Betere tumorcontrole en minder bijwerkingen in protonentherapie bij hersen- en hoofdhalskanker

Gerichte Gift
afgerond

Onderzoekssamenvatting

In 2018 zijn in Nederland de eerste protonencentra geopend. Daarin kunnen kankerpatiënten worden bestraald met protonen in plaats van met fotonen. De natuurkundige gedachte daarachter is dat bestraling met protonen het gezonde weefsel beter spaart en er dus minder bijwerkingen te verwachten zijn. In eerste instantie wordt de techniek vooral ingezet bij tumoren in het hoofd, omdat daar nevenschade aan gezond weefsel de grootste effecten heeft. 

Doel van dit onderzoek 

De onderzoekers willen meer kennis vergaren over de biologische effecten van protonenbestraling, met als doel deze nieuwe vorm van bestraling te kunnen verbeteren. 

Waarom is dit onderzoek nodig? 

Op papier zien de behandeleffecten van protonen er goed uit, maar in praktijk is er nog weinig ervaring met deze nieuwe behandeling. Dat maakt het lastig om behandelplannen en risicomodellen van de traditionele fotonenbestraling 1 op 1 door te vertalen naar protonenbestraling. Ook omdat bijvoorbeeld onduidelijk is hoe protonen reageren in combinatiebehandelingen, zoals met chemotherapie of immunotherapie. Of hoe DNA-schade veroorzaakt door protonen verschilt van DNA-schade door fotonen.  Het opdoen en vastleggen van zulke kennis is essentieel om de protonentherapie voor toekomstige patiënten verder te verbeteren. 

Hoe wordt dit onderzoek uitgevoerd? 

Het onderzoek richt zich op 3 vragen: 

  • hoe reageren tumoren en gezond weefsel op protonentherapie met verschillende dosis? 
  • valt de effectiviteit van bestraling te vergroten in combinatie met andere behandelingen? 
  • hoe kunnen we per patiënt tot een optimaal bestralingsplan komen? 

Wat levert dit onderzoek op? 

In samenwerking met medisch specialisten en patiëntenverenigingen wordt bekeken welke bevindingen uit dit grootschalige project het meest kansrijk zijn voor doorvertaling naar de kliniek, om de protonenbestraling te verbeteren.

Nieuws en resultaten

Oktober 2026

De onderzoekers hebben meer inzicht gekregen in hoe hoofdhals-kankercellen DNA-schade door bestraling herstellen. Ze ontdekten dat het eiwit RAD54 daarbij een belangrijke rol speelt. RAD54 helpt niet alleen bij nauwkeurig herstel van beschadigd DNA, maar voorkomt ook dat tumorcellen te veel gebruikmaken van een alternatieve herstelroute die vaker fouten in het DNA veroorzaakt.

De onderzoekers zagen dit vooral wanneer ze de belangrijkste DNA-herstelroute van deze tumorcellen, NHEJ, blokkeerden. Zonder RAD54 weken de cellen dan vaker uit naar de foutgevoelige TMEJ-route. Dat laat zien dat verschillende DNA-herstelmechanismen elkaar kunnen opvangen als één route niet goed werkt.

Deze kennis is belangrijk voor onderzoek naar manieren om tumorcellen gevoeliger te maken voor bestraling door hun DNA-herstel te remmen. Daarbij moet rekening worden gehouden met alternatieve herstelroutes die de tumorcel kan inzetten. Vervolgonderzoek moet uitwijzen of dit ook geldt voor andere soorten tumorcellen. Het huidige onderzoek is uitgevoerd in het laboratorium met hoofd-halskankercellen.

Mei 2026

De onderzoekers hebben meer inzicht gekregen in hoe bestraling de schildklier kan beschadigen. Met gekweekte mini-schildkliertjes ontdekten ze dat bestraling een ontstekingsreactie activeert die invloed heeft op het herstelvermogen van schildkliercellen.

Daarbij speelt het signaaleiwit interferon-bèta een belangrijke rol. Dit eiwit beschermde bestraalde schildkliercellen deels tegen celdood, maar verminderde tegelijkertijd hun vermogen om zich te vernieuwen. Bestraling verminderde bovendien het vermogen van schildkliercellen om nieuwe mini-schildkliertjes te vormen.

De resultaten geven meer inzicht in de biologische processen achter schildklierschade na bestraling. Die kennis kan op termijn helpen bij onderzoek naar manieren om gezond schildklierweefsel tijdens radiotherapie beter te beschermen. Het onderzoek is uitgevoerd met schildkliercellen en organoïden van muizen.

December 2025

De onderzoekers hebben onderzocht hoe cellen DNA-schade herstellen na bestraling met röntgenstraling, protonen en alfadeeltjes. Ze ontdekten dat verschillende soorten straling deels een beroep doen op verschillende manieren van DNA-herstel.

Bij protonenbestraling bleek een nauwkeurige herstelroute waarbij het eiwit RAD54 betrokken is belangrijker dan bij röntgenstraling. Bij alfastraling speelde juist een andere herstelroute, TMEJ, een grotere rol. Alfadeeltjes veroorzaakten bovendien veel meer celdood dan protonen- en röntgenstraling.

De resultaten helpen beter te begrijpen hoe cellen reageren op verschillende soorten bestraling. Die kennis kan bijdragen aan onderzoek naar manieren om DNA-herstel gericht te beïnvloeden en zo de werking van bestraling te verbeteren. Het onderzoek is uitgevoerd in het laboratorium met muizencellen.

Januari 2025

De onderzoekers hebben ontdekt dat de plek van tumorcellen in een protonenbundel invloed heeft op de DNA-schade die ontstaat. Aan het uiteinde van de bundel ontstond complexere DNA-schade, die de hoofd-halskankercellen moeilijker konden herstellen. Daardoor overleefden minder tumorcellen de bestraling.

Dit komt doordat protonen aan het einde van hun baan hun energie dichter bij elkaar afgeven. De onderzoekers zagen daar meer complexe breuken in het DNA en DNA-schade die langer aanwezig bleef. De resultaten geven meer inzicht in de biologische werking van protonenbestraling. Die kennis kan helpen om protonentherapie verder te verbeteren.

Het onderzoek is uitgevoerd in het laboratorium met hoofd-halskankercellen en computersimulaties. Vervolgonderzoek is nodig om te bepalen wat de bevindingen betekenen voor de behandeling van patiënten.

December 2024

De onderzoekers hebben ontdekt dat warmtebehandeling hoofdhals-kankercellen in het laboratorium gevoeliger maakt voor protonenbestraling. Dit effect was sterker bij protonen dan bij gewone bestraling met fotonen.

Warmte verstoort een belangrijke manier waarop cellen gebroken DNA herstellen. De onderzoekers ontdekten dat hoofd-halskankercellen juist sterker afhankelijk zijn van deze herstelroute na protonenbestraling dan na fotonenbestraling. Door het DNA-herstel met warmte te verstoren, konden de tumorcellen de schade door protonen dus minder goed herstellen.

De resultaten bieden een aanknopingspunt om te onderzoeken of protonentherapie en warmtebehandeling elkaar kunnen versterken. Het gaat nog om laboratoriumonderzoek met tumorcellen. Verder onderzoek is nodig voordat duidelijk is of deze combinatie ook bij patiënten beter werkt.