Baanbrekende ontwikkelingen op het gebied van 3D-bioprinten, organoïden en organ-on-a-chip-systemen zorgen voor een nieuwe kijk op hoe onderzoekers kanker bestuderen, opsporen en uiteindelijk voorkomen. Wetenschappers van het Knight Cancer Institute van de Oregon Health & Science University (OHSU) en partnerinstellingen hebben een nieuw overzicht gepubliceerd waarin wordt benadrukt hoe deze nieuwe benaderingen (NAM's) een revolutie teweegbrengen in kankeronderzoek door vroegere detectie en meer gepersonaliseerde behandelingen mogelijk te maken.
NAM's combineren voor de mens relevante technologieën zoals organoïden, in het laboratorium gekweekte weefsels, organen-op-een-chip en computationele modellen. Deze systemen repliceren belangrijke biologische processen en bieden een ongekend inzicht in hoe kanker ontstaat en zich ontwikkelt, zonder dat daarvoor dierproeven nodig zijn. “Vroegtijdige detectie is een van de belangrijkste factoren om kanker te overleven”, aldus prof. Luiz Bertassoni, Ph.D., directeur van het Knight Cancer Precision Biofabrication Hub. “Deze technologieën stellen ons in staat om te observeren hoe kanker ontstaat en zich ontwikkelt, wat de weg vrijmaakt voor een vroegere diagnose en zelfs het voorspellen van het ontstaan van de ziekte.”
Van 3D-geprinte bloedvaten tot levende tumormodellen
Bijna tien jaar geleden verwierf het team van Bertassoni internationale erkenning voor de ontwikkeling van een 3D-bioprinttechniek voor het creëren van bloedvaten, een mijlpaal die door Discover Magazine werd gerangschikt onder de belangrijkste wetenschappelijke doorbraken van dat jaar. Tegenwoordig past zijn groep die expertise toe om realistische tumoromgevingen te bio-engineeren, met behulp van chipgebaseerde modellen die nauwkeurig nabootsen hoe kanker zich ontwikkelt in botten en andere weefsels.
Met deze in-vitrosystemen kunnen onderzoekers de vroege stadia van tumorvorming nabootsen en testen hoe genetische, cellulaire en omgevingsfactoren de voortgang van de ziekte beïnvloeden. Ze ondersteunen ook de ontdekking van nieuwe biomarkers. Dit zijn vroege biologische waarschuwingssignalen die kunnen helpen bij het opsporen van kanker voordat er symptomen optreden. “Dit is een heel spannende tijd in het kankeronderzoek”, aldus Bertassoni. “We brengen biologie, techniek en klinische behandeling samen op manieren die een paar jaar geleden nog ondenkbaar waren.”
De vroegste stadia van kanker nabootsen
Een van de grootste uitdagingen in de oncologie is het begrijpen van wat er gebeurt tijdens de eerste momenten van het ontstaan van kanker. Tumormonsters zijn zelden beschikbaar voordat de ziekte symptomatisch wordt, waardoor er een kritieke kenniskloof ontstaat. Dankzij geavanceerde weefseltechnologie en NAM's kunnen wetenschappers deze vroege cellulaire veranderingen nu in het laboratorium simuleren.
Hoofdauteur van het artikel, gepubliceerd in Nature Reviews Bioengineering, Haylie Helms, M.S., biomedisch ingenieur en fellow van de International Alliance for Cancer Early Detection, gebruikt 3D-bioprinten van afzonderlijke cellen om de vroegste stadia van tumorontwikkeling te bestuderen. Door realistische weefselomgevingen te printen en levende kankercellen van patiënten te introduceren, kan haar team observeren hoe en waarom sommige precancereuze laesies stabiel blijven, terwijl andere agressieve tumoren worden.
“In het laboratorium kunnen we letterlijk zien hoe gezond weefsel overgaat in kanker”, legt Helms uit. “Daardoor kunnen we de omslagpunten voor interventie identificeren.”
Kankerinterceptie
Het werk van het OHSU-team sluit aan bij het groeiende gebied van kankerinterceptie, het idee om kanker te stoppen voordat deze zich volledig ontwikkelt. Door 3D-bioprinten, organoïde technologie en AI-gestuurde modellering te combineren, bieden deze nieuwe methoden een platform voor het testen van geneesmiddelen, het voorspellen van risico's en het afstemmen van behandelingen op individuele patiënten.
Uiteindelijk betekent deze convergentie van biofabricage, datawetenschap en precisie-oncologie een paradigmaverschuiving in de kankerzorg: van de behandeling van ziekte in een laat stadium naar vroegtijdige interventie en het behoud van de gezondheid. “Ons doel”, aldus Helms, “is om kanker zo vroeg mogelijk te begrijpen en te behandelen, voordat het de kans krijgt om zich te ontwikkelen.”
Databeschikbaarheid
Een andere ontwikkeling voor de verbetering van kankeronderzoek is het verbeteren van de beschikbaarheid van data. Vorig jaar versterkten Health-RI en Stichting Integraal Kankercentrum Nederland (IKNL) hun samenwerking op dit gebied. Doel van die samenwerking is het opzetten van een robuuste data-infrastuctuur die afgestemd wordt op de Nederlandse Kankeragenda, waardoor de onderzoeksactiviteiten beter worden gecoördineerd en effectiever worden.
Door samen te werken met organisaties zoals KWF, ziekenhuizen, Palga en DICA, wordt het oncologie dataknooppunt van Nederland verder versterkt. Het initiatief sluit bovendien ook aan bij de European Health Data Space (EHDS) en de Europese plannen voor oncologie dataknooppunten (HDAB's) in iedere lidstaat.
