Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "TUMOR PROGRESSIE VAN CUTANE SPINOCELLULAIRE CARCINOMEN: RESPONS AAN CHEMOTHERAPEUTICA EN REGULATIE VAN HET EPITHELIAAL-MESENCHYMAAL TRANSITIE PROCES" "Maria Garmyn" "Laboratorium Dermatologie, Translationeel Cel- en Weefselonderzoek, Laboratorium voor Celdoodonderzoek & Therapie (VIB-KU Leuven)" "Hoewel de meeste cutane spinocellulaire carcinomen (cSCCs) curatief kunnen behandeld worden, ontwikkelt een kleine groep van patiënten een vergevorderd stadium van de ziekte, met een hoog risico op metastase. De inductie van invasie en metastase omwille van epitheliale-mesenchymale transitie (EMT), alsook het falen van volledige eliminatie van de (metastatische) kankercellen omwille van therapieresistentie, spelen een belangrijke rol in de lethale afloop van geavanceerde cutane SCCs. Deze 2 kenmerken van tumor progressie werden bestudeerd in dit proefschrift.In heteerste deel van dit proefschrift tonen we in een isogenetisch huidkanker progressiemodel aan dat de geavanceerde cSCCs, welke hun gevoeligheid aan het genotoxisch chemotherapeuticum cisplatin verloren zijn, gevoeligblijven aan waterstofperoxide blootstelling of fotodynamische therapie.  Beide stressoren induceren voornamelijk oxidatieve stress, wat aangeeft dat de gevoeligheid van celdood in dit model van progressieve cSCC afhankelijk is van de aard van de stress. Deze verschillende respons op oxidatieve of genotoxische stress kan implicaties hebben in de behandeling van vergevorderde cSCCs.In het tweede deel van dit proefschriftonderzochten we epitheliale-mesenchymale transitie, een proces gekenmerkt door een verlies van intercellulaire adhesie en een verhoogd migratie- en invasievermogen, wat belangrijk is voor tumor invasie en verspreiding. Gebruik makend van zowel vorig vermeld isogenetisch cellulair model van cSCC progressie alsook een in vivo model van stalen van cSCCs en aangrenzende normale huid gerangschikt in een tissue microarray, vonden we een significante opregulatie van het EMT proces in primaire invasieve cSCCs vergeleken met normale huid en/of SCC in situ, parallel verlopend met de AKT activatie. Farmacologische inhibitie van AKT activatie in het isogenetisch in vitro tumor progressiemodel onderdrukt de migratie en invasie.Onze resultaten verschaffen evidentie voor het gebruik van een meer oxidatief stress inducerend chemotherapeuticum, en identificeren AKT als een mogelijke therapeutisch target om de verspreiding van cSCC cellen tegen te gaan." "Katakterisering van de schade door chemotherapeutica aan de humane overiële follikel reserve" "Verbeterde karaktertherapie heeft geleid tot een significant verhoogde overleving van jonge vrouwelijke patiënten die hun ziekte overwinnen. Het doel van dit prject is om het niveau en het mechanisme te bepalen van de impact van chemotherapie op de ovariële reserve aan primordiale follikels. We zullen menselijk ovarieel weefsel transplanteren in immunodeficiënte muizen om de individuele toxiciteit van chemoherapeutica te bestuderen." "De effecten van klinisch toepasbare chemotherapeutica op de immunogeniciteit van melanoom celdood." "Patrizia Agostinis" "Laboratorium voor Celdoodonderzoek & Therapie (VIB-KU Leuven), Laboratorium voor Lipidenmetabolisme en Kanker" "Tijdens de ontwikkeling van kanker worden kankercellen afgeweerd door het immuunsysteem. Alleen varianten die in staat zijn de menselijke afweerreacties te omzeilen geven aanleiding tot een agressieve tumor. Het wordt dan ook meer en meer  aangenomen dat een efficiënte antikankertherapie de immuun-onderdrukkende effecten van kankercellen moet kunnen tegenwerken en een antikanker immuunreactie moet kunenn opwekken om op een efficiënte manier de kankerlesies te verwijden en herval te voorkomen. In deze context gaat er recent veel aandacht uit naar een specifieke vorm van