Update onderzoek Ewing sarcomen

Update september 2015, update februari 2017 en eindrapportage

Nieuwe behandelingsmogelijkheid voor Ewing sarcomen: AXL remming gecombineerd met chemotherapie

Dr. Emmy Fleuren, Dr. Yvonne Versleijen-Jonkers, Prof. Dr. Winette van der Graaf, Afd. Medische Oncologie, Radboudumc Nijmegen

Ewing sarcomen behoren tot de groep van meest voorkomende bottumoren bij kinderen en jong volwassenen. Deze tumoren zijn per definitie zeer agressief en vaak al uitgezaaid bij diagnose. De huidige behandeling voor een Ewing sarcoom bestaat uit een combinatie van chirurgie (vaak amputatie), hoge doseringen chemotherapie en radiotherapie. Hoewel de introductie van chemotherapie de overleving van deze patiënten al aanzienlijk heeft verbeterd (~60%), reageert de overige 40% niet, en voor deze patiënten zijn er geen andere therapieën beschikbaar. Daarom is er een grote behoefte aan nieuwe behandelingen voor deze tumoren. Een mogelijk nieuw aangrijpingspunt voor de behandeling van Ewing sarcomen is AXL.

AXL is een receptor die zich op de tumorcel bevindt en een belangrijke rol speelt in verschillende cellulaire processen. Meerdere studies hebben reeds aangetoond dat AXL een belangrijke rol speelt bij het ontstaan van en het uitzaaien van diverse typen tumoren. Ook in een aantal sarcomen speelt deze receptor een belangrijke rol, en wij hebben recentelijk aangetoond dat als AXL in hoge mate aanwezig is in de tumor dit correleert met een slechte overleving van de patiënt. Bovendien hebben we gevonden dat een specifieke AXL remmer de groei remt van gekweekte Ewing sarcoom cellen. Verder hebben we aangetoond dat de AXL remmer in bepaalde cellen de gevoeligheid voor chemotherapie vergroot en dus de combinatie van de AXL remmer met chemotherapie een interessante behandelingsoptie zou zijn. Met dit project willen we een stapje verder gaan en de combinatie van de AXL remmer met chemotherapie onderzoeken in de Ewing sarcoom modellen die we ter beschikking hebben.

Update september 2015

Zoals boven beschreven hebben we in het laboratorium een nieuwe mogelijke behandelingsoptie gevonden voor Ewing sarcoom patiënten, namelijk het remmen van AXL in combinatie met chemotherapie. Echter, we kunnen deze behandeling nog niet direct in patiënten uittesten. De stap van het behandelen van zelf gekweekte tumorcellen in een kweekfles in het lab naar de volledige behandeling van een patiënt is nog te groot. Daarom moeten we deze therapie eerst uittesten in een volledig lichaamsmodel (="in vivo"). Hiervoor maken we gebruik van een muismodel, waarbij we bij de muis een stukje menselijke Ewing tumor onder de huid hebben geïmplanteerd. Door deze in vivo modellen te behandelen met onze nieuwe combinatietherapie krijgen we een beter beeld over het effect van de behandeling in een heel lichaam met een tumor. Zo'n in vivo experiment is doorgaans de laatste stap die we uit moeten voeren alvorens we de behandeling kunnen testen in een eerste studie met patiënten. 

Vinden optimale dosering AXL remmer

In dit project wilden we Ewing tumoren in vivo behandelen met een combinatie van de AXL remmer samen met chemotherapie. Echter, omdat wij de AXL remmer nog nooit in vivo hadden uitgetest moesten we deze remmer eerst afzonderlijk testen met verschillende doseringen, om zo uit te vinden welke dosis we moeten gebruiken. Het is namelijk belangrijk om een dosering te vinden die hoog genoeg is om effectief de tumor aan te vallen, maar wel laag genoeg is om eventuele bijwerkingen te voorkomen.

Na het testen van verschillende doseringen van de AXL remmer, bleek onze laagst geteste dosering al effectief te zijn. Aangezien van deze dosering tevens bekend is dat het bij de mens geen bijwerkingen geeft, hebben we gekozen om deze laagste dosering te gebruiken in de vervolgexperimenten. 

Combinatie AXL remmer met chemotherapie

Vervolgens hebben we deze laagste dosering gebruikt voor ons combinatie experiment, waarbij we Ewing tumoren gedurende 28 dagen behandeld hebben met de combinatie van de AXL remmer en chemotherapie. Om goed te onderzoeken of deze combinatie daadwerkelijk beter is dan het geven van elk van de middelen afzonderlijk, hebben we ook nog groepen Ewing tumoren behandeld met ófwel alleen de AXL remmer, óf alleen chemotherapie. Tevens hebben we een controlegroep meegenomen die geen behandeling kreeg. Met deze opzet kunnen we onderzoeken of de combinatie inderdaad beter is dan behandeling met slechts 1 van de medicijnen of geen behandeling.

