Protonentherapie: op zoek naar het ‘hoe?’

MAASTRO begint dit jaar met protonentherapie; de nieuwe veelbelovende bestralingsvorm in de behandeling van kanker. Het ‘wat en waarom’ is geen vraag meer. Bestraling met protonen in plaats van met fotonen kan voor sommige vormen van kanker veel verschil maken. De grootste vraag draait om het ‘hoe’: hoe kan de therapie het beste kan worden toegepast, onder andere in combinatie met andere behandelingen? Wat is de optimale dosis? Deze en andere vragen gaan onderzoekers van de Universiteit Maastricht en MAASTRO clinic beantwoorden, in samenwerking met collega’s van vier andere universiteiten. Het consortium kreeg er 1,7 miljoen euro subsidie voor van Stichting KWF Kankerbestrijding.

Het project, onder leiding van prof. dr. Rob Coppes van het UMC Groningen, is verdeeld in drie werkpakketten. Maastricht richt zich, vanwege haar expertise, vooral op pakket twee. Professor Marc Vooijs is hoogleraar Radiotherapie. Hij leidt het labonderzoek binnen de afdeling Radiotherapie van het MUMC+ en Maastro Clinic  en was mede-aanvrager van de KWF-subsidie.

Organoids om combinaties te testen

“We hebben hier een manier ontwikkeld om direct uit patiënten de meest agressieve kankercellen in het laboratorium onbeperkt te kunnen kweken, die we ’organoids’ noemen. Hierop kun je onderzoeken hoe een patiënt op een behandeling gaat reageren. Zowel het gezonde weefsel als de tumor kun je wat dat betreft in kaart brengen. We verwachten zo relatief snel de beste combinaties van protonentherapie met bijvoorbeeld immunotherapie te vinden. Zodat we zo snel mogelijk kunnen beginnen met patiëntenstudies.” Om optimaal gebruik te maken van elkaars expertise, gaan de in Maastricht gekweekte organoïds naar de Erasmus Universiteit in Rotterdam; daar zit de expertise over DNA-schadeherstel na bestraling. Behalve studies op celmodellen zal er in het consortium ook met proefdieren worden gewerkt. “Het effect van straling op cognitieve functies, dus hoe informatie wordt opgenomen en verwerkt door de hersenen, kan in cellen nu eenmaal niet onderzocht worden”, verklaart Vooijs. Die inzichten zijn onder meer van ‘levensbelang’ voor kinderen met hersenkanker waarbij naast de tumor ook de normale hersenen straling krijgen.

De ratio achter de dosis straling

Een van de grote onderzoeksvragen is de ‘therapeutische ratio’ voor protonentherapie, dat wil zeggen wat de hoogst mogelijk dosis is voor een tumor met de minst ernstige bijwerkingen voor de patiënt. Wat niet wil zeggen dat het om een experimentele behandeling gaat, zegt professor Dirk De Ruysscher, hoogleraar Radiotherapie en radiotherapeut-oncoloog in Maastricht. Hij behandelt niet alleen patiënten, maar doet ook onderzoek naar protonenbestraling. “We denken nog veel winst voor de patiënt te kunnen behalen met protonentherapie, vooral in combinatie met immunotherapie. De traditionele fotonen-bestralingswijze brengt veel ‘strooistraling’ met zich mee op gezond weefsel (zie blauw in foto hieronder). Dat is drastisch minder met protonen en dat betekent minder bijwerkingen voor de patiënt.” De arts legt uit dat beschadigd weefsel zich altijd wil herstellen en daarvoor worden bepaalde eiwitten geproduceerd. Diezelfde eiwitten wakkeren helaas ook de groei van kankercellen aan. “Die vicieuze cirkel hopen we te kunnen doorbreken als er minder van die ‘strooistraling’ is. Als ons dat lukt, hebben we een extra weg om kankergroei te onderdrukken.”

Dosisverdeling fotonen versus protonen
Dosisverdeling fotonen versus protonen

Wat de toekomst nog brengt: avatars en multicentre studies

Professor De Ruysscher werkt al aan een subsidie-aanvraag om later dit jaar in te dienen, zodat er een ‘multicentre studie’ naar de effectiviteit van protonentherapie kan starten. De vier centra waar protonentherapie plaatsvindt kunnen hun resultaten dan bundelen, wat tot meer solide kennis leidt. Professor Vooijs verwacht dat in de nabije toekomst ook voor de behandeling van mensen met kanker gebruik gemaakt kan worden van de organoïd-techniek. “Dan kunnen we van de tumor en van gezond weefsel van die patiënt kopieën maken in het laboratorium, zogenaamde avatars. Vervolgens kun je op die avatars de vele combinaties van behandelmogelijkheden gaan testen, zodat je veel sneller weet welke behandeling optimaal is voor deze patiënt.” Patiënten hoeven dan geen behandelingen meer te ondergaan waarvan vooraf al bepaald werd dat ze niet gaan werken; ze krijgen dan alleen die behandelingen waarbij de kans op succes het grootst is. “Met deze organoïd-expertise en het sterke translationele onderzoek en multidisciplinaire samenwerkingen in de oncologie binnen het MUMC+, is dit een enorme kans voor Maastricht om hierin wereldwijd een voorloper te worden”, zegt Vooijs.

Dit artikel komt uit de website van de Universiteit Maastricht