Onderzoekers van Oncode Institute en het Prinses Máxima Centrum hebben een nieuw model van de menselijke hersenstam ontwikkeld. Dit model verandert de manier waarop een van de meest agressieve hersentumoren bij kinderen kan worden onderzocht.
Dit laboratoriummodel kan de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor kinderen met diffuse midline glioma versnellen. Diffuse midline glioma is een zeldzame hersentumor die vooral bij kinderen voorkomt. De tumor groeit diep in de hersenstam, een gebied dat essentiële functies zoals ademhaling en beweging aanstuurt. Door deze ligging is opereren niet mogelijk. Behandelopties zijn beperkt en de meeste kinderen leven minder dan 18 maanden na de diagnose.
Vooruitgang in onderzoek naar DMG blijft achter. Er is weinig tumormateriaal van patiënten beschikbaar. Daardoor is het lastig om te begrijpen hoe de ziekte ontstaat, zich verspreidt en ongevoelig wordt voor behandeling.
Het juiste model bouwen
Om dit probleem aan te pakken ontwikkelde een onderzoeksgroep onder leiding van Oncode Investigator Anne Rios een hersenstamorganoïde. Dit is een klein, driedimensionaal stukje hersenweefsel dat wordt gekweekt uit stamcellen en het gebied nabootst waar DMG ontstaat.
Toen onderzoekers dezelfde genetische mutaties introduceerden als bij kinderen met DMG, ontstonden tumoren die sterk lijken op die van patiënten. De agressieve groei en de variatie in celtypen kwamen overeen. Daarmee krijgen onderzoekers een model dat de ziekte bij mensen goed benadert en nieuwe mogelijkheden biedt voor onderzoek.
Onderzoekers kunnen nu volgen hoe DMG zich ontwikkelt en waarom de tumor zo slecht reageert op behandeling, direct in menselijk hersenweefsel.
Anne Rios, senior auteur en Oncode Researcher bij Oncode Institute en het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie:
"We hebben dringend betere behandelopties nodig voor kinderen met diffuse midline glioma. Met dit model kunnen we de ziekte en nieuwe behandelingen langdurig bestuderen in menselijk hersenweefsel, op een manier die aansluit bij wat er in patiënten gebeurt. We hopen dat dit ons een stap dichter brengt bij therapieën die niet alleen effectief zijn, maar ook langdurig werken.”
Behandelingen gerichter testen
Met dit model kunnen onderzoekers ook nieuwe behandelingen voor DMG evalueren. Het team onderzocht CAR T-celtherapie, een experimentele vorm van immunotherapie die bij sommige kinderen met DMG effect laat zien, maar vaak slechts tijdelijk werkt.
Met dezelfde CAR T-cellen die in klinische studies worden gebruikt, zagen de onderzoekers in de organoïden reacties die sterk lijken op wat bij patiënten wordt waargenomen. Na verloop van tijd raken de immuuncellen uitgeput en verliezen zij hun vermogen om de tumor onder controle te houden. Dit helpt verklaren waarom langdurige effecten moeilijk te bereiken zijn.
Omdat de organoïden wekenlang in stand kunnen blijven, kunnen onderzoekers nu volgen waarom behandelingen na verloop van tijd falen en hoe ze verbeterd kunnen worden. Dit verkort de weg van laboratorium naar behandeling en zorgt ervoor dat alleen de meest kansrijke strategieën doorgaan naar patiënten, in dit geval kinderen. Het model maakt het mogelijk om behandelingen te testen in een realistische menselijke omgeving.
De volledige tumoromgeving in beeld
Door microglia toe te voegen, immuuncellen die van nature in de hersenen voorkomen, maakten de onderzoekers het model nog realistischer. Voor het eerst laten zij zien dat deze cellen de effectiviteit van CAR T-therapie actief kunnen verminderen door de immuuncellen sneller uit te putten.
Dit inzicht biedt nieuwe aanknopingspunten om behandelingen te verbeteren door ook de tumoromgeving mee te nemen.
Impact buiten het lab
De impact van dit werk reikt verder dan het onderzoek zelf. Betere modellen verminderen kostbare trial-and-error in de ontwikkeling van medicijnen en helpen biotech- en farmaceutische partners om gerichtere keuzes te maken. Dat versnelt innovatie en vermindert het gebruik van proefdieren in preklinisch onderzoek.
Gepubliceerd in Nature Cancer
Dit onderzoek, gepubliceerd in Nature Cancer, laat zien hoe geavanceerde modellen kunnen helpen om zelfs de meest complexe vormen van kanker beter te begrijpen en aan te pakken. Door fundamentele inzichten te verbinden met toepassingen in de praktijk.
