Nieuwe kansen voor immunotherapie: patiënt-tumoren en bloedvaten op een chip.

Immunotherapie is een veelbelovende behandeling voor kanker, waarbij het eigen afweersysteem van de patiënt wordt ingezet om tumorcellen te bestrijden. Helaas werkt immunotherapie niet bij alle patiënten even goed. Dit komt onder andere doordat veel tumoren een zogenaamde ‘immunosuppressieve tumor micro-omgeving’ (TME) hebben. Dit is een beschermende omgeving in de tumor die het afweersysteem afremt. Bestaande laboratoriummodellen, zoals kankercellijnen en muismodellen, zijn belangrijk voor onderzoek, maar lijken vaak niet genoeg op de echte situatie bij mensen. Ze missen bijvoorbeeld de complexiteit, diversiteit en bloedvaten die in echte tumoren aanwezig zijn. Hierdoor is het soms lastig om te voorspellen of een nieuwe behandeling bij patiënten zal werken.

Voorgestelde oplossing / doelstelling

Om deze kloof te overbruggen, willen wij een nieuw, gepersonaliseerd laboratoriummodel ontwikkelen. In dit model combineren we kleine stukjes tumorweefsel van patiënten met een geavanceerd ‘bloedvat-on-a-chip’ systeem. Dit is een soort miniatuur bloedvatenstelsel op een chip, waarmee we de toevoer van voedingsstoffen en de afvoer van afvalstoffen kunnen nabootsen. Zo kunnen we de echte situatie in het menselijk lichaam veel beter nabootsen. Het doel is om hiermee te onderzoeken of een nieuwe vorm van immunotherapie, gebaseerd op zogenaamde bispecifieke antilichamen die neutrofielen (een type witte bloedcel) activeren, effectief is in het bestrijden van tumoren.

Onderzoeksvragen

• Kunnen we met het nieuwe model tumorfragmenten van patiënten langer in leven houden en hun oorspronkelijke eigenschappen behouden?
• Lukt het om neutrofielen via het kunstmatige bloedvatensysteem naar de tumor te laten migreren, zoals in het menselijk lichaam?
• Is de nieuwe immunotherapie met bispecifieke antilichamen effectief in het doden van tumorcellen in dit model?
• Kunnen we voorspellen welke patiënten het meest baat zullen hebben bij deze behandeling?

Plan van aanpak / onderzoeksopzet

Eerst optimaliseren we het bloedvat-on-a-chip systeem zodat tumorfragmenten minimaal 72 uur gezond blijven. We testen verschillende soorten ondersteunend weefsel (matrix) en voedingsstoffen. Daarna voegen we neutrofielen en de nieuwe bispecifieke antilichamen toe via het kunstmatige bloedvat. Met geavanceerde technieken zoals microscopie en flowcytometrie volgen we hoe de afweercellen zich gedragen, of ze de tumor bereiken en of ze tumorcellen kunnen doden. Ook analyseren we welke stoffen de cellen uitscheiden en welke kenmerken van de tumor samenhangen met een goede of slechte reactie op de therapie.

Verwachte uitkomst / relevantie voor de kankerpatiënt

We verwachten dat dit nieuwe model helpt om te voorspellen of een immunotherapie bij een individuele patiënt zal werken. Dit kan leiden tot effectievere, meer gepersonaliseerde behandelingen en minder onnodige bijwerkingen. Ook kunnen we met dit model sneller en betrouwbaarder nieuwe therapieën onderzoeken, zonder direct op dieren te hoeven experimenteren.

Vervolgstappen / implementatie

Als het model succesvol blijkt, kan het ook worden ingezet voor onderzoek naar andere vormen van kanker en andere kankerbehandelingen. Uiteindelijk zou het model kunnen helpen om voor iedere patiënt de meest kansrijke behandeling te selecteren, wat de overlevingskansen en kwaliteit van leven van kankerpatiënten kan verbeteren. Ook kan het model bijdragen aan het verminderen van dierproeven in kankeronderzoek.