Resistentie van tumoren tegen bestraling kan worden verkleind door het veranderen van het metabolisme van de kankercellen

Radiotherapie of bestraling bij kanker kan worden verbeterd door de stofwisseling van de tumor aan te passen, zo blijkt uit het doctoraatsonderzoek van Sven de Mey (Radiotherapie UZ Brussel, VUB) genaamd "Barriers in radiobiology - hypoxic radiosensitization by modifying the metabolism of the tumor". Via een stapsgewijze aanpak identificeerde hij eerst via genetische analyse van patiënten dat het metabolisme in het algemeen een sleutelfactor is voor de resistentie tegen radiotherapie. Vervolgens wordt aangetoond dat twee essentiële energiemetabolische routes (glycolyse en oxidatieve fosforylatie) efficiënt kunnen worden aangepakt met beschikbare geneesmiddelen die kunnen worden hergebruikt en gemakkelijk kunnen worden toegepast in de kliniek. Daarnaast heeft het onderzoek, op basis van bloedstalen bij rectumkankerpatiënten, een verband kunnen leggen tussen de hoeveelheid zuurstof en de activiteit van de immuuncellen in de tumoromgeving.

Kanker is een van de meest voorkomende ziekten wereldwijd. Vandaag wordt kanker klassiek behandeld via radiotherapie, chirurgie en chemotherapie, die alleen of in combinatie worden gebruikt. Doelgerichte therapie en immunotherapie zijn daarnaast twee nieuwere behandelopties.

Prof. Mark De Ridder, diensthoofd Radiotherapie UZ Brussel: “Tot 40% van de patiënten die van kanker genezen, worden behandeld met radiotherapie, en ongeveer 50% van de kankerpatiënten zullen tijdens hun ziektegeschiedenis radiotherapie nodig hebben. In de afgelopen decennia waren de belangrijkste ontwikkelingen bij het gebruik van bestraling voor de behandeling van kanker gericht op de nauwkeurige toediening van de bestralingstherapie. Tegenwoordig kan radiotherapie de stralingsdosis precies afstemmen op het doelwit en daarbij de aangrenzende normale weefsels zoveel mogelijk ontzien om de toxiciteit te beperken. De bestraling gebeurt zeer nauwkeurig op basis van anatomische en klinische informatie maar kan op dit moment nog niet op basis van biologische informatie zoals de micro-omgeving, de expressie van bepaalde genen of metabolisme van de tumor.”

Veranderingen in de stofwisseling van de tumor veroorzaken resistentie tegen radiotherapie

Een eerste stap in het onderzoek was te achterhalen welke aspecten bijdroegen aan resistentie tegen radiotherapie bij patiënten met hoofd-hals-, baarmoederhals- en borstkanker. Genetische gegevens van deze patiënten werden uit een internationale database gehaald en specifieke genetische handtekeningen werden in verband gebracht met de overleving van de patiënten.

Sven De Mey: “Hoewel de gegevens over de drie kankertypes niet identiek waren, vonden we dat biologische processen gelinkt aan radiobiologie, metabolisme en groei van de cellen geassocieerd waren met de overleving van de patiënten die radiotherapie kregen.”

Verandering van metabolisme om kankercellen gevoeliger te maken aan radiotherapie

Prof. Mark De Ridder: “De meeste tumoren vertonen een gebrek aan zuurstof omdat ze te snel groeien voor hun bloedvoorziening. Dit zuurstofgebrek of hypoxie is de belangrijkste oorzaak voor het falen van radiotherapie. Het doctoraatsonderzoek van Sven de Mey pakt dit probleem aan.”

Hiervoor focuste hij op twee essentiële processen van de energiestofwisseling. Deze processen werden beïnvloed doormiddel van 3 verschillende chemische stoffen (dichloroacetaat, metformine en fenformine), die al in de kliniek gebruikt zijn, onder andere voor de behandeling van diabetes. 

Sven De Mey: “Alles bij elkaar hebben we aangetoond dat er meerdere mogelijkheden bestaan om tumoren (met minder zuurstof) gevoeliger te maken voor radiotherapie. Het beïnvloeden van de stofwisseling van de cellen om antikankertherapie zoals radiotherapie te verhogen is een krachtige strategie. De gegevens van ons onderzoek verschaffen nieuw inzicht in de ontwikkeling van geneesmiddelen die de effecten van radiotherapie versterken en zullen de opzet van klinische studies in dit domein versterken”