Tijdens het Scientific Symposium in het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie ging veel aandacht uit naar nieuwe ontwikkelingen in zowel basaal als toegepast kankeronderzoek die de diagnose en behandeling van kanker kunnen gaan veranderen. Zo vertelde dr. Charles Mullighan (St. Jude Children’s Research Hospital, Memphis, Verenigde Staten) dat door de opkomst van nieuwe moleculaire technieken steeds meer subtypen van acute lymfatische leukemie kunnen worden geïdentificeerd, met verschillende prognoses. Dr. Ali Ertürk (Ludwig-Maximilians Universität, München, Duitsland) liet zien hoe met optical clearingin een intacte muis te volgen is waar micrometastasen zich bevinden, en waar monoklonale antilichamen precies binden. Bij de vorming van metastasen speelt epitheliale-mesenchymale transitie een rol, blijkt uit onderzoek dat prof. dr. Robert Weinberg (Massachusetts Institute of Technology, Boston, Verenigde Staten) presenteerde.
Nieuwe subtypen en potentiële targets bij ALL
De huidige classificatie van acute lymfatische leukemie (ALL) is gebaseerd op de aanwezigheid van specifieke genetische afwijkingen die een rol spelen bij het ontstaan van de ziekte. Deze afwijkingen zijn sterk voorspellend voor de uitkomst van de behandeling. Bij een deel van de patiënten worden echter geen van deze afwijkingen aangetroffen. Charles Mullighan liet zien hoe met behulp van genexpressieprofielen en next generation sequencingnieuwe subtypen van ALL zijn geïdentificeerd.
Puntmutaties in PAX5blijken de belangrijkste aanjagers te zijn van een subtype leukemie met een slechte prognose. “We zien nu dat ALL niet alleen door chromosomale veranderingen en translocaties wordt veroorzaakt, maar dat ook puntmutaties leukemie kunnen initiëren”, aldus Mullighan. Daarnaast blijken veel tot nu toe ongeclassificeerde casussen ingedeeld te kunnen worden bij bestaande subtypen op basis van hun genexpressieprofiel.
Bij een nieuw subtype ALL leiden afwijkingen in verschillende transcriptiefactoren, DUX4 en ERG, tot hetzelfde genexpressieprofiel. Deze patiënten hebben een zeer goede prognose; bij hen kan de intensiteit van de behandeling mogelijk gereduceerd worden. Een ander nieuw subtype wordt gekarakteriseerd door verschillende translocaties met MEF2D, die leiden tot deregulatie van een histondeacetylase (HDAC). Cellen met deze translocaties waren gevoelig voor HDAC-remmers, een potentiële therapie voor dit subtype.
Ook vonden de onderzoekers een subtype met verschillende ZNF384-translocaties en hetzelfde genexpressieprofiel, maar verschillende immunofenotypen. Deze vorm blijkt bovendien van het ene naar het andere fenotype om te kunnen schakelen (lineage switch). Daardoor kan snel resistentie optreden tegen CAR-T-celtherapie, die meestal gericht is op een enkele marker, zoals CD19.
Tumorcellen lokaliseren in doorzichtige muizen
Beeldvormende technieken waarbij weefsels transparant worden gemaakt (optical clearing) maken het mogelijk om tumorcellen en moleculen te volgen in hele organen. Niet-invasieve beeldvormende technieken, zoals MRI, hebben onvoldoende resolutie om individuele cellen te lokaliseren. Traditionele histologie is bewerkelijk en levert geen driedimensionale informatie.
De groep van Ali Ertürk ontwikkelde de vDISCO-techniek, waarmee niet alleen organen, maar ook hele organismen transparant kunnen worden gemaakt. Tijdens het symposium in Utrecht liet hij zien hoe daarmee spieren, botten en zenuwen zichtbaar zijn in een intacte, transparante muis. Deze methode blijkt ook geschikt om micrometastasen en zelfs individuele gemetastaseerde cellen in beeld te brengen. Van monoklonale antilichamen die als therapie gegeven worden kan precies gevolgd worden waar ze binden, en aan hoeveel cellen. Zo kon hij aantonen hoeveel van een bepaald antilichaam op de juiste plek bindt. “Met deze technologie kunnen we grote hoeveelheden objectieve gegevens genereren op single-celniveau in de gehele muis”, aldus Ertürk.
Epitheliale-mesenchymale transitie en metastasering
Voordat tumorcellen zich kunnen verspreiden en elders in het lichaam een metastase kunnen vormen, moeten ze bepaalde eigenschappen verwerven. Robert Weinberg en zijn groep onderzoeken hoe dat gebeurt. Ze zagen in muizen dat de cellen aan de buitenkant van een borsttumor door blootstelling aan stromale cellen bepaalde veranderingen ondergingen, zodat ze veranderden van epitheliale in mesenchymale cellen - de zogeheten epitheliale-mesenchymale transitie (EMT). “Een aantal fenotypen die zijn geassocieerd met EMT, zoals motiliteit en het vermogen tot invasie, zijn eigenschappen die al tientallen jaren in verband worden gebracht met de biologie van kanker”, vertelde Weinberg.
Een evolutionair geconserveerde set transcriptiefactoren reguleert EMT tijdens verschillende stadia van de embryonale ontwikkeling. Weinbergs groep ontdekte een verband tussen EMT en de eigenschappen van stamcellen. Door expressie van EMT-transcriptiefactoren verkregen normale epitheliale borstcellen de capaciteit om onbeperkt te delen (self renewal), net als stamcellen. Implantatie van 100 van deze cellen leidde tot de vorming van nieuw borstweefsel, terwijl dat niet gebeurde na implantatie van 10.000 controlecellen. Cellen van een niet-metastaserende borsttumor die twee weken werden blootgesteld aan twee EMT-transcriptiefactoren (Slug en SOX9) vormden na implantatie invasieve tumoren met veel micrometastasen in de longen. “Dit is het begin van een bewijs dat activering van EMT in primaire tumorcellen voldoende is om micrometastasen te laten ontstaan. Daarvoor zijn dus geen additionele mutaties nodig buiten de mutaties die nodig zijn voor de vorming van de primaire tumor”, aldus Weinberg. Dit verklaart echter nog niet de laatste stap in metastasering: kolonisatie en aanpassing aan een vreemde omgeving.
Het onderzoek richt zich nu op de vraag of carcinoomcellen terug in een epitheliale staat kunnen worden gebracht, en of dat metastasering kan voorkomen. Het uitschakelen van de tumorstamcellen alleen is niet voldoende, omdat meer gedifferentieerde tumorcellen kunnen terugkeren naar een stamcelstatus. Weinberg liet zien dat de aanwezigheid van een subpopulatie van mesenchymale tumorcellen de overige epitheliale tumorcellen bescherming kan bieden tegen immunotherapie.
Dr. Astrid Danen, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2019 vol 10 nummer 1
DEEL DIT ARTIKEL:
