Grote DNA-analyse heeft uitzaaiingen ontrafeld

Bij kanker verandert een cel stapsgewijs van goedaardig in kwaadaardig doordat het DNA zich aanpast

Waarom zaait de ene tumor wel uit, en de andere niet? Onderzoekers van het UMC Utrecht, Hartwig Medical Foundation en Vall d'Hebron proberen het antwoord op die vraag te vinden. Hun bevindingen leveren zeer waardevolle aanknopingspunten op voor de behandeling en preventie van kanker. De resultaten van hun twee studies zijn nu gepubliceerd in de toonaangevende wetenschappelijke tijdschriften 'Nature' en 'Nature Genetics'.

Bij kanker verandert een cel stapsgewijs van goedaardig in kwaadaardig doordat het DNA zich aanpast. Soms blijft het hierbij, en spreken we van ‘primaire kanker’. In een deel van de gevallen, stapelen de DNA-fouten zich op, maken cellen zich los van een primaire tumor, en zaait de kanker uit naar andere delen van het lichaam. Daardoor wordt de kans dat de patiënt overlijdt aan kanker aanzienlijk hoger.

Biologische processen begrijpen
Om te begrijpen welke onderliggende biologische processen een rol spelen bij het wel of niet ontstaan van levensbedreigende uitzaaiingen bij kanker, hebben de onderzoekers van UMC Utrecht (Center for Molecular Medicine), Hartwig Medical Foundation en Vall d’Hebron hun krachten gebundeld voor een grootschalig onderzoek. Met behulp van een unieke Nederlandse dataverzameling hebben ze namelijk de DNA-gegevens van meer dan 7.000 kankerpatiënten weten te analyseren.

DNA onder de loep
Op die manier hebben ze nu voor de 23 meest voorkomende tumorsoorten systematisch in kaart gebracht wat de verschillen in genetische eigenschappen zijn tussen primaire en uitgezaaide tumoren. En, heel belangrijk: ze hebben ook op een rij gezet hoe de tumoren de controlerende werking van het immuunsysteem omzeilen. De onderzoekers hebben voor deze grootschalige data-analyse gebruikgemaakt van 'whole genome sequencing’. Met deze geavanceerde techniek wordt het complete DNA van tumoren afgelezen en kan worden bepaald welke veranderingen zijn opgetreden bij en na het ontstaan van de tumoren.

Uitgezaaide tumor anders?
In de eerste studie (uitgelicht in Nature) staat de volgende vraag centraal: in hoeverre zijn uitgezaaide tumoren anders dan primaire kanker? De onderzoekers onderzochten daarvoor de algehele DNA-verschillen tussen primaire en uitgezaaide tumoren. Hun conclusie: de mate waarin de uitgezaaide tumor is veranderd, hangt sterk af van het type kanker.

Bij uitgezaaide huidkanker, bijvoorbeeld, bestaat er meestal weinig verschil met de primaire tumor. Maar bij andere kankersoorten, zoals uitgezaaide long- en prostaatkanker, is er juist enorm veel gewijzigd. Zoveel zelfs dat de tumoren bijna niet meer verwant lijken. Hoe kan dat? De mate waarin DNA-fouten zich opstapelen, blijkt sterk afhankelijk te zijn van een diversiteit aan processen die voor bepaalde vormen van kanker deels overlappen, maar ook sterk kunnen verschillen, aldus de onderzoekers. In het verlengde daarvan hebben ze ook, paradoxaal genoeg, geconstateerd dat eerder gegeven kankerbehandelingen ertoe bij kunnen dragen dat het DNA zich aanpast. Zo werden in uitgezaaide tumoren nieuwe kankereigenschappen teruggevonden die waren ontstaan na het optreden van resistentie tegen eerdere behandelingen.

Afweersysteem gefopt?
De tweede studie (gepubliceerd in Nature Genetics) richt zich op de vraag: welke genetische mechanismen gebruikt een kankercel om te kunnen ontsnappen aan ons afweersysteem? Door DNA-veranderingen wordt elke tumorcel ‘lichaamsvreemd’. Normaal gesproken herkent ons immuunsysteem zo’n vreemde cel al in een vroeg stadium en ruimt hem dan direct op. Maar een tumor die zich verder heeft ontwikkeld, heeft dus kennelijk eigenschappen verkregen om ons afweersysteem te omzeilen. Dat kan door ontregeling op genetisch niveau van verschillende mechanismen in de tumorcel, aldus de onderzoekers.

Maar welke genetische truc in welke mate wordt gebruikt door de tumor, hangt sterk af van de soort kanker. De onderzoekers zijn erin geslaagd precies op een rij te zetten hoe vaak welke mechanismen door welke tumortypen worden ingeschakeld om het immuunsysteem te ontregelen. Dat is ontzettend nuttig omdat we daarmee bijvoorbeeld de effectiviteit van veelbelovende immunotherapiebehandelingen kunnen verbeteren.

Meer personaliseren en voorkomen
De uitkomsten van de twee studies geven een beter inzicht in wat er genetisch gebeurt als tumoren uitzaaien. En ze laten zien hoe ons afweersysteem wanneer en op welke manier wordt gefopt. De onderzoekers leveren daardoor een belangrijke bijdrage aan de mogelijkheden voor verdere personalisering van kankerbehandelingen en leggen een basis om behandelstrategieën te ontwikkelen om verspreiding van de tumor te voorkomen.  

Het effect van de studies gaat waarschijnlijk des te groter zijn omdat alle resultaten zijn opgenomen in datasets die wereldwijd beschikbaar worden gemaakt voor kankeronderzoekers en -behandelaars.

Onderzoeksleider en hoogleraar in de medische genetica Edwin Cuppen (UMC Utrecht en Hartwig Medical Foundation): “De nieuwe inzichten uit deze studies vormen een waardevolle basis voor het verbeteren van de diagnose bij kankerpatiënten, het personaliseren van therapeutische behandelingen en, in de wat verdere toekomst, zelfs de preventie van uitgezaaide kanker. De uitkomsten van de studie maken duidelijk hoe belangrijk het systematisch verzamelen en ontsluiten van data voor hergebruik in het zorgdomein is. Zonder de medewerking en toestemming van patiënten, maar ook de samenwerking op nationale schaal met ziekenhuizen, zou deze studie onmogelijk zijn geweest. En waren deze nieuwe waardevolle inzichten voor verbetering van toekomstige oncologische zorg niet mogelijk geweest.”

Dit onderzoek is uitgevoerd in het kader van het Oncode Institute, een samenwerkingsverband dat mogelijk is gemaakt door KWF Kankerbestrijding en de ministeries van VWS, OCW en EZ.  

Bron: Utrecht UMC

Tags bij dit artikel:

• DNA
• UMC Utrecht
• tumoren
• afweersysteem
• immuunsysteem
• diagnose
• uitzaaien
• goedaardig
• kwaadaardig
• data-analyse