Tumor-replica’s: een veelbelovende route naar persoonlijke kankerzorg

Een replica van de tumor

Het principe is even eenvoudig als ingenieus. Tijdens een bronchoscopie, waarbij artsen via een dun slangetje de longen inspecteren, wordt een biopt van de tumor genomen voor de diagnose. Tegelijkertijd gaat een deel van dat weefsel naar het lab van Maastro. Daar groeien de tumorcellen uit tot een driedimensionaal (3D) miniatuurmodel dat de eigenschappen van de tumor van de patiënt nauwkeurig nabootst. Door het optimaliseren van specifieke kweekomstandigheden slaagden de onderzoekers erin dit systeem geschikt te maken voor longkanker, een tumortype dat buiten het lichaam moeilijk groeit.
“Die tumorcellen behouden veel eigenschappen van de tumor van die patiënt”, legt hoofdonderzoeker Rianne Vaes uit. “De tumorcellen behouden hun genetische afwijkingen en vormen een 3D-structuur die sterk lijkt op de oorspronkelijke tumor. Zo beschikken wij over een zeer nauwkeurige replica, oftewel kopie, van die tumor in een kweekschaaltje.”
Vervolgens worden de gekweekte tumorcellen blootgesteld aan verschillende behandelingen, waaronder chemotherapie en doelgerichte medicijnen. Al na drie dagen is zichtbaar welke therapieën de tumorcellen effectief uitschakelen en welke weinig tot geen effect hebben. Het volledige traject, van biopt tot testresultaat, duurt gemiddeld zeven tot veertien dagen: ruim voordat de patiënt met de behandeling start. Daardoor kunnen artsen hun keuze baseren op de eigenschappen van de individuele tumor, in plaats van uitsluitend op algemene richtlijnen.

Van proof of principle naar de spreekkamer

De publicatie in NPJ Precision Oncology betreft onder andere een proof-of-principle studie: het bewijs dat het model werkt, maar nog niet dat het klaar is voor brede toepassing in de klinische praktijk. De eerste resultaten zijn wel veelbelovend: binnen 14 dagen kon bij de meeste patiënten een succesvolle tumor replica worden gekweekt, en kwam de gevoeligheid voor chemotherapie bij 92% van de patiënten overeen met de daadwerkelijke respons in de kliniek. Een belangrijke eerste stap, maar voor klinische toepassing is vervolgonderzoek met een grotere patiëntengroep nodig.
“We moeten nu in een grotere studie onderzoeken hoe nauwkeurig we deze voorspellingen daadwerkelijk kunnen maken”, aldus Vaes. Daarom start binnenkort een prospectief onderzoek met ongeveer 300 patiënten. Tegelijkertijd bouwt Maastro aan een zogeheten Living Biobank, waarin tumor replica's worden ingevroren en later opnieuw gekweekt kunnen worden. Hierdoor kunnen onderzoekers de behandeling die een patiënt daadwerkelijk heeft gekregen, onder gecontroleerde omstandigheden testen op de tumor replica's van diezelfde patiënt. Daarnaast biedt de biobank de mogelijkheid om alternatieve therapieën te testen die in de toekomst relevant kunnen zijn voor die patiënt.
Vaes verwacht dat het platform binnen enkele jaren kan doorgroeien naar de klinische praktijk. Regelgeving speelt hierbij een belangrijke rol: ook nieuwe diagnostische testen die behandelkeuzes ondersteunen moeten uitgebreid worden gevalideerd voordat ze in de zorg mogen worden toegepast. Dat waarborgt de betrouwbaarheid en klinische meerwaarde van de test, maar maakt de route van innovatie naar patiëntenzorg vaak lang, complex en kostbaar.