Alle therapie experimenten zijn inmiddels uitgevoerd, en we hebben gedurende alle behandelingen de tumorgroei nauwlettend in de gaten gehouden. Echter, omdat tumorgroei niet altijd duidelijk aangeeft of een behandeling effectief is (soms kan een tumor van de buitenkant lijken te groeien, terwijl deze van binnen al wel dood is en door vochtophoping toch groter wordt), moeten we de tumoren ook van binnen bekijken. Daarom hebben we aan het eind van het experiment alle tumoren verzameld. We zijn nu druk bezig in het laboratorium met het nader onderzoeken van de tumoren met een microscoop. Hierbij kijken we onder andere of er nog levende tumorcellen in zitten en of er nog bloedvaten aanwezig waren om te tumor van voedingsstoffen te voorzien.

 

Update Februari 2017 - eindrapportage

De combinatie therapie-experimenten zijn inmiddels allemaal volledig uitgevoerd en de data zijn geanalyseerd.

Zoals aangegeven in de eerdere update, bleek de AXL remmer BGB324 op zichzelf (dus nog zonder het toevoegen van chemotherapie) al effectief in het remmen van de tumorgroei van twee verschillende Ewing sarcoom in vivo modellen (ES7 en ES4), zoals aangegeven in onderstaand figuur. Het onregelmatige groeipatroon van deze tumoren resulteerde wel in een grote standaarddeviatie (= groeivariatie binnen een bepaalde groep; aangegeven in grijze balken).


Figuur 1. Effect van AXL-remming op de groei van twee in vivo Ewing sarcoom modellen.

De muizen met Ewing tumoren zijn gedurende 4 weken behandeld met verschillende doseringen BGB324, waarbij de laagste dosering (25 mg/kg; groene lijn) in beide Ewing sarcoom modellen de tumorgroei remde. Linkerpaneel = ES7 Ewing sarcoommodel; rechterpaneel = ES4 Ewing sarcoom model.

Hoewel we dus met enkel AXL-remming al een vertraagde tumorgroei zagen, was er nog geen genezing opgetreden. Mede hierdoor, en omdat in de kliniek in patiënten nieuwe therapieën doorgaans ook gecombineerd worden met chemotherapie, hebben we de AXL-remmer gecombineerd met het chemotherapeuticum vincristine. We hebben de effecten hiervan geanalyseerd in 1 Ewing sarcoommodel (ES4), waarbij we ook met PET-scans op een niet-invasieve manier in de tumoren hebben kunnen kijken tijdens behandeling om te zien of de therapie aanslaat.

De groeicurves, zoals hieronder weergegeven, laten zien dat het toevoegen van vincristine aan dit medicijn BGB324 geen toegevoegde waarde lijkt te hebben voor het remmen van de tumorgroei. Het is hierbij wel op te merken dat de tumoren in dit experiment erg wisselend groeiden, zowel in de controle- als de behandelgroepen, waardoor op basis van deze groeicurves niet met volledige zekerheid gezegd kan worden of er wel of geen verschillen tussen de groepen zaten. Dit is wederom weer herkenbaar aan de hand van de grote standaarddeviaties. 

Echter, ook na het aflezen van de niet-invasieve PET scans voor, tijdens en na therapie, en na het nauwkeurig onderzoeken van de tumormicro-omgeving aan het eind van het experiment, waarbij we gekeken hebben naar o.a. het aantal levende cellen in de tumoren, de hoeveelheid bloedvaten en het aantal dode cellen, zagen we nog steeds geen duidelijk verschil tussen de groepen. De resultaten van de tumorgroei is hieronder weergegeven.


Figuur 2. Effect van de combinatie van AXL-remming (BGB324) met chemotherapie (vincristine) in een in vivo Ewing sarcoom model
De muizen met Ewing tumoren zijn gedurende 4 weken behandeld met ofwel BGB324, ofwel vincristine, of beide middelen in combinatie. Een onbehandelde controlegroep was ook geïncludeerd ter vergelijking. Er zijn geen duidelijke verschillen zichtbaar tussen de verschillende behandelgroepen en de controles.

Wij concluderen daarom dat uit dit experiment naar voren komt dat de toevoeging van vincristine aan de AXL-remmer BGB324 waarschijnlijk ook in de kliniek geen toegevoegde waarde zal hebben voor Ewing sarcoom patiënten.

HDKT




Facebook

Twitter

NOG
X €10,-