Tumoren in kweekschaaltje vormen trainingsschool voor immuuncellen

Zo'n levend stukje tumor heet een tumor-organoïde. De immuuncellen blijken de tumorcellen vervolgens te kunnen doden en de tumor-organoïde te laten slinken. Gezond controleweefsel van dezelfde patiënt laten ze met rust.

Hiermee heeft het onderzoek naar immuuntherapie een nieuw tumormodel in handen, waarmee voor een individuele patiënt, maar buiten zijn of haar lichaam, de complexe interactie kan worden onderzocht tussen immuuncellen en kankercellen.

De vinding opent ook de weg om cellulaire immuuntherapie te ontwikkelen:  behandeling van de patiënt met eigen immuuncellen als 'levende medicijnen'. T-cellen worden dan buiten het lichaam 'getraind' om de tumor te herkennen, en vervolgens teruggegeven aan de patiënt. Ook kunnen de organoïden gebruikt gaan worden om combinaties te testen van immuuntherapie en andere therapieën.

De tumor-organoïden werden gecultiveerd uit kleine stukjes tumorweefsel van 13 patiënten met een vorm van darmkanker en 6 patiënten met niet-kleincellige longkanker. Het lukte in ongeveer een op de drie patiënten om de immuuncellen uit het bloed te activeren. 

Onderzoekers Krijn Dijkstra, Chiara Cattaneo e.a. publiceren deze resultaten donderdag 9 augustus op de website van het wetenschappelijke tijdschrift Cell. Het onderzoek werd geleid door Emile Voest (contactpersoon) en Ton Schumacher. 

Krijn Dijkstra, arts-onderzoeker die gaat promoveren op dit onderzoek: 'Om onze vragen over het al dan niet succesvol zijn van immuuntherapie  te beantwoorden is er grote behoefte aan goede "real life" modellen. Dit gaat zeker helpen.'

We zaten met smart op zo'n platform te wachten', beaamt internist-oncoloog Emile Voest, die het onderzoek leidde. 'En er komt geen proefdier aan te pas.'

Volgens Ton Logtenberg, CEO van het aan de Nasdaq genoteerde immuno-oncologie bedrijf Merus kan het belang van dit onderzoek niet overschat worden: 'De ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen die het afweersysteem activeren om tumor cellen te doden heeft een revolutie teweeg gebracht in de behandeling van patiënten met kanker. Het onderzoek van de groep van Voest biedt unieke mogelijkheden om in het lab verbeterde versies en nieuwe combinaties van deze geneesmiddelen te ontwikkelen voordat ze getest worden in patiënten.'

Organoïden behouden eigenschappen tumor

Recent is aangetoond dat tumor-organoïden in een kweekschaaltje de eigenschappen van de oorspronkelijke tumor behouden. Dat opende de weg om tumoren buiten de patiënt te onderzoeken en de effecten van verschillende medicijnen te testen. Voor immuuntherapie werden ze echter nog niet gebruikt. Nu kan dat wel.

Het nieuwe tumormodel maakt het mogelijk nog beter de grote vragen en bottlenecks te onderzoeken die brede klinische toepassing van immuuntherapie nu nog frustreren. Bijvoorbeeld: waarom reageert de ene patiënt heel goed op immuuntherapie en de ander helemaal niet? Hoe omzeilen kankercellen het immuunsysteem en hoe reageren immuuncellen daar weer op? En uiteindelijk: hoe kunnen we in al deze mechanismen ingrijpen?

Darmkanker en longkanker

Niet-kleincellige longkanker en een specifieke vorm van darmkanker (microsatelliet-instabiele darmkanker) zijn deels gevoelig voor immuuntherapie, omdat de schade aan het DNA zo groot is dat het immuunsysteem de kankercellen herkent als lichaamsvreemde indringers. Toch reageert slechts een minderheid van de patiënten met uitgezaaide kanker er goed op.

T-cellen herkennen en doden tumorcellen

T-cellen (voor de kenner: type CD8+) zijn witte bloedcellen met een dubbelfunctie: ze herkennen lichaamsvreemde elementen en doden die ook, vandaar de bijnaam killer T-cellen. Vanuit de bloedbaan nestelen ze zich in de tumor, waar ze de strijd aangaan met de kankercellen. In de varianten van immuuntherapie die nu - als standaardbehandeling of experimenteel - worden ingezet, spelen deze T-cellen de hoofdrol. Immuuntherapie is erop gericht deze T-cellen te versterken en/of vermeerderen. Er zijn in het micromilieu van de tumor echter allerlei mechanismen aan het werk die maken dat T-cellen de kankercellen niet - of niet  langer - goed kunnen herkennen of doden. Die mechanismen kunnen nu beter worden bestudeerd.

'Frisse T-cellen'

Immuuntherapie werd als eerste toegepast bij melanoom, een agressieve vorm van huidkanker, en pas daarna bij sommige andere kankersoorten. 'Bij melanoom is het relatief gemakkelijk om T-cellen uit de tumor zelf te kweken', zegt Voest. 'Bij andere solide tumoren is dat veel lastiger gebleken.' Daarom is hij erg blij dat zijn groep erin is geslaagd T-cellen uit de bloedbaan te halen. 'T-cellen uit de bloedbaan zijn bovendien waarschijnlijk "frisser" dan T-cellen uit de tumor die daar al sterk afgeremd kunnen zijn.'

Krijn Dijkstra & Chiara Cattaneo e.a., 'Generation of tumor-reactive T cells by co-culture of peripheral blood lymphocytes and tumor organoids'. Cell (2018)

De volledige versie van het artikel vind je hier. 

Lees ook:

• Most exhausted T cells recognize tumor cells best