Op zoek naar de zuurstofarme kankercellen

Kanker te lijf gaan met radioactieve deeltjes die patiënten via een infuus krijgen toegediend en zich alleen richten op kwaadaardige cellen, terwijl ze het gezonde weefsel met rust laten. Na operaties, chemotherapie, bestraling en immunotherapie wordt hier de laatste jaren steeds meer op ingezet. Maar voor het dezelfde status krijgt als al die andere therapieën, is veel meer kennis nodig. Eén van de onderzoekers die zich hierop richt, is Sandra Heskamp, hoogleraar bij de afdeling Beeldvorming.

Kanker ontstaat door veranderingen in het DNA waardoor cellen ongecontroleerd gaan delen. Deze wildgroei aan cellen leidt tot schade aan omliggend weefsel en kan uitzaaien naar andere delen van het lichaam. Jaarlijks krijgen in Nederland meer dan 100.000 mensen kanker, en hoewel er veel behandelmogelijkheden zijn, overlijden nog steeds veel (jonge) mensen aan de gevolgen van kanker. Daarom blijven wetenschappers wereldwijd doorzoek doen naar betere behandelmethoden.
 
Een mogelijke behandeling is immunotherapie. Het bijzondere hieraan is dat het zich, anders dan die andere behandelingen, niet richt op de kankercellen zelf, maar op het afweersysteem. Via een infuus krijgt de patiënt medicijnen die het eigen afweersysteem heractiveren om de kankercellen te herkennen en vernietigen. T-cellen spelen daarbij een belangrijke rol. Dit zijn afweercellen die ziekteverwekkers (bijvoorbeeld ook het coronavirus) en andere vijandelijke cellen direct aanvallen.

Afweercellen van de rem af

Sandra Heskamp is hoogleraar Nucleaire Beeldvorming en Therapie in Immuno-oncologie aan het Radboudumc. Ze legt uit: “Er is veel enthousiasme over immunotherapie, het is één van de belangrijkste ontwikkelingen op het gebied van kankerbehandeling in de afgelopen twintig jaar.”

Dat wordt wereldwijd erkend: de grondleggers van deze therapie, James Allison en Tasuku Honjo, kregen in 2018 de Nobelprijs voor de Geneeskunde. Zij kwamen er, afzonderlijk van elkaar, achter hoe afweercellen van de ‘rem’ af kunnen. Zo groeide een ontdekking ergens in een Amerikaans lab, binnen twintig jaar uit tot een behandeling die kankerpatiënten wereldwijd hoop op herstel geeft.

Voor sommige mensen betekende deze doorbraak inderdaad een nieuwe behandelmethode. Maar het werkt niet bij iedere patiënt en niet bij iedere kankersoort. Sommige tumoren zijn resistent en kunnen ontsnappen aan het versterkte leger T-cellen. “We willen weten om welke tumoren het gaat, op welk moment en bij welke patiënten. Zodat we die resistente cellen effectiever kunnen behandelen”, aldus Sandra, die hiernaar onderzoek doet op de afdeling Beeldvorming.

Tumor micromilieu: de omgeving van de tumor

Sandra Heskamp: “Vaak wordt er gesproken over ‘de kankercellen’, maar tumoren bestaan uit verschillende onderdelen, zoals de tumorcellen zelf, steunweefsel, bloedvaten die de tumor van zuurstof en voedingsstoffen voorzien, lymfevaten, en de cellen van het eigen afweersysteem.” Al deze elementen, samen het tumor micromilieu genoemd, praten met elkaar, zo legt Sandra uit. “Treedt er een verandering op in één element, dan ontstaat er een cascade aan gebeurtenissen.”

Kankercellen met zuurstoftekort

Zo krijgen kankercellen die ver van de bloedvaten af liggen, minder zuurstof dan cellen die er juist dichtbij liggen. Hierdoor ontstaat er lokaal een zuurstoftekort, ook wel hypoxie genoemd. Tumorcellen gaan zich hiertegen wapenen om te overleven. “Ik vergelijk het wel eens met het beklimmen van een hoge berg. De eerste keer dat ik dat doe, raak ik snel buiten adem vanwege de lage zuurstofconcentraties op hoogte. Maar de derde, vierde of vijfde keer dat ik dit doe, zal ik veel minder last hebben van dit zuurstoftekort. Zo werkt het met die cellen ook”, aldus de onderzoekster, die zelf zes keer de Franse Alpe d’Huez bedwong om geld op te halen voor kankeronderzoek.

