‘Met minder materiaal zo veel mogelijk middelen testen’

‘Onze technologie is gebaseerd op een test van levende kankercellen, vers verkregen van de patiënt. Om te borgen dat de tumorcontext zoveel mogelijk intact blijft testen we de cellen zo snel mogelijk, zonder ze eerst verder te kweken’, vertelt dr. Willemijn Vader, oprichter van VitroScan. Sinds 2016 werkt ze samen met een viertal celbiologen en bioinformatici aan de ontwikkeling van deze nieuwe technologie als diagnostisch platform voor kankerpatiënten. ‘We werken daarbij nauw samen met clinici uit heel Nederland.’
Vader legt uit hoe het werkt: ‘Opgestuurd tumorweefsel laten we mechanisch uiteenvallen in kleine clustertjes van cellen, die we verdelen over een plaat met 384 putjes. Deze tumorclustertjes stellen we vervolgens bloot aan geneesmiddelen om te testen of ze daar gevoelig voor zijn. Dat kan chemotherapie, doelgerichte therapie of immuuntherapie zijn, afhankelijk van wat relevant is voor die tumor. Na een aantal dagen fixeren en kleuren we de tumorclustertjes in de plaat en maken we met 3Dimaging een serie van beelden van elk putje. Met behulp van een softwareplatform lezen we vervolgens de veranderingen uit van morfologische kenmerken van de cellen, zoals grootte, mate van invasieve groei (meer of minder puntige uitlopers aan de cel) of het aantal celkernen binnen of buiten de cel. We hebben dan een hele set van ruwe data waarmee we het effect van het geneesmiddel kunnen meten.’

Klinische uitkomst voorspellen

De volgende stap is om die data te vergelijken met de klinische uitkomst van patiënten. ‘Zo kunnen we bepalen welke kenmerken (uit een lijst van meer dan honderd) het meest voorspellend zijn voor het effect van het geneesmiddel in de patiënt.’ In samenwerking met het LUMC en het Radboudumc heeft VitroScan een studie opgezet bij ovariumcarcinoom waarin al meer dan 120 patiënten zijn geïncludeerd. Daarbij bepalen ze welke kenmerken van het geanalyseerde tumormateriaal overeenkomen met verschillende responscategorieën. ‘De voorlopige resultaten zien er mooi uit. Hopelijk kunnen we op basis van die data een prospectieve studie opzetten om te zien hoe je die voorspelling kunt gaan gebruiken voor het behandelplan. Als je weet dat een patiënt ongevoelig is voor een therapie kun je andere behandelingen overwegen.’ Ovariumcarcinoom was daarvoor een goed startpunt omdat patiënten lang dezelfde behandeling krijgen, er een duidelijk verschil is tussen responders en non-responders en er vaak restmateriaal van de tumor beschikbaar is.
Inmiddels richt Vader haar aandacht ookop andere indicatiegebieden. ‘Patiënten met blaaskanker krijgen preoperatief chemotherapie, maar 60 procent is daar niet gevoelig voor. Als je die nonresponders er van tevoren uit kunt pikken hoef je geen chemotherapie te geven en de operatie niet uit te stellen, en kun je onnodige toxiciteit voorkomen.’ Daarnaast kijkt ze naar de mogelijke toepassing van de VitroScan-technologie bij borst-, pancreas- en longkanker. ‘
In onze assay zien we ook patiëntspecifieke gevoeligheid voor immuuntherapie. Bij ovariumcarcinoom wordt geen immuuntherapie gebruikt, maar bij longkanker kunnen we de assay-resultaten mogelijk wel correleren aan de uitkomsten.’

Als je de nonresponders er van tevoren uit kunt pikken, kun je onnodige toxiciteit voorkomen

Robuuste data

‘Per patiënt testen we zoveel mogelijk verschillende geneesmiddelen, afhankelijk van het beschikbare tumormateriaal. Zo krijgen we een profiel per patiënt dat aangeeft wat de relatieve gevoeligheid is van de tumor voor de verschillende geneesmiddelen die relevant zijn. Alle data verzamelen we ook in een database waarmee we verder kunnen ontwikkelen.’
‘De imaging die we gebruiken maakt de data heel robuust. We kunnen zo heel goed meten wat er met de tumorcellen gebeurt, en wat er met de immuuncellen eromheen gebeurt. Door zoveel mogelijk data te verzamelen weten we ook hoeveel dosispunten we per geneesmiddel minimaal nodig hebben. Zo kunnen we met minder tumormateriaal zo veel mogelijk geneesmiddelen testen.’

Tumormicromilieu

Ten opzichte van het gebruik van organoïden kent deze assay een aantal voordelen: ‘Organoïden moet je eerst kweken, waarbij je cellen gaat uitselecteren. Met onze benadering verlies je minder tijd en verlies je het tumormicromilieu niet, waarin ook cellen zitten die belangrijk zijn voor de respons op geneesmiddelen.’
Of de tumorcellen zich in deze assay net zo gedragen als in het lichaam kun je nooit helemaal zeker weten. ‘Het blijft een benadering van de waarheid, die cellen zitten niet in hun eigen omgeving’, zegt Vader. ‘In alle studies die we nu doen laten we het weefsel dat we in de assay hebben uitgezaaid ook beoordelen door een patholoog, om te vergelijken met het oorspronkelijke tumormateriaal. Die kwaliteitsstap hebben we er altijd in zitten. We zouden bij de imaging ook een kleuring mee kunnen nemen voor een tumormarker, om op die manier de kwaliteit te borgen.’

Resultaat binnen twee weken

Om bij de behandelkeuze gebruikt te kunnen worden moet de assay wel snel genoeg een antwoord opleveren. Vader denkt dat dat wel gaat lukken: ‘We verwachten binnen twee weken na insturen van het materiaal een resultaat terug te kunnen sturen. Dat past qua tijdlijn in het diagnostische traject van de meeste patiënten.’
Het zal nog een aantal jaar duren voordat VitroScan deze test als diagnostische service aan kan gaan bieden, verwacht Vader. ‘We hopen later dit jaar een proof of concept te kunnen leveren. Over een jaar verwachten we een prospectieve studie op te kunnen starten bij ovariumcarcinoom voor de klinische validatie van de test, waarvan we nog eens twee jaar later de resultaten hopen te hebben. Bij de verdere ontwikkeling horen we graag de input van de eindgebruiker over waar de medische noodzaak het hoogst is, en waar de test mogelijk toegepast kan worden zodat de patiënt het best geholpen wordt en de arts zijn behandelbeslissing kan onderbouwen.’