10,6 miljoen euro voor innovatieve aanpak van hersenkanker
Onderzoekers van de universiteiten van Amsterdam en Leiden hebben samen met het Nederlands Kanker Instituut en Oncode Institute een ERC Synergy Grant van 10,6 miljoen euro ontvangen. Daarmee willen ze een nieuwe aanpak ontwikkelen voor de bestrijding van glioblastoom, een dodelijke primaire hersentumor waarvoor genezing nog niet mogelijk is. Centraal staan enzym-achtige moleculaire katalysatoren die in het tumorweefsel zelf kankermedicijnen produceren. Volgens coördinator van het 'Cat4CanCenter' Joost Reek (UvA) kan de nieuwe benadering veel problemen oplossen die een effectieve behandeling van glioblastoom nu nog verhinderen.
Elk jaar krijgen in Nederland zo'n 500 tot 700 mensen de diagnose glioblastoom. Voor deze vorm van hersenkanker is nog geen genezende behandeling beschikbaar. Chirurgie en radiotherapie kennen het probleem dat de tumoren niet scherp begrensd zijn en diep in het omringende hersenweefsel binnendringen. Behandeling met medicijnen is niet succesvol omdat glioblastoomcellen zeer effectief zijn in het ontwikkelen van resistentie. Zelfs nieuwe immuuntherapie, die al indrukwekkende resultaten opleverde bij andere typen tumoren, faalt in het geval van glioblastomen. Dit is grotendeels te wijten aan ‘tumorgeassocieerde macrofagen’ die de lokale immuunrespons effectief 'kapen'.
Een radicaal nieuwe benadering van chemotherapie
Het Cat4CanCenter project kiest voor een radicaal nieuwe aanpak om uit deze impasse te komen. Het combineert de inzet van prof. dr. Joost Reek, expert in katalyse aan de UvA, prof. dr. Alexander Kros van de Universiteit Leiden, gespecialiseerd in gereguleerde medicijnafgifte, en dr. Leila Akkari, kankerimmunoloog aan het Nederlands Kanker Instituut (NKI, het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek), en Oncode Institute. Samen stellen zij een vernieuwende vorm van chemotherapie voor waarbij actieve, toxische geneesmiddelen in de tumor zelf worden gesynthetiseerd. Om dit mogelijk te maken willen ze eerst een moleculaire katalysator in het tumorweefsel brengen met behulp van lipide nanodeeltjes. Daarna worden zogenaamde pro-drug moleculen toegediend. De katalysator zet deze niet-giftige stoffen vervolgens om in actieve geneesmiddelen, die het glioblastoom 'van binnenuit' bestrijden.
Het voordeel van deze aanpak is dat de tumor wordt bestreden met hoge concentraties medicijnen zonder de nadelige effecten die daar normaal gesproken mee gepaard gaan. De huidige behandeling vereist hoge dosering in de bloedbaan om ervoor te zorgen dat genoeg medicijn de bloed-hersenbarrière kan passeren en de hersentumor bereiken. Doorgaans resulteert dit in relatief lage medicijnconcentraties in de tumor, terwijl de hoge dosis in het bloed tot ernstige bijwerkingen leidt. De nieuwe aanpak vermijdt deze complicaties vanwege het gebruik van niet-giftige pro-drugs.
Gerichte toediening met lipide nanodeeltjes
Natuurlijk geldt ook voor de nieuwe benadering van Cat4CanCenter dat de componenten de bloed-hersenbarrière moeten passeren om de tumor te bereiken. Voor de pro-drugs is dit te realiseren via een uitgekiend moleculair ontwerp. Bij de katalysator stellen de onderzoekers voor om deze in lipide nanodeeltjes van het bloed naar de hersenen te brengen. Dit is de expertise van Prof. Kros. "De bloed-hersenbarrière beschermt de hersenen tegen vreemde (bio)chemicaliën," legt hij uit. “Het is een fenomenale barrière die er voor zorgt dat allerlei nieuwe manieren om medicijnen toe te dienen niet effectief zijn bij hersentumoren. In Cat4CanCenter ontwikkelen we daarom radicaal nieuwe benaderingen om de katalysatoren bij de tumor te krijgen. Daarbij willen we bestaande biologische routes ‘kapen’, die aanwezig zijn in het menselijk lichaam."
