en
English
Voorloper van borstkanker of niet?
2 mei 2023 08:00
Nieuw muismodel overbrugt binnen één jaar 10-20 jaar ontwikkeling van DCIS tot borstkanker
Een internationaal team onderzoekers, geleid door het Antoni van Leeuwenhoek, heeft een methode ontwikkeld om de uitgroei van Ductaal Carcinoma In Situ (DCIS), een mogelijk voorstadium van borstkanker, tot invasieve borstkanker beter te voorspellen. Met behulp van muizen waarin cellen van vrouwen met DCIS werden ingebracht, kunnen onderzoekers beter in kaart brengen welke DCIS-patiënten risico lopen op borstkanker en daarom baat hebben bij een behandeling.
Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cancer Cell en is onderdeel van PRECISION, een groot internationaal onderzoeksproject naar DCIS gefinancierd door Cancer Research UK en het KWF als onderdeel van de Cancer Grand Challenges, een mondiaal initiatief van Cancer Research UK en het National Cancer Institute in de VS.
DCIS bestaat uit afwijkende cellen in de melkgangetjes van de borst. In Nederland wordt het bij ongeveer 2300 vrouwen per jaar gevonden, zo’n 80% daarvan wordt gedetecteerd bij de screening op borstkanker. Dit omdat er op de röntgenfoto van de borst (het mammogram) kalkspatjes te zien zijn die op DCIS kunnen wijzen.
Zinloze behandelingen voorkomen
Tot op vandaag is het echter niet mogelijk te voorspellen welke DCIS zal uitgroeien tot borstkanker en welke niet. Daarom worden vrijwel alle vrouwen met DCIS preventief behandeld door middel van een borstamputatie of een borstsparende operatie gevolgd door bestraling en, in sommige landen, hormoonbehandeling. Tienduizenden vrouwen ter wereld ondergaan daardoor een intensieve behandeling zonder dat ze daar enig voordeel van hebben, terwijl ze er wel de nadelen van ondervinden. Om deze overbehandeling in de toekomst te voorkomen, ontwikkelden onderzoekers van Nederlands Kanker Instituut (het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek) en het VIB-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie een ‘levende biobank’ van DCIS-cellen om de ontwikkeling daarvan naar kanker beter te leren begrijpen.
Het proces van DCIS naar borstkanker ‘live’ volgen
De ontwikkeling van DCIS tot borstkanker bij de mens duurt doorgaans tien tot twintig jaar. Bij nieuwe muismodellen, waarin menselijke DCIS-cellen worden ingebracht, duurt dat slechts één jaar. Bovendien is het moeilijk om DCIS bij de patiënt zelf te bestuderen omdat DCIS al vrij snel na diagnose operatief wordt verwijderd.
Onderzoekers van het Nederlands Kanker Instituut hebben ruim 100 verschillende DCIS-muismodellen ontwikkeld, waarmee ze het proces van DCIS naar borstkanker nauwkeurig kunnen volgen. Daarvoor werden DCIS-cellen uit operatieweefsel van vrouwen met een heel dun naaldje in de melkgangetjes van muizen onder narcose ingebracht. Vervolgens werd de groei van de verschillende DCIS-cellen gedurende een periode van één jaar gevolgd, waarbij iets minder dan de helft van de muizen invasieve borsttumoren kreeg. Dankzij die tijdswinst konden wetenschappers met dit onderzoek een tip van de sluier oplichten en beter in kaart brengen waarom DCIS wel of vooral ook niet uitgroeit tot borstkanker.
Onderzoeksleider Jos Jonkers van het Nederlands Kanker Instituut: “Dankzij onze muismodellen hebben we DCIS voor het eerst live kunnen bestuderen. Dit leverde een schat aan informatie op. We overbruggen hiermee een kloof van enkele decennia tussen preklinisch onderzoek en de kliniek.”
Moleculaire overeenkomsten tussen mens en muis
Hoewel het overbrengen van weefsel van vrouwen met DCIS naar muizen op zich al een hele prestatie is, zijn de resultaten van het onderzoek nog veel interessanter. Dankzij de nieuwe muismodellen hebben onderzoekers met de nieuwe muismodellen ook belangrijke informatie verkregen over risicofactoren voor borstkanker bij DCIS. Zo bleek uit moleculair onderzoek dat de aanwezigheid van het HER2-eiwit het risico op borstkanker vergroot. Aanwezigheid van het eiwit waar het hormoon oestrogeen aan kan binden, bekend van hormoongevoelige borstkanker, betekende juist een kleiner risico.
