Nobelprijs 2019: kankercellen in zuurstofnood

De Nobelprijs voor Geneeskunde heeft sinds de eerste uitreiking in 1901 een indrukwekkend lijstje met medische wereldverbeteraars als winnaars opgeleverd. In de beginjaren kwam de prijs vaak terecht bij onderzoekers die zich richtten op ziekten die (mede dankzij hen) nu goed te behandelen zijn. Voorbeelden daarvan zijn difterie, tuberculose, en vlektyfus. Hopelijk komt kanker óók in dat rijtje terecht. De Nobelprijzen die de laatste jaren naar kankeronderzoekers zijn gegaan, stemmen wat dat betreft optimistisch. 

Ook dit jaar is het raak: professoren William Kaelin, Peter Ratcliffe en Gregg Semenza vallen op 10 december in de prijzen voor hun onderzoek naar de reactie van cellen op de beschikbaarheid van zuurstof in hun omgeving. KWF financiert al jarenlang diverse onderzoeken op dit gebied. Onderzoek dat in eerste instantie vooral draaide om ‘begrip opdoen in het laboratorium’, maar in het laatste decennium ook daadwerkelijk een toepassing bij patiënten lijkt te vinden. 

Minder zuurstof, minder effectieve behandeling

Dr. Kasper Rouschop werkt als onderzoeker op de afdeling Radiotherapie van de Universiteit Maastricht. Hij leidt een aantal van deze onderzoeksprojecten. “Gedeelde factor in deze onderzoeken is hypoxie bij tumoren. Dat betekent dat als kankercellen weinig zuurstof ontvangen, ze anders op behandelingen reageren dan 'normale' kankercellen. Dat zuurstofgebrek ontstaat door het snel delen van kankercellen. Tumoren krijgen voedingsstoffen, waaronder zuurstof, via bloedvaten. Maar de vorming van nieuwe bloedvaten in de tumor gaat dan eigenlijk te langzaam om de snelle tumor groei bij te houden. Ook zijn de bloedvaten in tumoren vaak van slechte kwaliteit. Als zo’n bloedvat bijvoorbeeld scheurt, krijgt het complete gebied achter die scheur geen zuurstof meer.”

En dat heeft om drie redenen gevolgen voor de behandeling van kanker, legt Rouschop uit: “Bloedvaten zijn niet alleen nodig om voedingsstoffen bij de tumor te brengen, maar ook chemo op de goede plek te krijgen. Dat bereikt die zuurstofarme gebieden niet goed. Bij bestraling werkt het anders: bestraling brengt schade toe aan kankercellen, zodat die afsterven. Maar we zien dat wanneer er niet voldoende zuurstof is, de toegebrachte schade anders is. En dat de cellen die schade vervolgens makkelijker herstellen, waardoor ze de bestraling overleven. Als je kankercellen met een zuurstoftekort effectief wil bestralen, heb je een drie keer zo hoge dosis nodig! Dat zou teveel bijwerkingen voor de patiënt veroorzaken. En dan heb je als derde probleem óók nog eens dat kankercellen als reactie op zuurstoftekort zijn geneigd om de plek te verlaten: ze gaan dus uitzaaien.”

Beter behandelen met bestaand malariamedicijn

Kortom, hypoxie in tumoren vormt een groot obstakel in de behandeling van kanker. Maar Rouschop denkt te weten hoe je dit kunt aanpakken. “Wij onderzoeken hoe cellen omgaan met zuurstofgebrek. Iets dat we in ons laboratorium al lang geleden hebben ontdekt, is dat tumorcellen zichzelf als het ware opeten. Autofagie heet dat: auto betekent zelf, fagie betekent opeten. Dat doet die cel omdat hij te weinig voedingsstoffen krijgt. Dus gaat-ie recyclen, in de hoop het lang genoeg vol te houden tot het zuurstoftekort is opgelost.”

Het mooie aan deze kennis, is dat het de weg naar een behandeling opent. “Een oud malariamiddel dat autofagie remt, chloroquine heet het”, weet Rouschop. “We zijn nu in een eerste patiëntenstudie aan het onderzoeken of het middel veilig is voor patiënten met glioblastoom, een agressieve hersentumor. Het is belangrijk om te weten wat een goede dosis is en wat bijwerkingen zijn. Bij goede resultaten kunnen we in een grotere vervolgstudie bekijken of chemotherapie en bestraling effectiever worden wanneer je eerst de hypoxische gebieden in een tumor wegvangt met dit malariamiddel.”

Erkenning

Rouschop is blij dat de Nobelprijs binnen zijn vakgebied wordt uitgereikt: “De winnaars hebben met hun werk de fundering gelegd voor veel onderzoekslijnen. Niet alleen binnen kankeronderzoek, maar ook als het gaat om hart- of herseninfarcten. Ik denk dat iedereen die aan tumoren werkt beseft dat hypoxie een beperkende factor kan zijn in de behandeling. Dat daar met deze Nobelprijs erkenning voor komt, is stiekem ook een mooie waardering voor het werk dat wij hier in Maastricht doen!”