Slimme ‘tumor-op-een-chip’ helpt begrijpen hoe kanker afweer ontwijkt

Onderzoekers van de Universiteit van Pennsylvania hebben een nieuw model ontwikkeld waarmee ze kunnen zien hoe kankercellen immuunaanvallen ontwijken. Met deze zogeheten ‘tumor-op-een-chip’ hopen ze betere behandelingen te ontwikkelen voor vaste tumoren – de meest voorkomende vorm van kanker.

Waarom immuuntherapie niet altijd werkt

Immuuntherapieën zoals CAR-T-celtherapie zijn zeer succesvol bij bloedkankers, maar werken veel minder goed bij vaste tumoren, zoals long- of borstkanker. Dat komt doordat deze tumoren een zogenoemde tumormicro-omgeving (TME) hebben: een beschermend ecosysteem dat kankercellen afschermt en voorkomt dat afweercellen de tumor effectief kunnen aanvallen.

Het begrijpen van die complexe omgeving is essentieel om bestaande immuuntherapieën te verbeteren en nieuwe te ontwikkelen.

Een mini-tumor in het laboratorium

Om dat proces te onderzoeken, ontwikkelde het team van de Universiteit van Pennsylvania een miniatuurversie van een menselijke tumor in een doorzichtige chip. Deze tumor-op-een-chip bevat echte menselijke cellen en microscopische bloedvaten, waardoor wetenschappers nauwkeurig kunnen volgen hoe immuuncellen zich door de tumor bewegen en hoe ze reageren op kankercellen.

De chip biedt een levensecht model om te bestuderen waarom immuuncellen soms falen en wat er nodig is om hun aanval te versterken.

Bestaand medicijn biedt nieuw inzicht

Uit het onderzoek blijkt dat de cellen die de bloedvaten van een tumor bekleden, korte chemische signalen uitzenden die immuuncellen helpen hun weg te vinden. Zodra deze signalen verdwijnen, verliezen de immuuncellen hun richting.

Door het toedienen van vildagliptine – een medicijn dat al wordt gebruikt bij diabetes type 2 – konden de onderzoekers voorkomen dat deze signalen te snel afbraken. Hierdoor wisten meer immuuncellen de tumor te bereiken en aan te vallen.

Belangrijk enzym ontdekt

Met behulp van een combinatie van genetische, eiwit- en metabolische dataanalyse werd het enzym DPP4 geïdentificeerd als de stof die verantwoordelijk is voor het afbreken van deze signalen. Omdat DPP4-remmers zoals vildagliptine al veilig worden gebruikt, kan dit bestaande middel mogelijk worden hergebruikt in nieuwe kankerbehandelingen.

Sneller testen, minder dierproeven

De tumor-op-een-chip maakt het mogelijk om nieuwe therapieën te testen zonder gebruik van diermodellen. Onderzoekers kunnen zo beter voorspellen hoe menselijke cellen op een behandeling reageren voordat klinische proeven starten.

Deze ontwikkeling is een stap vooruit richting effectievere, veiligere en meer gepersonaliseerde immuuntherapieën. Het onderzoek combineert bio-engineering, datawetenschap en precisiegeneeskunde en laat zien hoe technologie kan bijdragen aan het versnellen van kankeronderzoek.

De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Biotechnology.

Bron: Nature Biotechnology, Universiteit van Pennsylvania