Immunotherapie met subcutaan immunogeen autoloog tumor lysaat tegen glioblastomen

Tot op de dag van vandaag is de standaard behandeling voor kwaadaardige gliomen en meer specifiek glioblastoma, de meest agressieve hersentumor, onvoldoende om patiënten te genezen. Daarom wordt reeds vele jaren onderzoek gevoerd naar bijkomstige behandelingsmethoden die bovenop de huidige standaard behandeling, een verbetering kunnen geven in de overleving van patiënten. In dit opzicht werd binnen ons labo een immuuntherapie in de vorm van tumorvaccinatie onderzocht als mogelijke piste. Hierbij werd getracht het eigen immuunsysteem te stimuleren om de resterende tumorcellen na standaard behandeling te bestrijden. Initieel was het onderzoek gericht op het creëren van een dendritische cel (DC) vaccinatie waarbij patiënt-specifieke witte bloedcellen dienen opgekweekt te worden tot DCs, een proces dat plaats moet vinden in een laboratorium-omgeving, onder zeer strikte en gecontroleerde omstandigheden. Dit leidt tot een zeer kostelijk vaccin waarvan de kwaliteit bovendien ook varieert afhankelijk van de toestand van de patiënt zijn/haar bloedcellen. In deel één van het huidig onderzoek werd in een proefdiermodel nagegaan of het mogelijk zou zijn om lichaamseigen dendritische cellen, de cellen die een immuunreactie kunnen dirigeren, te gebruiken om het immuunsysteem te activeren tegen de tumor en zo de kostelijke celcultuur over te slaan. Hierbij werd bestudeerd of het onderhuids injecteren van zeer kleine stukjes van de eigen tumor, een lysaat, door de lichaamseigen DCs kan gebruikt worden om een anti-tumor respons te induceren. Het tumorlysaat bevat onder andere de tumor antigenen, een soort unieke vingerafdruk van tumorcellen die kan gebruikt worden om een deel van het immuunsysteem specifiek tegen deze tumorcellen te richten. In een tweede deel van het project werd het tumorlysaat voor injectie nog gebonden aan nanodeeltjes, bolletjes 200 miljoen keer kleiner dan een voetbal. Een mogelijk voordeel van het nanovaccin dat daarbij wordt gecreëerd, is dat DCs de voorkeurcellen zijn om deeltjes binnen de nanometer grootorde op te nemen. Hierbij is het theoretisch mogelijk om na onderhuidse injectie op passieve wijze het tumorlysaat te sturen naar een opname door de plaatselijke DCs. De werking van beide concepten, onderhuids inspuiten van eigen tumorlysaat en het nanovaccin, werd aangetoond in twee verschillende muismodellen van maligne glioma.

Om te beginnen werd in muis celculturen aangetoond dat DCs de antigenen kunnen opnemen, verwerken en presenteren aan immuuncellen, waarna bij het testen van de lysaat injecties in de maligne glioma muismodellen een verbeterde overleving voor de behandelde dieren werd geobserveerd. Vervolgens werd het nanovaccin ontwikkeld door tumorlysaat stabiel te binden aan de oppervlakte van nanodeeltjes. Na een optimalisatie waarbij grootte, antigen koppeling aan de deeltjes, opname en verwerking door DCs in celcultuur en op beperkte wijze toxiciteit werden bestudeerd, werd het meest ideale nanovaccin geselecteerd om in de muismodellen te testen. Onderhuidse nanovaccin injectie leidde tot een vergelijkbaar overlevingsvoordeel in de glioma muismodellen als waargenomen bij lysaat vaccinatie. Bovendien werd in beide experimentele behandelingsmethoden de immuunrespons bestudeerd. Hierbij werd een stijging van het aantal T immuuncellen en een vermindering van het aantal immuunsysteem onderdrukkende cellen in de hersenen geobserveerd, en dit in combinatie met het ontwikkelen van een tumor-specifiek immunologisch geheugen. Tenslotte werd een combinatie-behandeling met temozolomide chemotherapie uitgewerkt die in staat was om een verbeterde overleving te bieden voor muizen die reeds een hersentumor hadden.

In deze thesis onderzochten we of de mogelijkheid bestaat om een goedkoper alternatief voor DC-vaccinatie in de behandeling van kwaadaardige gliomen uit te werken. Hiervoor werd eigen tumorlysaat onderhuids ingespoten, wat leidde tot de opbouw van een immuunrespons die de tumorgroei kon onderdrukken. Bovendien werd met het onderzoek binnen het nanovaccin project een mogelijke basis gelegd voor het gebruik van nanodeeltjes beladen met stukjes tumor in de behandeling van glioblastoma in de verre toekomst. Een mogelijk voordeel is dat op deze manier meer gestandaardiseerde vaccinaties kunnen geproduceerd worden op een goedkopere manier en in grotere hoeveelheden.