Begrip van de biologie DCIS kan helpen bij bepalen van risico op borstkanker
Na een jaar bleek de helft van de muismodellen met DCIS geen borstkanker te hebben ontwikkeld en de andere helft wel. Om te bestuderen welke factoren tot dit onderscheid hadden geleid, werden de muismodellen door de onderzoeksgroep van Colinda Scheele van het VIB-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie ook met driedimensionale microscopie onderzocht. Door het weefsel cel-voor-cel in kaart te brengen, ontdekte de onderzoeksgroep dat humane DCIS-cellen twee verschillende driedimensionale groeipatronen vertonen die het risico op borstkanker kunnen voorspellen. Zo bleek dat bij de meeste muizen waar geen borstkanker ontstond de DCIS-cellen de muizencellen in de melkgangetjes vervangen hadden (‘replacement growth’), terwijl, als er wel borstkanker ontstond, de melkgangetjes als het ware door de DCIS-cellen werden ‘opgeblazen’ (‘expansive growth’).
Links: expansive growth. Rechts: Replacement growth.
3D-microscopie laat twee verschillende groeipatronen zien die het risico van DCIS op borstkanker kunnen voorspellen. De DCIS-cellen zijn groen, de myoepitheelcellen van de melkgangen zijn magenta
Colinda Scheele, VIB-KU Leuven Center voor Kankerbiologie: ‘Dankzij het goede werk van onze collega’s bij het Nederlands Kanker Instituut konden we meer dan 700 stalen onderzoeken. Dat we aan de hand van het groeipatroon van de DCIS-cellen konden zien of ze wel of niet tot borstkanker leiden is veelbelovend. Als we in de toekomst ook bij patiënten kunnen aantonen welke DCIS-cellen niet tot kanker zullen evolueren, dan kunnen we hen mogelijk heel wat fysiek en mentaal leed besparen.’
De muismodellen hebben een beter begrip opgeleverd van de biologie van DCIS. Deze informatie kan helpen om in de toekomst beter onderscheid te maken tussen DCIS-afwijkingen die zeer waarschijnlijk ongevaarlijk zijn en de DCIS-afwijkingen die mogelijk wel uit zullen groeien tot borstkanker.
‘In het eerste geval zou dan overwogen kunnen worden deze vrouwen niet te behandelen en alleen regelmatig te screenen. In het tweede geval is behandeling waarschijnlijk wel nodig om tijdig deze vrouwen te behoeden voor borstkanker,’ zegt Jelle Wesseling, patholoog aan het Antoni van Leeuwenhoek en leider van het PRECISION-consortium.
Unieke biobank-collectie voor de wetenschap
Een aantal van de muismodellen vormen een unieke biobank en kunnen door wetenschappers over de hele wereld gebruikt worden om nieuwe informatie te vergaren. De DCIS-cellen van deze modellen kunnen na uitgroei in de muis worden ingevroren en later opnieuw in muizen worden ingebracht. Ook na drie generaties muizen blijken de moleculaire eigenschappen van de DCIS-cellen opmerkelijk stabiel. Promovendus Stefan Hutten, die het onderzoek heeft uitgevoerd: “We hebben nu een unieke collectie van negentien distribueerbare modellen die alle moleculaire subtypes van DCIS vertegenwoordigen.”
Publicatie: Stefan Hutten e.a, ‘A living biobank of patient-derived ductal carcinoma in situ Mouse-INtraDuctal xenografts identifies risk factors for invasive progression’, Cancer Cell, 27 april 2023. DOI: 10.1016/j.ccell.2023.04.002
Over ons proefdieronderzoek
In het Nederlands Kanker Instituut doen we onder meer onderzoek met proefdieren, in ons geval muizen. De belangrijkste reden is dat kanker een erg complexe ziekte is, waar verschillende soorten cellen en ook vaak organen bij betrokken zijn. Belangrijke vragen in het kankeronderzoek als 'hoe zaait kanker uit naar andere organen?', of 'hoe kan ons immuunsysteem kanker bestrijden?', kunnen we nog niet op een andere manier bestuderen. Onderzoek met proefdieren is aan strenge regels gebonden en mag alleen als er geen andere methode is om een vraag te beantwoorden. In November 2021 ondertekende het Nederlands Kanker Instituut met vele andere Nederlandse instellingen de Transparantieovereenkomst Dierproeven.
