Metastasen worden gevormd door kankercellen die zich afsplitsen van de
oorspronkelijke tumor. Een onderzoeksgroep van de universiteit van Basel
heeft nu ontdekt dat zuurstofgebrek de trigger is voor dit proces. De
resultaten onthullen een belangrijke relatie tussen de zuurstoftoevoer
naar tumoren en de vorming van metastasen. Dit onderzoek zou de weg naar
nieuwe behandelstrategieën van kanker kunnen vrijmaken.
De kans op herstel vermindert aanzienlijk als een tumor uitzaait. Eerder
onderzoek heeft aangetoond dat metastasen worden gevormd door clusters
van kankercellen die zich afscheiden van de oorspronkelijke tumor en
door het bloed migreren naar nieuw weefsel. Er is tot nu toe echter
weinig bekend over waarom deze clusters van circulerende tumorcellen
(CTC’s) überhaupt de tumor verlaten.
Zuurstofgebrek leidt tot meer metastasen
Prof. Nicola Aceto’s onderzoeksgroep bij de afdeling Biomedicine van
de universiteit van Basel heeft nu aangetoond dat een tekort aan
zuurstof verantwoordelijk is voor de afscheiding van CTC clusters van
de tumor. Dit is een belangrijk uitgangspunt voor de ontwikkeling van
nieuwe kankerbehandelingen.
Een muismodel voor borstkanker vormde de basis van de experimenten: de
onderzoekers analyseerden de zuurstoftoevoer in deze tumoren die
vergelijkbaar waren met menselijk kankerweefsel, de onthechting van
CTC’s en hun moleculaire en celbiologische eigenschappen.
Het bleek dat verschillende delen van een tumor voorzien worden van
verschillende zuurstofniveaus: kankercellen met een gebrek aan zuurstof
werden overal gevonden waar de tumor in verhouding minder bloedvaten had
– zowel in de kern van de tumor als in duidelijk gedefinieerde perifere
delen. Daarna onderzocht het team de CTC clusters die zich hadden
losgemaakt van deze tumoren en zagen dat zij op dezelfde manier leden
aan zuurstofgebrek. Dit leidde tot de conclusie dat cellen de tumor
verlaten als ze niet genoeg zuurstof krijgen. “Het is alsof teveel
mensen in een kleine ruimte op elkaar gepakt zijn. Een paar zullen naar
buiten gaan voor wat frisse lucht,’ zegt Aceto.
Verder experimenteren toonde aan dat met name deze CTC clusters met een
gebrek aan zuurstof heel gevaarlijk zijn: vergeleken met clusters met
een normale zuurstofinhoud, vormden zij sneller metastasen en verkortten
de overlevingskans van de muizen. ‘Als een tumor niet genoeg zuurstof
heeft, zullen deze CTC clusters, die een bijzonder hoge potentie hebben
om metastasen te vormen, zich afsplitsen,’ zegt Aceto.
Stimulatie van de vorming van bloedvaten als behandelmethode
Dit inzicht leidde de onderzoekers naar het nader onderzoeken van het
effect van een zogenaamde pro-angiogene behandeling: ze stimuleerden de
vorming van bloedvaten, en boostten zo de toevoer van zuurstof naar de
tumorcellen. Zoals verwacht: het aantal afgescheiden CTC clusters
kelderde, de muizen vormden minder metastasen, en leefden langer – maar
tegelijkertijd groeide de oorspronkelijke tumor aanzienlijk.
‘Dit is een provocatief resultaat,’ zegt Aceto. ‘Als we de tumor
genoeg zuurstof geven, hebben de kankercellen geen reden om de tumor los
te laten en uit te zaaien. Aan de andere kant, dit versnelt de groei van
de oorspronkelijke tumor.’
De volgende uitdaging is om deze uitkomsten toe te passen in een
klinische omgeving, waar de tumoreigenschappen variëren van patient tot
patient: ‘Maar we stellen ons voor dat substanties die de
zuurstoftoevoer naar de tumor verbeteren de vorming van metastasen bij
borstkanker kan afremmen, alleen, of in combinatie met andere
middelen.’
Vertaling: Ellen Lam