De kankerzorg kent vandaag voor een groot aandeel tumortypes een arsenaal aan doeltreffende behandelingen. Toch blijven de uitdagingen groot: sommige tumoren reageren nauwelijks, andere behandelingen slaan aanvankelijk aan maar werken niet volledig genoeg. Kankercellen kunnen overleven, zich aanpassen of resistent worden. Onderzoekers blijven dus zoeken naar manieren om sneller te zien welke combinatie van behandelingen kankercellen voorgoed uitschakelen. Daarvoor hebben ze zo realistisch mogelijke simulaties nodig.
‘Op basis van tumorweefsel na een biopsie of resectie, worden kleine driedimensionale ‘mini-tumoren’ gekweekt. Die minuscule kankerstructuren of organoïden behouden goed de eigenschappen van de oorspronkelijke tumor. Het blijft een benadering, want een tumor in het lichaam staat in interactie met onder meer bloeddoorstroming en omliggende cellen. Niettemin kunnen ze onderzoekers heel veel elementaire informatie geven over hoe bepaalde kankertypes functioneren en hoe ze nog doelmatiger aan te vallen zijn’, vertelt Pieter Moons, manager van de Biobank Antwerpen.
Mogelijk dankzij patiënten die hieraan willen meewerken
Dankzij patiënten
Rond die belangrijke nieuwe sleutel in kankeronderzoek, bouwden UZA en UAntwerpen de afgelopen jaren een netwerk van expertise, technologie en infrastructuur uit. ‘We leggen ons samen toe op deze onderzoeksstrategie om versneld en op grote schaal tot erg precieze inzichten te komen’, licht Moons toe. ‘Onze partners zijn artsen, onderzoekers, ontwikkelaars van behandelingen en bovenal mensen die kanker doormaken. Het begint namelijk bij de patiënten die geïnformeerde toestemming geven om het weefsel van een tumor te gebruiken voor verder onderzoek. De groep patiënten die ervoor kiest om deel te nemen, groeit. Ze vinden het belangrijk om hun steentje bij te dragen aan de wetenschap in de hoop dat dit leidt tot nieuwe ontwikkelingen. Ook al komt het voor hen misschien niet meer op tijd, ze willen andere mensen helpen.’
Timelapse toont impact
Vandaag beschikt de biobank over organoïden van een tiental verschillende kankertypes zoals borstkanker of pancreaskanker. ‘Als de organoïden klaar zijn voor gebruik, leggen we ze op microplaatjes en maken we gebruik van ‘live cell imaging’. Hierbij nemen we foto’s met geavanceerde microscopen en gaan we na hoe ze reageren op een bepaalde behandeling. Je zou het kunnen vergelijken met een timelapse die de reactie van de organoïden op bepaalde behandelingen in kaart brengt’, vertelt prof. Christophe Deben, kankeronderzoeker aan UAntwerpen. ‘Dat proces van microscopische beeldvorming bestaat al sinds 2022 binnen UAntwerpen en is intussen volledig geautomatiseerd. Een gerobotiseerd screeningplatform volgt de behandelde organoïden voortdurend op en test verschillende behandelingen. Zo kunnen we heel veel therapieën tegelijk onderzoeken. Dit universitair serviceplatform genaamd Drugvision. AI ondersteunt academische onderzoekers en industriële partners in hun onderzoek naar preciezere behandelingen.’
We willen therapieën ontwikkelen die bestaande behandelingen versterken
Efficiëntere moleculen
‘Onze researchinfrastructuur en netwerk kent intussen verschillende academische actoren met elk een unieke bijdrage. De spin-off Orbits Oncology ontwikkelde software die de beelden analyseert en helpt bepalen welke behandelingen het best werken. We kunnen bestaande behandelingen testen, maar ook nieuwe therapieën. Binnen de Antwerpse spin-off Sightera Biosciences zetten we dit volledige systeem op grote schaal in om data te genereren waarmee we AI-modellen kunnen trainen om nieuwe, efficiëntere moleculen voor de behandeling van kanker te ontwikkelen.’
Het AI-model gebruikt daarvoor een zogenaamd ‘chemical language model’, dat chemische structuren analyseert en zo volledig nieuwe moleculen kan voorstellen die in combinatie met andere therapieën zoals chemotherapie of immuuntherapie goed zouden kunnen werken.
‘We willen behandelingen ontwikkelen die bestaande behandelingen versterken’, zegt Deben. ‘Als mensen hervallen, komt dat doorgaans door kankercellen die in het begin niet voldoende afsterven of hardnekkig aanwezig blijven omwille van resistentie. Daarom gaan we op zoek naar een behandeling die kankercellen, in combinatie met andere therapieën, verder te lijf gaat en tot de laatste cel vernietigt.’
AI-software van Orbits herkent en analyseert automatisch elk tumororganoïd, hier aangeduid met verschillende kleuren. Zo kunnen onderzoekers nauwkeurig meten hoe mini-tumoren reageren op een behandeling.
Richting klinische studies
Voor patiënten vandaag betekent dit nog niet dat hun behandeling dankzij voorspellende testen op organoïden wordt gekozen. Door tumorweefsel af te staan, dragen ze wel bij aan onderzoek dat behandeling gerichter en krachtiger kan maken. ‘Het domein is in volle evolutie. Onderzoekers hebben in het labo al belangrijke resultaten behaald bij pancreas- en darmkanker. We hopen dit in de nabije toekomst om te zetten in klinische studies voor de eerste molecule die we op deze manier ontwikkeld hebben.’
