Jarno Drost van het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie richtte onlangs samen met zijn onderzoeksgroep de eerste organoïden-biobank op voor kindernierkanker. De organoïden vormen een beter modelsysteem voor het uitvoeren van fundamenteel kankeronderzoek, drugscreening en het ontwikkelen van persoonlijke medicatie dan traditionele kankercellijnen.

Cellijnen werden tot voor kort gezien als de gouden standaard voor nierkankeronderzoek bij kinderen. Het verschil tussen kankercellijnen en de patiënten is echter nog steeds erg groot. De onderzoeksgroep van Jarno Drost besloot daarom minitumoren te kweken rechtstreeks vanuit tumorweefsel van kinderen met nierkanker.

De minitumoren, ook wel organoïden genoemd, zijn 3D-celstructuren die in veel opzichten lijken op een echte tumor. Ze bevatten verschillende tumorceltypes en behouden belangrijke genetische en fenotypische kenmerken van tumoren in het lichaam. De biobank vormt daarmee een collectie van onderzoeksmodellen voor kankeronderzoek, waarmee de onderzoekers onder andere de biologie en afkomst van de tumor kunnen onderzoeken, en nieuwe medicijnen kunnen testen.

Persoonlijke toepassing

‘Het opzetten van de biobank is een multidisciplinair project’, zegt Drost. ‘Oncologen, pathologen en chirurgen slaan hun handen ineen om samen deze relatief zeldzame tumoren te bestrijden.’ Materiaal verkrijgen ze vanuit het ziekenhuis. Als onderdeel van de behandeling halen chirurgen (een deel van) de tumor weg of nemen zij een biopt af. Tumorweefsel dat overblijft na diagnose wordt vervolgens, met toestemming van de ouders, gebruikt voor het opkweken van de organoïden. Drost: ‘Je wilt geen casussen missen, en daar heb je een goedlopende logistiek voor nodig.’

De organoïden kunnen groeien vanuit een hele kleine hoeveelheid weefsel. ‘In theorie zelfs vanuit een enkele stamcel’, meent Drost. De onderzoekers ontwikkelden speciale protocollen en kweekcondities om de situatie in het lichaam zo goed mogelijk na te bootsen. Onder deze condities blijven de tumorcellen onbeperkt delen en kan je de organoïden steeds opnieuw laten opgroeien. De biobank stelt daarmee onder de juiste condities een onbeperkte hoeveelheid tumorweefsel ter beschikking voor verschillende wetenschappelijke doeleinden. Dit is vooral interessant voor zeldzame tumoren, waar doorgaans maar een kleine hoeveelheid levend materiaal van beschikbaar is.

Elk tumorsubtype vraagt om een andere aanpak. De organoïden vergemakkelijken het zoeken naar een geschikte therapie. De meest voorkomende kinderniertumor, de Wilms-tumor, bijvoorbeeld, heeft doorgaans een goede prognose, maar ter behandeling moeten kinderen zware chemotherapie ondergaan. De organoïden stellen, met hun 3D-structuur en verschillende tumorceltypes, het Drost-team in staat minder toxische therapieën te ontwikkelen, om zo de risico’s en late effecten van de behandeling te verminderen.

Voor kinderen met malignant rhabdoid tumours of the kidney (MRTKs), een agressieve vorm van nierkanker, is op dit moment nog geen behandeling beschikbaar. Drost heeft daarom een project opgezet waarmee het onderzoeksteam met behulp van drugscreens op de organoïden potentieel-succesvolle behandelmethoden kan ontwikkelen. Het Drost-team hoopt in de toekomst het organoid-drugscreenproces te versnellen, zodat kinderen met nierkanker sneller en efficiënter behandeld kunnen worden.

Co-kweekjes

‘Een organoïde blijft echter een model’, vertelt Drost. ‘Ondanks dat ze de heterogeniteit van de tumor in veel aspecten behouden, bevatten ze geen bloedvaten en immuuncellen. Er zit dus nog steeds een translationele kloof tussen de organoïden en de patiënt.’ Zogenoemde ‘co-kweekjes’ kunnen volgens Drost de organoïden nog completer maken. Je kweekt ze dan in combinatie met andere celtypes, zoals immuuncellen en fibroblasten, waardoor de organoïden nog dichterbij de structuur komen van de tumor van de patiënt.

Op dit moment probeert het Drost-team organoïden te kweken in combinatie met immuuncellen van de patiënt zelf of genetisch gemodificeerde T-cellen. ‘Mogelijk kunnen we daarmee een mooi model ontwikkelen voor het testen van immuuntherapieën’, vertelt Drost. ‘Dit maakt onze experimenten betrouwbaarder, waardoor het nog waarschijnlijker is dat de behaalde resultaten ook echt bij de patiënt zullen gaan werken.’

_{Bevindingen van het onderzoek van het Drost-team werden op 11 maart gepubliceerd in Nature Communications.}