Dankzij genetische modificatie vergiftigen kankercellen zichzelf en hun medicijnresistente buur-kankercellen, waarna de tumor bezwijkt.

Ken je het elektronische spelletje Whack-a-mole? De bedoeling is dat je zo snel mogelijk met een hamer de opgedoken ‘mol’ op het speelbord op zijn kop slaat. Het behandelen van kanker lijkt daar wel een beetje op. De tumor wordt vaak razendsnel resistent tegen een medicijn, en je weet nooit wat voor soort weerstand zal opduiken. Daardoor ‘slaat’ de arts continu achter de feiten aan.

Maar wetenschappers van de Pennsylvia State University hebben nu een nieuwe methode ontwikkelt – gepubliceerd in Nature Biotechnology – waarbij de hele tumor zichzelf ten gronde richt doordat de onderzoekers zelf de ‘mol’ kiezen die opduikt.

Lees ook:

• Verbeterde kankerbehandeling: microrobots leveren medicijnen aan longtumoren
• Tumoren onderzoeken met ‘kweekbreintjes’
• Verzwakt poliovirus pakt hersentumor aan

Tumor-evolutie

Het idee van Justin Pritchard en collega’s is geboren uit frustratie. Frustratie, omdat er ontzettend veel soorten kankers zijn, die ook nog eens van persoon tot persoon erg variëren. Dat komt omdat tumoren heel makkelijk veranderen. En dankzij deze zogenoemde tumorevolutie kan er ook veel te snel resistentie ontstaan tegen een behandeling.

Maar wat als we die tumor-evolutie en resistentieontwikkeling tegen ze gebruiken? Wat begon als een gedachtenexperiment ontwikkelden Pritchard en zijn team tot een slim genetisch modificatie-systeem.

Genetische ‘knoppen’

Dat systeem bestaat uit twee genetische ‘knoppen’. De eerste dient als een soort aan- en uitknop voor medicijnresistentie. Wanneer dit gen aan staat in de genetische gemodificeerde (GM) kankercellen zullen ze weerstand krijgen tegen een bepaald medicijn. De tweede knop is een ‘zelfmoord-gen’. Wordt die omgezet, dan zullen de GM-cellen een stofje aanmaken dat zich door de hele tumor verspreidt en alle cellen daarin doodt.

De twee genen worden in een aantal kankercellen gebracht via een zogenoemde virale vector. Dat is een virus, in dit onderzoek het lentivirus, dat speciaal is ontworpen om pakketjes genen af te leveren in specifieke cellen. Daarna zijn deze cellen dus genetisch gemodificeerd.

Tumor-overname

In eerste instantie worden die GM-cellen dus resistent gemaakt tegen een bepaald antikanker-middel. Vervolgens wordt dat medicijn toegediend. Daardoor blijven alleen de GM-cellen én de niet GM-cellen die toevallig ook weerstand hebben ontwikkeld, leven. De rest gaat dood.

Tot zover geen verschil met een normale kankerbehandeling. Een deel van de tumor – het resistente gedeelte – blijft leven. Maar nu komt de truc. De GM-cellen zullen in grotere getalen aanwezig zijn en daarmee de tumor grotendeels overnemen. De veel kleinere groep niet-GM-kankercellen worden gehinderd in hun groei en ontwikkelen zeer waarschijnlijk ook geen nieuwe resistentie meer.

Vergiftiging

Nu is de tumor rijp voor de genadeslag. De onderzoekers zetten de eerste gen-knop uit, zodat de GM-cellen weer gevoelig worden voor het medicijn – en zetten de tweede, de kill-switch, aan. Vervolgens wordt het medicijn weer toegediend en dat is het startschot voor de vergiftiging van de hele tumor.

Pritchard en collega’s testten het systeem eerst via een computermodel, vervolgens in kweekbakjes met menselijke kankercellen en ten slotte in muizen met tumoren. Dat bleek allemaal verrassend goed te werken: de tumor verdween steeds. Het team heeft inmiddels een patent aangevraagd. Ze hopen de nieuwe kankertherapie nu verder te ontwikkelen om uiteindelijk in mensen zelf te kunnen gaan testen.

‘Elegante nieuwe behandelmethode‘

“Het idee is buitengewoon slim en de studie ingewikkeld, maar heel knap uitgevoerd”, vertelt kankeronderzoeker Peter Kuppen van het Leids Universitair Medisch Centrum. “De modelsystemen laten echt mooie resultaten zien. Slechts bij een van de twaalf muizen werkte het niet.”

Maar, vervolgt hij, vertaling naar de mens zal nog niet eenvoudig zijn. “Menselijke tumoren laten over het algemeen nog veel meer variatie zien, dus die zullen lastiger aan te pakken zijn.” En er zijn nog meer hobbels te nemen. “Zo moeten er wel voldoende tumorcellen genetisch worden gemodificeerd. Ook moet goed gekeken worden naar het juiste moment om een ‘knop’ om te zetten. Te vroeg of te laat, dan functioneert het hele systeem niet.”

Verder zal de methode waarschijnlijk alleen werken in gelokaliseerde solide tumoren, denkt Kuppen. “Dan zal genetische modificatie beter lukken, en ook omdat de nabijheid van tumorcellen een vereiste is. Mogelijk is dit wel een elegante nieuwe behandelmethode om bijvoorbeeld hersentumoren aan te pakken.”

Bronnen: Nature Biotechnology, Penn State via EurekAlert!

Beeld: CIPhotos/iStock/Getty Images

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!