therapie-geïnduceerde apoptotische celdood, ‘immunogene celdood (ICD)’ genoemd. Hierbij wordt gevaar-signalisatie geactiveerd en worden „damage-associated molecular patterns” (DAMPs) vrijgezet.Tijdens mijn doctoraat heb ik het ICD-inducerende potentieel onderzocht (zowel in vitro als in vivo,) van twee klinisch relevante melanoom-behandelingen: melphalan (Mel) en vemurafenib.Vemurafenib is een inhibitor van BRAFV600E, een frequent gemuteerd kinase in de MAPK signalisatie. Deze doelgerichte therapie wekt een significante, maar kortdurende, klinische respons op in patiënten met metastatisch melanoom. In het eerste deel van mijn thesis heb ik aangetoond dat de melanoomcellijnen die een BRAFV600E mutatie dragen, reageerden op vemurafenib met de inductie van caspase-afhankelijke celdood en de activatie van gevaar-signalisatie. Het gevaar-signaal resulteerde in de vrijzetting van twee DAMPs, ecto-CRT en ecto-HSP90, maar faalde om ATP vrij te zetten. Dergelijke effecten werden niet gezien in twee isogene vemurafenib-resistente cellijnen. In een poging om de gevaar-signalisatie in vemurafenib-resistente cellen toch op te wekken, heb ik aangetoond dat inhibitie van het MAPK signaal met een inhibitor van MEK, het kinase dat stroomafwaarts van BRAF geactiveerd wordt, celdood en gevaar-signalisatie herstelde. De DAMPs geïnduceerd door de inhibitie van het MAPK signaal waren functioneel, aangezien enkel de melanoomcellen met celdood-geïnduceerde gevaar-signalisatie gefagocyteerd werden en DAMP-gerelateerde DC maturatie induceerden. Recent onderzoek door het team van Dr. Guido Kroemer en door onze eigen onderzoeksgroep heeft aangetoond dat ICD-geïnduceerde gevaar-signalisatie gemoduleerd wordt door autofagie, een belangrijk adaptatiemechanisme dat gestimuleerd wordt tijdens de progressive van melanoma. Aansluitend, heb ik gevonden dat vemurafenib-resistente cellen zowel een hogere basale als geneesmiddel-geïnduceerde autofagie vertoonden. Het onderdrukken van autofagie kon celdood en gevaar-signalisatie in vemurafenib-resistente cellen versterken na blokkade van MEK. Nochtans was autofagie-inhibitie op zich onvoldoende om de vemurafenib-resistente cellen opnieuw gevoelig te maken voor deze behandeling.Het andere onderzochte anti-melanoom therapeuticum Melphalan (Mel), is een plaatselijk toegediend geneesmiddel. Het wordt gegeven via geïsoleerde-lidmaat perfusie (Mel-ILP) aan patiënten met melanomen gelokaliseerd op lichaamsuiteinden. In biopsies van humane melanomen heb ik aangetoond dat Mel-ILP resulteerde in een ontstekingsbevorderende micro-omgeving, gekarakteriseerd door een toename van IL1B, IL8 en IL6. Deze toename was geassocieerd met een snelle (1 uur) vrijgave van IL6 en IL1β, gedetecteerd in het (locale) serum van de patiënten. Daarnaast werd in in vitro experimenten aangetoond dat Mel een milde gevaar-signalisatie induceert die resulteerde in een caspase-afhankelijke, ER-stress gerelateerde HSP90 blootstelling. De gelimiteerde capaciteit van Mel om een prompte en moleculair diverse set van DAMPs te induceren werd toegeschreven aan de lichte, Ca2+ afhankelijke ER-stress inductie na Mel. In parallel vertoonden Mel-behandelde humane melanoomcellen inductie van semi-mature DCs en een gematigde T cel activatie. Bovendien toonde in vivo profylactische immunisatie in muizen aan dat Mel-behandelde kankercellen in staat waren om een CD8+ T cel-afhankelijke beschermende anti-kankerreactie te stimuleren. Dit gebeurde echter in mindere mate dan door een goedgekende ICD ‘inducer’. Wel kon het milde Mel-geïnduceerde “anti-kanker vaccinatie effect” sterk gepotentieerd worden via combinatoriële behandeling met exogeen recombinant CRT.In conclusie tonen beide studies aan dat de klinisch toegepaste melanoom therapieën, Mel en vemurafenib, gevaar-signalisatie induceren die verder kan gestimuleerd worden