Power to the patient: hoe kankervaccins ons immuunsysteem bewapenen

Immuno-oncologie verscheen maar recent op het toneel in het kankeronderzoek. Een completer beeld van de micro-omgeving van de tumor - de complexe structuren rond kankercellen - en technologische evoluties boden wetenschappers een dieper inzicht in de rol van het menselijk immuunsysteem bij de ontwikkeling van kanker. De rol ervan in mogelijke therapieën werd eveneens duidelijker. Een paar jaar geleden besloten twee onderzoekers van de Universiteiten van Brussel en Gent om in dit veelbelovende kankeronderzoeksveld te duiken, elk vanuit een specifieke invalshoek.

De grensverleggers

Prof. Damya Laoui, Onderzoeker aan het VIB Centrum voor Inflammatieonderzoek, VUB

Dr. Lien Van Hoecke, Onderzoeker aan het VIB-UGent Centrum voor Inflammatieonderzoek

Prof. Jo Van Ginderachter, Groepsleider aan het VIB Centrum voor Inflammatieonderzoek, VUB

Prof. Peter Vandenabeele, Groepsleider aan het VIB-UGent Centrum voor Inflammatieonderzoek

Prof. Xavier Saelens, Groepsleider aan het VIB-UGent Centrum voor Medische Biotechnologie

Een waarschuwing voor de boodschappers van ons immuunsysteem

Om ons immuunsysteem in te schakelen tegen kanker moet het in staat zijn de kankercellen te herkennen en zich erop kunnen richten. Deze 'boodschapper' functie wordt normaal gesproken uitgevoerd door onze dendritische cellen, een specifiek type witte bloedcellen. Lange tijd geloofden onderzoekers dat tumoren deze dendritische cellen onderdrukken, waardoor een goede immuunrespons wordt belemmerd. In 2016 onthulde een team onder leiding van professor Jo Van Ginderachter echter dat twee specifieke soorten dendritische cellen - cDC1 en cDC2 - weerstand bieden aan onderdrukking door tumoren. Als gevolg hiervan hebben deze cellen de kracht om het immuunsysteem in te schakelen tegen kankercellen. Damya Laoui was een van de belangrijkste drijvende krachten van het team.

Damya Laoui: "We hebben cDC1 en cDC2 operatief verwijderd uit tumoren bij muizen, hun activiteit verhoogd, en ze opnieuw als vaccin geïnjecteerd. Deze strategie veroorzaakte een sterke activiteit van het immuunsysteem tegen de tumoren. De groei van de tumoren vertraagde - een gigantische doorbraak in immunotherapie om twee redenen. Enerzijds identificeerden we niet één, maar twee dendritische cellen die een immuunrespons kunnen veroorzaken. Anderzijds ontdekten we dat deze dendritische cellen zelfs het potentieel hebben om te voorkomen dat kanker zich naar andere lichaamsdelen verspreidt; ze herinneren zich de genetische afdruk van de kankercellen."

"Na ons succes met experimenten in muizen, bereiden we nu klinische proeven in mensen voor. Het idee is om kankerpatiënten te 'vaccineren' met dendritische cellen die uit hun eigen tumoren zijn gehaald om hun immuunsysteem te activeren, kankercellen te doden, en de groei van de tumoren te vertragen. We moeten echter voorzichtig zijn met de term 'vaccin'. We zullen dit soort dendritische cellen namelijk waarschijnlijk nooit bij gezonde mensen kunnen injecteren. Omdat we de immuunrespons van een individu versterken, kan deze techniek alleen slagen bij mensen die al met een tumor te maken hebben. Maar het vooruitzicht om gepersonaliseerde therapieën te ontwikkelen die een oplossing bieden voor uitzaaiingen en herval is heel spannend."

CAR-T celtherapie productie in Gent

In juni 2021 maakte Janssen Pharmaceutica spannend nieuws bekend. Ze kozen het Gentse Tech Lane Science Park om hun eerste Europese productiesite voor celtherapie te bouwen. Dit is een duidelijke bevestiging van de internationale aantrekkingskracht van VIB's lokale levenswetenschappelijk ecosysteem en een meer dan waardevolle toevoeging aan de opkomende hub voor cel- en gentherapie in België. Terwijl Damya Laoui en haar team zich concentreren op dendritische cellen, gaat Janssen Pharmaceutica CAR-T-celtherapieën produceren.

