Een 3D-immunofluorescentiebeeld van melanoomcellen (magenta) geïnfecteerd met bacteriën (turkoois); celkernen zijn blauw. Foto Weizmann Instituut
Een team van Israëlische en Amerikaanse wetenschappers heeft een manier gevonden om immunotherapie van kanker toegankelijker te maken door gegevens te gebruiken om te analyseren welke tumoren het lichaam relatief gemakkelijk kan "zien", volgens een onderzoek dat in het Journal of Clinical Investigation is gepubliceerd.
Onder leiding van promovendus Dr. Aviyah Peri en onder toezicht van prof. Yardena Samuels van het Weizmann Institute of Science, introduceerde de studie een nieuwe methode voor het vinden van kenmerken, bekend als kanker "hot spots", die gemeenschappelijk zijn voor veel tumoren en daarom kunnen worden gebruikt om effectieve immunotherapie te ontwikkelen voor hele groepen patiënten, aldus meldt The Jerusalem Post.
Kanker hotspots zijn fysieke structuren op de buitenmembranen van kankercellen die het immuunsysteem van meerdere patiënten "toegang" tot een tumor kunnen geven. Het immuunsysteem gebruikt T-cellen om andere cellen te bestrijden die het systeem als 'vreemd' identificeert, en de hotspots dienen als markers die de T-cellen activeren.
De hotspots voor kanker bevatten gemuteerde vormen van antilichaamgeneratoren voor antigenen - bekend als 'neoantigenen'. Aangezien de meeste neo-antigenen het resultaat zijn van unieke mutaties die kenmerkend zijn voor individuele tumoren, kan dezelfde therapie niet worden toegepast op andere patiënten wanneer een bepaald neo-antigeen wordt gebruikt om de T-cellen van een patiënt te activeren. Slechts een handvol neo-antigenen - die afkomstig zijn van terugkerende mutaties die bij talloze patiënten voorkomen - zijn gekwalificeerd als hotspots, maar deze waren moeilijk te vinden en werden tot nu toe meestal door geluk gevonden.
Samuels, Peri en de rest van het team ontwikkelden een methode om deze kankerhaarden systematisch te identificeren.
De wetenschappers gebruikten algoritmen om internationale databases te doorzoeken met informatie over het genoom van duizenden kankerpatiënten, met de nadruk op melanoom (huidkanker). De zoektocht van het team leverde een aantal neo-antigenen op die mogelijk als hotspots kunnen worden beschouwd en onderwierp deze kandidaat-moleculen vervolgens aan laboratoriumanalyse, waarin ze de gemuteerde delen van de neo-antigenen isoleerden en hun interacties met T-cellen onderzochten.
Met behulp van deze aanpak identificeerden de wetenschappers een hotspot-neoantigeen dat in ongeveer 20% van de melanoomgevallen voorkomt, waarbij de T-celreceptor wordt geïsoleerd die dit hotspot-neo-antigeen in melanoomtumoren kan herkennen. Vervolgens ontwikkelden ze T-cellen van gezonde individuen en incubeerden ze in een reageerbuis met tumormonsters van patiënten bij wie de tumoren deze hotspot vertoonden.
De T-cellen werden geactiveerd door het neo-antigeen, waardoor de tumorcellen op een zeer specifieke manier werden gedood, dat wil zeggen alleen die cellen die het neo-antigeen vertoonden.
"We hebben een neo-antigeen ontdekt dat elk jaar tot expressie komt in duizenden nieuwe melanoomgevallen, en we hebben aangetoond dat het bij deze patiënten kan worden gebruikt om tumorcellen te markeren voor immuun vernietiging," zei Peri tegen The Jerusalem Post.
"Onze studie suggereert dat ons nieuw ontwikkelde platform kan leiden tot 'off-the-shelf' immunotherapieën waarbij T-celreceptoren die kanker hotspots herkennen van tevoren kunnen worden voorbereid, klaar om te worden toegepast in groepen patiënten van wie is aangetoond dat tumoren herberg deze hotspots”, zegt Samuels. Dergelijke behandelingen zouden gemakkelijker en goedkoper zijn dan het op maat maken van gepersonaliseerde T-cellen voor elke nieuwe patiënt.
Nog een ander groot voordeel van deze benadering is dat het gebruik maakt van hot spot neoantigenen die tot expressie worden gebracht in alle tumorcellen. Dit betekent dat de hotspot-immunotherapie waarschijnlijker is om de hele tumor weg te vagen, in plaats van alleen delen ervan, zoals het geval was met therapieën die zich richtten op neo-antigenen die aanwezig zijn in slechts enkele van de tumorcellen.
"Onze nieuwe aanpak maakt het misschien mogelijk om gepersonaliseerde behandelingen op grotere schaal toe te passen dan nu", zei Samuels. "Het is klaar om te worden ontwikkeld voor gebruik in ziekenhuizen en kan worden toegepast op een verscheidenheid aan kankers, niet alleen op melanoom.
Samen met Peri en Samuels werd de studie uitgevoerd met wijlen prof. Nir Friedman van de afdeling Immunologie van Weizmann, prof. Masha Y. Niv van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, prof. Steven A. Rosenberg van het National Cancer Institute, VS, prof. Cyrille J. Cohen van de Bar-Ilan University, Dr. Ansuman T. Satpathy van de Stanford University School of Medicine en andere onderzoekers.
