Lokale lymfoïde weefsels bewapenen om de werkzaamheid van immuuntherapie voor niet-kleincellig longkanker te vergroten

Achtergrond en probleemstelling
Het doel van dit project is om inzicht te krijgen in de rol die lokale lymfoïde weefsels spelen in (her)activatie van anti-tumor afweer responsen en de effectiviteit van immuuntherapie van niet-kleincellig longkanker (NKLK). Lokale lymfoïde weefsels omvatten tumor-drainerende lymfeklieren, lymfevaten, en tertiaire lymfoïde: structuren in tumor (kleine geaggregeerde groepjes immuuncellen die als  lymfeklier-achtige structuur georganiseerd zijn, die bijvoorbeeld ontstaan in ontstoken weefsel maar ook in sommige vormen van kanker). Wij willen deze lokale lymfoïde weefsels analyseren en hun  betrokkenheid bij de anti-tumor immuun respons onderzoeken in patiënten met NKLK, met name bij behandeling met immuuntherapie.

Tot op heden worden tumor-drainerende lymfeklieren vooral gezien als organen waarin uitzaaiingen van tumorcellen zich kunnen bevinden, die opgespoord en verwijderd dienen te worden om de juiste diagnose te kunnen stellen, de behandeling daarop aan te passen en verdere verspreiding van tumorcellen te voorkomen. Dat lymfeklieren ook een zeer belangrijke rol spelen in de organisatie van immuunreacties tegen tumoren, wordt vaak over het hoofd gezien. Ook bij wetenschappers die immuuntherapie van kanker bestuderen wordt de lymfeklier vaak buiten beschouwing gelaten. Er wordt veel onderzoek gedaan naar allerlei factoren en cellen die aanwezig zijn in de tumor zelf, en welke invloed deze hebben op het succes van immunotherapie, maar de lymfeklieren, en daarbij behorende lymfevaten, worden maar weinig bestudeerd.

Recent is er meer aandacht gekomen voor de rol van de lokale lymfoïde weefsels. In enkele manuscripten wordt door wetenschappers, onder andere door ons, beschreven dat lokale lymfoïde organen en lymfedrainage daarnaartoe van groot belang zijn voor het ontstaan en (her-)activeren van de anti-tumor immuun respons, met name bij behandeling met immuuntherapie.  Om het potentieel van lokale lymfoïde weefsels optimaal te benutten zou behandeling met immuuntherapie vóór geplande operatieve verwijdering (ook wel neo-adjuvante therapie genoemd) een goed idee kunnen zijn. Op dit moment zijn er al vele experimentele studies gaande waarin neo-adjuvante behandeling met immuuntherapie worden onderzocht. Het idee hierachter is dat er zich in de tumor een pool aan antigenen bevindt en veel  immuuncellen die met immuuntherapie tegen die tumor antigenen ge(her-)activeerd zouden kunnen worden, voordat de tumor wordt verwijderd. Dat dit ook zou kunnen gelden voor immuuncellen in de lokale lymfeklier is een bijkomend voordeel, maar wordt nauwelijks besproken of onderzocht. De eerste resultaten van deze experimentele neo-adjuvante behandelingen zijn positief, maar of dat hoofdzakelijk door cellen uit de tumor en/of de lymfeklier komt is (nog) niet vastgesteld.

Om een gedegen discussie over mogelijke nieuwe behandelschema’s met betrekking tot immunotherapie en operatieve verwijdering van weefsels te kunnen voeren en tot steekhoudende conclusies te komen is voldoende wetenschappelijke kennis nodig.  Een grondige analyse van de rol van lokale lymfoïde weefsels zal ons nieuw inzicht in biomarkers (factoren waarop we patiënten van te voren kunnen indelen op welke soort behandeling de grootste kans van succes gaat hebben) kunnen geven, en mogelijkheden om slimme nieuwe combinaties van immuuntherapeutische behandelingen te ontwerpen.

Onderzoeksrichting en plan van aanpak
In dit project zullen wij een uitgebreide studie van de lokale lymfoïde weefsels opzetten bij patiënten met niet-kleincellige longkanker. We zijn van plan te analyseren welke verschillende immuuncellen er zich in de lymfeklieren bevinden en welke activatie-status ze hebben en of dit in verband gebracht kan worden met de af- of aanwezigheid van tumorcellen in de lymfeklieren. We zullen de lymfevaten aankleuren zodat we deze kunnen kwantificeren. We zullen complexe kleuringstechnieken gebruiken om de tertiaire lymfoïde structuren tot in detail te analyseren en te bepalen welke specifieke cellen ze bevatten, en wat de activatiestaat van deze cellen is. We zullen chemokines en cytokines, signaalstoffen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij migratie en activatie van immuuncellen, analyseren in serum, lymfeklier en tumorcellen. Al deze analyses zullen we uitvoeren op materiaal van longkanker patiënten. Veel van deze materialen zijn in ons instituut al aanwezig, uit twee lopende experimentele neo-adjuvante immunotherapie behandelstudies, waarvoor bloed, lymfeklier en tumorweefsel verzameld wordt, verder is er materiaal in de biobanken die het VUmc heeft opgezet voor wetenschappelijk onderzoek, en materiaal kan verzameld worden bij de lopende patiënten populatie, uit operatie-restmateriaal.

Alle verkregen data zullen gerelateerd worden aan klinische data en resultaten na immuuntherapie, m.a.w. hoe goed reageerde de patiënt op de immuuntherapie? In het eerste werkpakket zullen deze studies verricht worden bij patiënten met NKLK die onbehandeld waren voor de longtumor operatief verwijderd werd of een combinatie van neo-adjuvante chemoradiotherapie en immuuntherapie ondergingen. In het tweede werkpakket zullen we, gebaseerd op bevindingen van het eerste werkpakket, middels in vitro kweken met celmateriaal van tumor-drainerende lymfeklieren onderzoeken welke immuun modulerende middelen ingezet kunnen worden om de immuunrespons in de klieren optimaal te versterken en zo de kans van slagen van immuuntherapie te vergroten.  

Verwachte uitkomsten
Dit project zal in hoge mate bijdragen aan de kennis over de interactie tussen longkanker en het immuunsysteem, en daarmee aan nieuwe mogelijkheden om de eigen immuun cellen zo efficiënt mogelijk in te zetten tegen tumoren.