taskforce” to contribute to advancing preclinical drug discovery in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). This cancer remains one of the deadliest, with a five-year survival rate of only 13%. Current standard-of-care treatments, such as FOLFIRINOX or gemcitabine + nab-paclitaxel, provide only limited survival benefits due to therapy resistance driven by the immunosuppressive and highly fibrotic tumor microenvironment (TME). Therefore, new therapeutic approaches are urgently needed.
A major challenge in drug development is the lack of physiologically relevant preclinical models. Current approaches - including human 2D tumor cultures, organoids and mouse xenograft models - fail to fully capture the complexity of the native TME, limiting their predictive value for drug responses. To address this, Cheyenne is collaborating with the Institute of Pathology to establish an ex vivo drug-testing platform that preserves the native tumor architecture. This cutting-edge approach could be a milestone in overcoming current preclinical limitations, allowing for more accurate drug screening and a deeper understanding of therapy resistance mechanisms.
The fundamental objective of Cheyenne’s project is the establishment of an ex vivo culture that recapitulates the complete TME, enabling high-throughput screening for potential therapeutic vulnerabilities. Furthermore, high-resolution 3D imaging of the entire tumor will facilitate a detailed characterization of the heterogeneous cell populations within the TME. By bridging the gap between preclinical research and clinical application, this project has the potential to pave the way for more effective, personalized treatments for PDAC patients.
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New publication in Lab on a Chip
4 March 2025
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most common and lethal form of pancreatic cancer. One major cause for a fast disease progression is the presence of a highly fibrotic tumor microenvironment (TME) mainly composed of cancer-associated fibroblasts (CAF), and various immune cells, especially tumor-associated macrophages (TAM). To conclusively evaluate drug efficacy, it is crucial to develop in vitro models that can recapitulate the cross talk between tumor cells and the surrounding stroma. Here, we constructed a fit-for-purpose biochip platform which allows the integration of PDAC spheroids (composed of PANC-1 cells and pancreatic stellate cells (PSC)). Additionally, the chip design enables dynamic administration of drugs or immune cells via a layer of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). As a proof-of-concept for drug administration, vorinostat, an FDA-approved histone deacetylase inhibitor for cutaneous T cell lymphoma (CTCL), subjected via continuous flow for 72 h, resulted in a significantly reduced viability of PDAC spheroids without affecting vascular integrity. Furthermore, dynamic perfusion with peripheral mononuclear blood cells (PBMC)-derived monocytes resulted in an immune cell migration through the endothelium into the spheroids. After 72 h of infiltration, monocytes differentiated into macrophages which polarized into the M2 phenotype. The polarization into M2 macrophages persisted for at least 168 h, verified by expression of the M2 marker CD163 which increased from 72 h to 168 h, while the M1 markers CD86 and HLA-DR were significantly downregulated. Overall, the described spheroid-on-chip model allows the evaluation of novel therapeutic strategies by mimicking and targeting the complex TME of PDAC.
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Prof. Dr. Nicole Teusch in Wissenschaftlichen Beirat der Stiftung set berufen
28.11.2024
Die Stiftung set (Stiftung zur Förderung der Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zur Einschränkung von Tierversuchen) hat Prof. Dr. Nicole Teusch von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) in ihren Wissenschaftlichen Beirat berufen. Teusch leitet das Institut für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie.
Die Stiftung set will alternative sogenannte 3R-Methoden (3R steht für „Replace, Reduce, Refine“) zur Tierforschung fördern. Es geht darum, die Zahl von Tierversuchen zu reduzieren, etwa indem diese durch komplexe Versuchsmodelle in Biochips ergänzt, ihre Zahl reduziert oder wo möglich ersetzt werden. Hierzu werden zum einen Forschungsprojekte gefördert, aber auch Veröffentlichungen, Symposien, Kurse und Workshops unterstützt.
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Nicole Teusch ist in diesem Feld im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte aktiv und wurde 2022 von der Stiftung set gefördert. In dem Projekt ging es um die Etablierung eines Biochips, auf dem ein dreidimensionales humanes Tumormikromilieu abgebildet ist. Es dient dazu, personalisierte Wirkstoffe bei Pankreas-Adenokarzinom zu testen.
Kristina Wagner, stellvertretende Vorsitzende des Stiftungsrats der Stiftung set, zur Berufung von Prof. Teusch in den Wissenschaftlichen Beirat: „Wir sind hocherfreut, Prof. Dr. Teusch in unserem Wissenschaftliche Beirat begrüßen zu dürfen. Mit ihrer Expertise ist sie eine hervorragende Bereicherung für das Gremium. Die Bewertung von Projektskizzen und -anträgen auf ihre wissenschaftliche Qualität und ihren Beitrag zum Ersatz und zur Ergänzung von Tierversuchen ist das Herzstück der Stiftung.“
Prof. Teusch zu ihrer zukünftigen Tätigkeit in dem Gremium: „Ich bin begeistert, nun im Kontext der Stiftung die Erforschung innovativer Alternativmethoden unterstützen zu können. Insbesondere werde ich meinen Fokus auf tierversuchsfreie Methoden in der präklinischen Arzneimittelforschung legen. Ich hoffe dabei, dass mit neuen Alternativmethoden perspektivisch signifikant weniger Tierversuche bei der Wirkstoffsuche für pharmakologische und toxikologische Untersuchungen benötigt werden.“
Zur Person
Nicole Teusch studierte Biologie und Chemie an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (Diplom 1998). Sie promovierte 2002 am Department of Immunology des Scripps Research Institute in La Jolla in den USA. Anschließend ging sie zunächst in die pharmazeutische Industrie. 2011 wechselte Teusch als Professorin an die Technische Hochschule Köln, im April 2019 wurde sie Professorin an der Universität Osnabrück. Seit April 2022 ist sie Professorin für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie an der HHU.
Prof. Teusch forscht unter anderem zur Identifizierung und Charakterisierung neuer pflanzlicher und mariner Naturstoffe als Quelle für pharmazeutische Wirkstoffe. Für ihre Arbeiten entwickelt sie mit ihrem Team auch Alternativmethoden zur Tierforschung.
Für ihre Lehr- und Forschungsarbeiten wurde Teusch mit einer Reihe von Preisen und Stipendien ausgezeichnet. So erhielt sie unter anderem 2015 den Lehrpreis der TH Köln, 2017 eine NRW-Forschungsprofessur und den Bionorica Award 2019 der Gesellschaft für Heilpflanzen- und Naturstoffforschung. Zum November 2024 wurde sie in den Wissenschaftlichen Beirat der Stiftung set – Stiftung zur Förderung der Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zur Einschränkung von Tierversuchen – berufen.
Autor: Arne Clausen
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