Effectiviteit chemotherapie kan worden voorspeld met ‘mini-tumoren’

Een veelgebruikte tweedelijns chemo-behandeling voor uitgezaaide darmkanker kan eerst worden getest op ‘organoids’ die in het lab zijn gegroeid uit een klein stukje tumorweefsel van patiënten. Hierover publiceerden Salo Ooft en anderen o.l.v. Emile Voest in Science Translational Medicine.

In de TUMOROID studie werden bij 61 patiënten met uitgezaaide darmkanker biopten afgenomen waarop vervolgens chemobehandelingen werden getest. Daarnaast kregen de patiënten zelf chemotherapie en werden hun behandeluitkomsten bijgehouden.

In 80% van de gevallen kon de test de zogenoemde non-responders identificeren: patiënten die niet reageerden op de behandeling. Omgekeerd voorspelde de test alle patiënten correct die wel baat bleken te hebben bij de behandeling.

Publicatie in Science Translational Medicine, 9 oktober 2019:
Salo N. Ooft et al., ‘Patient-derived organoids can predict response to chemotherapy in metastatic colorectal cancer patients’.

Het probleem: overbehandeling

Patiënten met uitgezaaide kanker worden vrijwel altijd behandeld met chemotherapie. Chemotherapie kan het leven van een kankerpatiënt met maanden tot jaren verlengen maar het probleem is dat de behandeling niet effectief is voor alle patiënten. Een belangrijk deel van hen heeft er geen baat bij, maar heeft wel last van alle bijwerkingen.

In een fase waarin kwaliteit van leven heel belangrijk is, wordt een deel van de patiënten helaas erg ziek door behandeling die geen effect heeft en niet levensverlengend is. Dit noemen we overbehandeling.

Behoefte aan test voor chemo

Er is daarom grote behoefte aan een test die kan voorspellen welke patiënten nu precies baat hebben bij behandeling en vooral wie niet. Hoewel er wel genetische tests bestaan voor nieuwere soorten doelgerichte antikankerbehandelingen, is het voor chemotherapie, een type behandeling dat al bestaat sinds de jaren ’50, nooit gelukt een voorspellende test te ontwikkelen.

Chemotherapie testen op organoids

Maar sinds een paar jaar kunnen uit een klein stukje tumorweefsel van de patiënt zogenoemde ‘organoids’ worden gekweekt in het lab. Deze ‘minitumoren’ behouden de morfologische en genetische eigenschappen van de oorspronkelijke tumor. In theorie kun je de chemotherapie eerst testen op deze ‘minitumoren’ uit het weefsel van patiënten in het lab, voordat ze zelf de chemotherapie krijgen. De vraag is dan: hebben deze organoids dezelfde respons op de therapie als de tumor in de patiënt zelf?

In een klinische studie in meerdere Nederlandse ziekenhuizen hebben onderzoekers onder leiding van Emile Voest van het Antoni van Leeuwenhoek nu uitgezocht of de respons van deze ‘minitumoren’ op chemotherapie inderdaad correleerde met de daadwerkelijke respons van de individuele patiënt, en of die organoids dus gebruikt zouden kunnen worden als een voorspellende test.

Het middel irinotecan

De onderzoekers concentreerden zich op uitgezaaide darmkanker, waar chemotherapie voor elke patiënt de standaardbehandeling is. Een veelgebruikt chemotherapeutisch middel daarvoor in de tweede lijn (na falen van eerstelijns chemotherapie) is irinotecan, waarbij in ongeveer 20% van de patiënten de tumor kleiner wordt. Het overgrote deel van de patiënten heeft dus geen baat bij de behandeling maar ervaart wel de bijwerkingen als kaalheid, diarree, en vermoeidheid. Het doel van de studie was om specifiek deze zogeheten ‘non-responders’ te identificeren, dus mensen die geen voordeel van de behandeling ervaren.

Overbehandeling aanpakken

De onderzoekers testten het middel irinotecan op de organoids. ‘We zagen dat we daarmee in 80% van de gevallen de zogeheten non-responders konden voorspellen,’ zegt onderzoeker Salo Ooft, eerste auteur van het wetenschappelijke artikel.

Een uiteindelijke behandelkeuze kan met behulp van organoids dus beter gemaakt worden.

Omgekeerd voorspelde de test alle patiënten correct die wel baat bleken te hebben bij de behandeling. Salo Ooft: ‘Dit laatste is erg belangrijk, want je wilt vanuit ethisch perspectief patiënten geen behandeling onthouden die mogelijk levensverlengend was geweest.’

Deze beide belangrijke voorspellende waardes zagen ze ook voor de combinatie van irinotecan met een ander chemotherapeuticum (5-FU), een veelgebruikte combinatiebehandeling waarbij ook een klein deel van de patiënten baat heeft.

Volgende stap: in grotere groep patiënten testen

De twee tests voor irinotecan en 5-FU + irinotecan zijn op dit moment nog volop in ontwikkeling en zijn nog niet beschikbaar voor patienten. De belangrijkste volgende stap is de tests uitproberen in een grotere groep patiënten, om de voorspellende waarde te bevestigen.
Een hobbel is ook dat de tumorcellen niet van elke patiënt konden worden gekweekt. Dit lukte in 63% van de gevallen. Een belangrijke vraag voor de toekomst is dus hoe het kweeksucces kan worden verbeterd zodat de test breed inzetbaar is.

Respons andere veelgebruikte chemotherapie niet voorspeld

De technologie kent zeker ook haar beperkingen. De minitumoren konden niet de respons op een andere veelgebruikte combinatietherapie, namelijk 5-FU en oxaliplatin, voorspellen. Dit is een chemobehandeling waarbij in de eerste lijn 40-45% van de patiënten baat heeft, veel meer dan het geval is bij irinotecan. Ooft: ‘Mogelijk zijn er voor dit type behandeling meer factoren belangrijk dan alleen de tumorcellen in het kweekbakje. Dit geeft aan dat organoids niet alles kunnen voorspellen.‘

Dit onderzoek is gedaan met steun van KWF Kankerbestrijding en Oncode Institute.