Het gevolg van dit zuurstoftekort is dat tumorcellen agressiever worden en minder goed reageren op behandeling. En ook afweercellen kunnen hun werk niet doen, waardoor immunotherapie niet effectief is. Sandra: “Het grote vraagstuk: hoe krijgen we die zuurstofarme cellen gevoelig voor behandeling?”

Radioactieve stoffen

Sandra Heskamp onderzoekt of dit lukt met radioactieve deeltjes, radionucliden. Deze deeltjes worden gebruikt om via een infuus een hoge dosis radioactiviteit heel gericht naar de tumor te brengen zodat de kankercellen worden opgeruimd, terwijl normaal weefsel buiten schot blijft. “Je hebt verschillende radionucliden. Met sommigen zijn al positieve resultaten geboekt bij bijvoorbeeld prostaatkankerpatiënten. Mijn onderzoek richt zich op alfastralers, deze zenden radioactieve deeltjes uit die ook ernstige schade kunnen toebrengen aan kankercellen in zuurstofarme gebieden. Hiermee kunnen we in theorie dus de kankercellen behandelen die resistent zijn voor therapie.”

Maar, kan ze niet genoeg benadrukken, ze staat echt nog aan de start. Door haar eerdere onderzoek weet ze dat die hypoxische kankercellen te bereiken zijn met zogeheten tracers. “Nu koppelen we de alfastralers aan die tracers. We willen weten of de alfastralers de tumorcellen echt opruimen en wat gevolgen zijn voor de afweerrespons tegen de tumor. En natuurlijk of er geen onverwachte bijwerkingen optreden.” Heel experimenteel dus, legt ze uit. “We hebben veel fundamentele vragen.”

Sandra Heskamp kreeg in de zomer van 2021 een VIDI-beurs van de NWO waarmee ze haar onderzoek vijf jaar kan bekostigen. “Dan wil ik weten of deze aanpak werkt. En ondertussen gaan we al nadenken hoe we dit in patiënten veilig kunnen toepassen. Uiteindelijk hopen we dat deze behandeling in combinatie met immunotherapie leidt tot een betere overleving van kankerpatiënten.”

Team Science

Bij de jongste vrouwelijke hoogleraar ooit benoemd aan het Radboudumc (ze was slechts 35 jaar, 5 maanden en 3 dagen oud) staat Team Science hoog in het vaandel. Sandra Heskamp: “Als wetenschapper zit je al snel op je eigen onderzoekseiland, waarop je enorm deskundig kan worden. Maar het versmalt ook. Juist door samenwerking met collega’s uit andere disciplines leer je van elkaar. Maar Team Science is meer: het gaat er ook om dat niet alleen de groepsleider erkenning krijgt, maar dat álle groepsleden gewaardeerd worden voor hun unieke bijdrage aan het onderzoek. Ik ben ervan overtuigd dat dit dé manier is waarop de wetenschap vooruit komt.”

Fieldlab in Petten

Wie wel eens langs de Noord-Hollandse kust rijdt, kan het niet zijn ontgaan: de kernreactor bij Petten. Deze reactor, NRG, staat er niet vanwege de Nederlandse stroomvoorziening, maar is één van de zes reactoren wereldwijd die medische isotopen (nucleaire medicijnen) maken die worden gebruikt bij de diagnose en behandeling van kanker. Ze ontwikkelen ook de alfastralers waar Sandra Heskamp onderzoek naar doet. Sinds 2019 werkt het Radboudumc samen met andere ziekenhuizen en NRG in het testlab Fieldlab met als doel sneller nieuwe nucleaire geneesmiddelen te ontwikkelen.

De tumor in beeld

Op de afdeling Beeldvorming van het Radboudumc worden nucleaire deeltjes veelvuldig gebruikt voor het stellen van diagnoses en om het verloop van behandelingen te volgen. Sandra Heskamp: “We zijn nog vaak afhankelijk van een stukje weefsel (biopt) om de tumor goed te onderzoeken. Maar een biopt geeft ons beperkte informatie over een klein deel van de tumor en toont bovendien niet altijd de effecten van behandelingen over langere tijd. Met behulp van radionuclide beeldvorming kunnen we nu een scan maken van de hele patiënt. Zo kunnen we bijvoorbeeld zien waar in de tumor zuurstoftekorten zitten en hoe goed de T-cellen van het afweersysteem in staat zijn om de tumor te infiltreren.”

Dit verhaal is verschenen in Radbode 5 (2021).

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Radboudumc Centrum voor Oncologie Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen