Van een patiënt wat tumorweefsel wegnemen, er in het lab microtumoren mee kweken om er gerichte behandelingen op uit te testen: het brengt kankerbehandelingen op maat van de patiënt weer een stapje dichterbij. Onderzoekers van de UAntwerpen en het UZA willen met microtumoren vooraf testen welke patiënten baat zullen hebben van chemotherapie.

Kankerbehandelingen evolueren steeds sterker naar gepersonaliseerde therapieën, toegesneden op het genetische profiel van de patiënt en de tumor’, zegt dr. Christophe Deben, onderzoeker aan het Center for Oncological Research (CORE) van de UAntwerpen. ‘Om de resultaten van de behandeling te voorspellen, maken we gebruik van biomerkers. Helaas beschikken we voor heel wat behandelingen – denk aan chemotherapie – niet over goede biomerkers. Als we willen voorspellen hoe de patiënt erop zal reageren, tastten we tot nu toe in het duister.’

Microtumoren opkweken

Voor een doorbraak zorgden wetenschappers van de Universiteit Utrecht, die er in 2009 in slaagden om uit stamcellen mini-orgaantjes te kweken, organoïden genoemd – mini­levers, minilongblaasjes enz. Ze zijn nauwelijks 1 mm groot, maar hebben dezelfde kenmerken als het echte orgaan. Dat opende ook nieuwe mogelijkheden voor kankeronderzoek. Deben: ‘Als we stukjes tumorweefsel van de patiënt nemen, een biopt of een stukje tumor dat tijdens chirurgie wordt weggesneden, kunnen we daaruit tumorstamcellen isoleren. Die plaatsen we in een gel met voedingsstoffen en groeifactoren. Zo kweken we ze driedimensionaal op tot patiënt-afgeleide organoïden, ook wel tumoroïden of microtumoren genoemd.’

Die microtumoren zijn patiëntspecifiek en hebben de genetische eigenschappen van de tumor die in het lichaam van de patiënt zit. Intussen is aangetoond dat we microtumoren in het lab kunnen gebruiken om te voorspellen hoe de tumor in de patiënt op de therapie zal reageren. Deben: ‘Op een microplaatje met 384 gaatjes brengen we in elk plaatje geautomatiseerd organoïden aan. Met geavanceerde microscopen nemen we regelmatig foto’s, om zo de therapierespons in de tijd op te volgen. Daarvoor hebben we in het CORE een analyseplatform en software ontwikkeld, zodat we veel meer gegevens uit de beelden kunnen puren dan andere onderzoekscentra. Niet alleen of en hoe een behandeling de groei van kankercellen afremt, maar ook of ze celdood uitlokt en of de kankercellen kunnen uitzaaien.’

Fundamenteel en klinisch onderzoek

De onderzoeksgroep van Deben gebruikt microtumoren voor fundamenteel onderzoek, bijvoorbeeld om de interactie tussen tumorcellen en diverse celtypes in de tumoromgeving te ontrafelen. ‘Aan de microtumoren kunnen we namelijk ook apart opgekweekte bindweefsel- en immuuncellen toevoegen. Zo bootsen we natuurgetrouw een tumoromgeving na en kunnen we bestuderen hoe al die celtypes op elkaar inwerken en de therapierespons beïnvloeden.’

De groep is nu ook klaar voor klinisch onderzoek bij endeldarm- en slokdarmkanker. ‘Veel patiënten met zulke tumoren ondergaan chirurgie en krijgen standaard eerst chemotherapie om de tumor te verkleinen. Sommige patiënten reageren daar zo goed op dat ze zelfs genezen zonder chirurgie. Bij andere patiënten heeft de chemotherapie geen effect, zodat we hen de nare bijwerkingen beter kunnen besparen. Samen met twee chirurgen van het UZA, prof. dr. Niels Komen en dr. Michiel de Maat, onderzoeken we nu of we door verschillende chemotherapeutica te testen op microtumoren kunnen voorspellen welke patiënten baat hebben bij een chemokuur en welke niet.’ 

Veelbelovend

Als we wat verder in de toekomst kijken, komen nog meer toepassingen van patiënt-afgeleide organoïden binnen bereik, denkt Deben. ‘Idealiter willen we met zo weinig mogelijk kankercellen van de patiënt microtumoren kunnen kweken en daarop dan zo snel mogelijk een hele reeks gerichte behandelingen tegelijk testen, ook immuuntherapieën, om de behandelend arts dan de beste behandelkeuze voor te stellen.’

Patiënt-afgeleide organoïden kunnen het kankeronderzoek dus forse stappen vooruit helpen zetten, maar er zijn nog hobbels op de weg. Momenteel kunnen we nog niet elk tumortype even gemakkelijk opkweken tot een microtumor: bij longtumoren lukt dat veel minder goed dan bij endeldarm- of pancreastumoren, waar het bij 60 tot 70 procent van de patiënten lukt. Deben is optimistisch: ‘Nu laboratoria wereldwijd intensief inzetten op organoïdenonderzoek, verwacht ik dat de techniek nog sterk zal worden verfijnd.’