Een team van onderzoekers van de Universiteit van Cambridge heeft een nieuwe mogelijke aanpak geïdentificeerd om glioblastoom, de meest agressieve en meest voorkomende vorm van hersentumor, te bestrijden. In plaats van te proberen kankercellen direct te doden, hebben onderzoekers een methode ontwikkeld om ze op hun plaats te bevriezen, waardoor wordt voorkomen dat ze zich naar gezond weefsel verspreiden. De sleutel tot deze innovatieve strategie ligt in de verandering van de extracellulaire omgeving waarin de tumor zich ontwikkelt, en niet in de directe vernietiging van de cellen.
Centraal bij de ontdekking staat hyaluronzuur (HA), een suikerpolymeer dat van nature in de hersenen aanwezig is en een fundamentele structurele rol speelt. De resultaten van het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Royal Society Open Sciencemaken de weg vrij voor een nieuw type niet-toxische en minder invasieve therapie voor een ziekte met een vijfjaarsoverleving die nog steeds triest laag is: slechts 15%.
In tegenstelling tot traditionele behandelingen die gericht zijn op het vernietigen of vergiftigen van tumorcellen, besloot de onderzoeksgroep onder leiding van chemicus Melinda Duer in te grijpen in de micro-omgeving van de hersenen, door de extracellulaire matrix die de cellen omringt te modificeren. Dit gelatineuze netwerk, rijk aan hyaluronzuur, fungeert als een platform dat hersenweefsel ondersteunt en de celbeweging reguleert.
Onder normale omstandigheden is HA flexibel en neemt het vormen aan die specifieke receptoren op het oppervlak van tumorcellen activeren, zoals CD44, waardoor ze het signaal krijgen om te bewegen. Met behulp van nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie hebben de onderzoekers waargenomen dat HA bij lage concentraties nog flexibeler wordt, waardoor het zich perfect aanpast aan de CD44-receptor en invasiemechanismen activeert.
Maar wanneer hyaluronzuur chemisch wordt verstijfd door middel van een verknopingstechniek die de beweging ervan blokkeert, stoppen kankercellen. Ze gaan niet dood, maar ze stoppen met het binnendringen van omliggende weefsels, zoals uitgelegd door Duer:
We hoefden de tumorcellen niet te doden, we moesten alleen de omgeving veranderen waarin ze werden aangetroffen. Ze stopten gewoon met proberen te ontsnappen.
Een antwoord op de vraag waarom glioblastoom vaak terugkeert na een operatie
Om de theorie te testen kweekte het team glioblastoomcellen in gels met verschillende concentraties hyaluronzuur. In meer verdunde gels, waar de HA flexibeler was, werden de cellen snel geactiveerd, waardoor uitbreidingen, invadopodia genaamd, werden uitgebreid, waardoor ze in het weefsel konden infiltreren. In dichtere, stijvere gels bleven de cellen daarentegen onbeweeglijk. Ze leefden nog, maar bevonden zich in een staat van rust.
Dit gedrag zou ook de frequente terugkeer van tumoren kunnen verklaren op plaatsen waar chirurgische verwijdering plaatsvond. Na de operatie treedt vaak postoperatief oedeem op, waardoor de extracellulaire matrix verdunt, waardoor het HA flexibeler wordt. Dit zou eerder slapende tumorcellen kunnen reactiveren, waardoor het gemakkelijker voor hen wordt om te herstellen.
De doorbraak kwam met de introductie van een gemodificeerde vorm van HA, genaamd geoxideerd hyaluronzuur (oxHA). Zelfs in verdunde omgevingen verhinderde deze rigide versie van het zuur dat cellen konden bewegen, waardoor een slapende toestand werd gesimuleerd, ongeacht de concentratie. Volgens de auteurs is het niet zozeer het molecuulgewicht van HA dat er toe doet, maar de flexibiliteit bij het binden aan de CD44-receptor.
Een mogelijke nieuwe therapie
Deze techniek vertegenwoordigt een radicale paradigmaverschuiving vergeleken met conventionele behandelingen. In plaats van te proberen elke afzonderlijke tumorcel met medicijnen of bestraling te targeten, handelen we op de externe moleculaire context en blokkeren we de signalen die ervoor zorgen dat de cellen zich kunnen uitbreiden.
Niemand heeft eerder geprobeerd het beloop van kanker te veranderen door de extracellulaire matrix rond de tumor te wijzigen. Het is het eerste voorbeeld van therapie waarbij de tumor wordt ‘geherprogrammeerd’ door in te werken op zijn omgeving.
Hoewel het onderzoek zich nog in een voorbereidende fase bevindt en studies bij mensen nog ver weg zijn, zien onderzoekers deze aanpak als een veelbelovend alternatief voor de behandeling van solide tumoren, vooral die zoals glioblastoom, waarbij conventionele medicijnen weinig effect hebben.
Het grote voordeel van deze strategie is dat het medicijn niet alle tumorcellen hoeft te penetreren, iets wat bij solide tumoren vaak onmogelijk is.
Het team plant momenteel tests om te zien of het verstijven van de HA daadwerkelijk herhaling na een operatie kan voorkomen. Er wordt ook onderzoek gedaan om te begrijpen of andere soorten tumoren positief kunnen reageren op vergelijkbare veranderingen in hun extracellulaire matrix.
Er is geen tekort aan uitdagingen: het zal nodig zijn om veilige en effectieve methoden te vinden om HA-modificatoren in de hersenen toe te dienen, waarbij bijwerkingen worden vermeden en stabiliteit in de loop van de tijd wordt gegarandeerd.
Deze ontdekking opent echter een nieuwe en fascinerende weg in de strijd tegen hersenkanker, wat erop wijst dat soms alleen maar de juiste moleculaire omgeving moet worden ‘afgestemd’ om de motor van de ziekte uit te schakelen.
Kankercellen gedragen zich op basis van hun omgeving. Het veranderen van hun omgeving kan betekenen dat hun lot verandert.
Wil je ons nieuws niet missen?
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