Het vervolgonderzoek

Het vervolgonderzoek, dat opnieuw wordt uitgevoerd in samenwerking met Maastricht University, MUMC+ en Zuyderland, wordt mede mogelijk gemaakt door financiering van Kankeronderzoekfonds Limburg (KOFL). Juist deze nauwe samenwerking tussen onderzoekers, artsen en ziekenhuizen is essentieel om een veelbelovend laboratoriummodel verder te ontwikkelen tot een diagnostische test die daadwerkelijk van waarde is voor patiënten. De wisselwerking tussen onderzoek en patiëntenzorg maakt het mogelijk om innovatieve ideeën te vertalen naar betere en meer gepersonaliseerde zorg.

Unieke methode

Het testen van medicijngevoeligheid buiten het lichaam is op zichzelf geen nieuw idee. Wat het door Maastro ontwikkelde model onderscheidt, is de snelheid waarmee testresultaten beschikbaar komen, de mate waarin het de biologische complexiteit van de oorspronkelijke tumor behoudt, en het feit dat dit voor longkanker is gelukt: een tumortype waarvoor bestaande kweekmethoden vaak ongeschikt zijn. Waar andere methoden weken tot maanden nodig hebben, past het Maastro-model, met een uitslag binnen zeven tot veertien dagen, wél binnen het tijdsbestek waarin een behandelbeslissing normaal wordt genomen.
Daarnaast maakt het model gebruik van tumorweefsel dat toch al wordt afgenomen als onderdeel van de standaarddiagnostiek. Hetzelfde biopt dat tijdens de bronchoscopie wordt genomen, levert dus meteen ook het uitgangsmateriaal voor het kweekmodel. Dat betekent geen extra ingreep of belasting voor de patiënt, wat de mogelijkheden voor bredere toepassing in de klinische praktijk vergroot. 

Het onderzoek past in een bredere verschuiving binnen de oncologie: van behandelrichtlijnen die zijn gebaseerd op de gemiddelde patiënt, naar een aanpak waarbij per patiënt getest kan worden wat daadwerkelijk effectief is, nog voordat de behandeling begint.

Vervolgstappen

De komende periode ligt de focus bij Maastro op het valideren en opschalen van de technologie: de prospectieve studie bij ongeveer 300 patiënten, de verdere opbouw van de Living Biobank, en het traject richting klinische implementatie.
Het uiteindelijke doel blijft ongewijzigd: patiënten zo snel mogelijk de behandeling bieden die voor hen de grootste kans op succes heeft, terwijl onnodige bijwerkingen en behandelingen met weinig effect zoveel mogelijk worden voorkomen.  Voor Vaes zit de drijfveer achter het onderzoek dicht bij de dagelijkse praktijk van de kliniek. Elke patiënt bij wie een zware behandeling niet aanslaat, is er een te veel, zeker als achteraf blijkt dat een ander middel wel had kunnen werken. Een model dat dat onderscheid vooraf al zichtbaar maakt, verandert niet alleen de kans op succes, maar ook de manier waarop arts en patiënt het gesprek over de behandeling kunnen voeren: niet op basis van een richtlijn die voor de gemiddelde patiënt is geschreven, maar op basis van wat er in die ene tumor daadwerkelijk gebeurt.
Die verschuiving, van populatie naar individu, is precies waar het onderzoek bij Maastro de komende jaren op inzet. Met de publicatie in NPJ Precision Oncology als eerste bevestiging dat het model werkt, en met het prospectieve onderzoek bij 300 patiënten als volgende stap, bouwt Maastro gestaag verder aan een vorm van precisie-oncologie die verder gaat dan de tumorlocatie of het stadium van de ziekte alleen.

"Door fundamenteel onderzoek, klinische expertise en intensieve samenwerking met ziekenhuizen te verbinden, versnellen we de weg van ontdekking naar toepassing in de kliniek. Zo werken we aan behandelingen die steeds persoonlijker, preciezer en effectiever worden – met als uiteindelijk doel een betere kwaliteit van leven voor patiënten."

Rianne Vaes, senior onderzoeker Maastro Clinical Research