Effectieve metaalkatalyse
Prof. Reek zal zijn expertise benutten om de gekooide katalysatoren te ontwerpen die de synthese van de gewenste geneesmiddelmoleculen voor hun rekening nemen. Hij legt uit dat zijn team er de afgelopen jaren in is geslaagd om met dergelijke katalysatoren in een biologische omgeving metaal-gekatalyseerde synthese mogelijk te maken. "Ze functioneren nu in een waterige omgeving, in aanwezigheid van biologische moleculen en zelfs in levende cellen. Als we de kooi zo ontwerpen dat er een zekere affiniteit is voor de prodrug, dan werkt de katalysator op een enzymachtige manier. Daardoor is ook bij lage concentraties een hoge omzettingsefficiëntie te realiseren." Hij hoopt nu deze potentie van metaalkatalyse te kunnen toepassen voor de behandeling van kanker, maar beseft dat de uitdaging groot is: "We moeten in staat zijn een hele reeks medicijnmoleculen te synthetiseren om alle aspecten van de snelle groei van glioblastoom te bestrijden."
Gecombineerde bestrijding
Het Cat4CanCenter zal inderdaad meerdere geneesmiddelen onderzoeken om in combinatie het agressieve gedrag van glioblastomen effectief te kunnen aanpakken. De effectiviteit van deze strategieën wordt bestudeerd bij het Nederlands Kanker Instituut onder leiding van Dr. Akkari. Zij is gespecialiseerd in de immuunrespons op glioblastomen en de biologie van tumormacrofagen, en gaat de nieuwe aanpak evalueren in modelsystemen en preklinische studies. "Onderzoek naar de behandeling van hersentumoren was altijd lastig vanwege een gebrek aan mogelijkheden om effectieve bestrijding naar deze complexe kankerlocatie te brengen", zegt ze, "In dit project brengen we expertises samen die nog niet eerder gecombineerd zijn. Het is uitdagend, maar als het lukt kunnen we een revolutie teweeg te brengen die tot een nieuwe generatie kankertherapieën leidt."
Vanwege de gekozen cookie-instellingen kunnen we deze video hier niet tonen.
Bekijk de video op de oorspronkelijke website ofOver het project
Het Cat4CanCenter kreeg 10,6 miljoen euro toegekend uit het ERC Synergy-programma dat bedoeld is voor ambitieus onderzoek waarin twee tot vier academische disciplines samenwerken. De subsidies worden toegekend op basis van wetenschappelijke excellentie en het verwachte intrinsieke synergetische effect.
Het project heeft een looptijd van zes jaar en biedt werk aan in totaal 13 promovendi en 8 postdoctorale onderzoekers, vrijwel gelijk verdeeld over de deelnemende instellingen:
- Universiteit van Amsterdam (€3,45 miljoen): 5 promovendi, 3 postdocs. Hoofdonderzoeker: Prof. dr. Joost Reek.
- Universiteit Leiden (€3,59 miljoen): 4 promovendi, 3 postdocs. Hoofdonderzoeker: Prof. dr. Alexander Kros.
- Nederlands Kanker Instituut (€ 3,56 miljoen): 4 promovendi, 2 postdocs. Hoofdonderzoeker: Dr. Leila Akkari.
Het Cat4CanCenter zal bijeenkomsten organiseren om de nieuwste ontwikkelingen in het onderzoek te bespreken, kennis uit te wisselen en te helpen bij het oplossen van problemen. Verder zullen er lezingenreeksen en symposia worden georganiseerd met vooraanstaande experts op het gebied van glioblastoomtumoren, katalyse en medicijnafgifte. Dit alles om werkelijk synergie tussen de onderzoeksgebieden te realiseren en nieuwe toepassingen van katalyse voor de behandeling van kanker te ontwikkelen.
Dit artikel komt van de website van de Universiteit van Amsterdam.
Tekst: Harm Ikink
Beeldmateriaal: Cat4CanCenter