CAR-T celtherapie productie in Gent

"T-cellen zijn de soldaten die de kankercellen daadwerkelijk bestrijden", legt Laoui uit. "Dendritische cellen zijn de boodschappers die informatie aan deze soldaten leveren. Bij CAR-T-celtherapie worden de T-cellen buiten het lichaam bewapend en getraind om tumor antigenen te herkennen. Na herinjectie kunnen de T-cellen kankercellen opsporen en doden. Het voordeel van onze dendritische cel benadering is dat we niet hoeven te weten tegen welk specifiek antigeen we vechten. Bovendien, als een kankercel muteert, veranderen de antigenen en zal de CAR-T-therapie minder effectief zijn. We zijn ervan overtuigd dat we de voortgang van kanker op vele manieren kunnen stuiten met behulp van dendritische celtherapieën."

Lessen uit de dood van kankercellen

Terwijl Damya Laoui dendritische cellen onderzoekt in Brussel, doet Lien Van Hoecke hetzelfde in Gent. Als lid van het team onder leiding van professor Xavier Saelens aan het Centrum voor Medische Biotechnologie heeft ze gewerkt aan een andere mogelijke kankerbehandeling die het immuunsysteem stimuleert. Ze liet zich inspireren door onderzoek op het gebied van gepersonaliseerde kankertherapieën, zoals het Pointillisme project, maar bekeek het vanuit een andere hoek.

Lien Van Hoecke: "Het aanpassen van de cellen van een kankerpatiënt is een haalbare strategie, maar het kost veel tijd en geld om elke persoon individueel te behandelen. Daarom heb ik tijdens mijn doctoraat een soort 'one size fits all' aanpak onderzocht. Eerder onderzoek van professor Peter Vandenabeele toonde aan dat necroptose, een vorm van celdood, alarm slaat voor het immuunsysteem. Dit fenomeen wordt immunogene celdood genoemd en het maakt de stervende kankercellen doelwit voor het immuunsysteem, dat zich - door het alarm - herinnert om die kankercellen op te sporen en aan te vallen."

"We zochten naar een techniek om necroptose uit te lokken en ontdekten dat mRNA-vaccins - een manier om genetische informatie in het menselijk lichaam te injecteren die ook wordt gebruikt voor de  COVID-19 vaccins - deze immunogene celdood kunnen veroorzaken. Dit vindt plaats door dezelfde dendritische cellen te activeren die professor Laoui onderzoekt. mRNA-methoden krijgen aandacht in de immuno-oncologie omdat ze een zeer aanpasbare aanpak bieden om tumoren te bestrijden met genetische therapieën. Dit biedt ons nog een andere veelbelovende route in de strijd tegen kanker."

Up next: Alzheimer's disease

Voor haar postdoctoraal onderzoeksproject stapte Lien Van Hoecke over van oncologie naar hersen onderzoek, meer bepaald naar neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer. Ze trad toe tot het lab van Roosmarijn Vandenbroucke aan het VIB-UGent Centrum voor Inflammatieonderzoek. "In zo'n tien jaar hebben we veel geleerd over het verband tussen immunologie en kanker", legt Van Hoecke uit. "Het werd duidelijk dat het activeren van het immuunsysteem heel effectief en precies is bij het aanpakken van kanker. Deze inzichten winnen ook terrein op het gebied van de neurologie, maar de neuro-immunologie staat nog in de kinderschoenen. Om de ontwikkeling te versnellen, neem ik mijn inzichten in kanker mee om deze toe te passen in onderzoek naar de ziekte van Alzheimer."

Verreikende kruisbestuiving

Welke toekomst zien Laoui en Van Hoecke voor immuno-oncologie? Laoui: "We blijven verschillende routes onderzoeken om ons immuunsysteem te versterken, om te kijken welke therapieën potentieel bieden. Kankervaccins zijn één manier, het Pointillisme-project is een andere. We zullen waarschijnlijk eindigen met een combinatie van verschillende therapieën. Nieuwe technologieën, zoals single-cell technologie, helpen ons de vele details in het menselijk lichaam te begrijpen en ze maken het mogelijk om verschillende afweermechanismen met elkaar te verbinden."

Van Hoecke: "Ik geloof ook dat we een bredere aanpak gaan volgen om kanker en andere ziekten te bestrijden, waarbij we ons immuunsysteem op elke mogelijke manier versterken. VIB is de beste plaats om dat waar te maken, dankzij de sterke relaties tussen de verschillende centra, binnen en tussen onderzoeksgebieden. Mijn overstap van oncologie naar neurologie is een duidelijk voorbeeld van die kruisbestuiving."