via bepaalde combinaties van behandelingen. Hoogst waarschijnlijk wordt de beperkte capaciteit van deze therapieën om gevaar-signalisatie te induceren veroorzaakt door een matige inductie van ER stress en de stimulatie van autofagie. De resultaten van mijn doctoraatswerk tonen dan ook aan dat de efficiëntie van vemurafenib en Mel verbeterd kan worden door de combinatie met klinisch gebruikte autofagie inhibitoren of met Thapsigargine-gerelateerde derivaten, bvb. G-202 of door het toevoegen van rCRT. Ook zouden andere immuun-stimulerende therapieën, zoals IDO-inhibitoren of kanker vaccins, in overweging genomen kunnen worden om de milde immunogene eigenschappen van de onderzochte anti-melanoma therapieën te versterken." "Mechanistische studie van virus entry en replicatie. Een fundamentele benadering voor de ontwikkeling van nieuwe en specifieke antivirale chemotherapeutica." "Jan Balzarini" "Laboratorium Virologie en Chemotherapie (Rega Instituut)" "RECONNECT – preklinische studies om de gevolgen van blootstelling aan chemotherapeutica te verhelpen" "Rudi D'Hooge" "Laboratorium voor Biologische Psychologie" "Vooruitgang in de therapeutische mogelijkheden heeft de overlevingskansen van kankerpatiënten aanzienlijk verbeterd. Het groeiende aantal overlevenden lijdt echter nog steeds onder de gevolgen van de behandeling. Chemotherapie-gerelateerde hersenaandoening (CRBD) beïnvloedt hersen- en gedragsfuncties. Er bestaat geen gerichte, bewezen manier om dit te verhelpen. Daarom zullen we een klinisch valide CRBD-model waarbij muizen worden blootgesteld aan een klinisch relevant mengsel van chemotherapeutische middelen. De gevolgen hiervan worden onderzocht met behulp van een uitgebreide gedragsbatterij, hersenconnectiviteitsmetingen met functionele MRI en microcopisch hersenonderzoek. We zullen het model ook gebruiken om proof-of-concept farmacologische en niet-farmacologische interventies testen die gebaseerd zijn op de hypoconnectiviteitshypothese van CRBD." "Synthese van peloruside-analogen als potentiële chemotherapeutica" "Johan Van der Eycken" "Vakgroep Organische en Macromoleculaire Chemie" "Peloruside A en B zijn 16-ledige macrolactonen, geïsoleerd in minieme hoeveelheden als secundair metabolieten van de zeespons Mycale hentscheli. Van beide is aangetoond dat ze cytotoxisch zijn het lage nanomolaire bereik via een sterke microtubule stabiliserende interactie, vergelijkbaar met die van paclitaxel. Vanwege de lage natuurlijke abundantie en de lange, complexe totale syntheses; peloruside is niet geschikt voor grootschalige farmaceutische toepassingen. Pelofen B, de fenyl analoog van peloruside B, is ontwikkeld en met succes gesynthetiseerd door onze onderzoeksgroep. Deze vereenvoudigde analoog werd geëvalueerd op zijn biologische activiteit en bleek zijn te behouden cytotoxiciteit. Omdat dit analoog gemakkelijker kan worden gesynthetiseerd, is het als lead gekozen samenstelling voor de ontdekking van de structuur-activiteitsrelatie van Peloruside / Pelofen evenals de ontwikkeling van sterkere analogen. Onlangs heeft een nieuwe en verbeterde synthetische route, op basis van een laat-stadium ringsluitende metathese, in de richting van Pelofen B werd met succes ontwikkeld. Deze onderzoeksaanvraag stelt de synthese voor van een gevarieerde reeks van analogen gebaseerd op de bovengenoemde synthetische route, via diversificatie in een laat stadium en / of met behulp van gedifferentieerd bouwen blokken, die zullen worden geëvalueerd op hun biologische activiteit. De gesynthetiseerde analogen zullen dienen voor aanzienlijke bijdragen leveren aan de farmacoforen en SAR van peloruside en Pelofen B, als en mogelijk nieuwe, verbeterde chemotherapeutische middelen te worden." "Optimalisatie van aVB3 bindende Nanobodies voor kankertherapie, kankerdetectie en aflevering van chemotherapeutica" "Claude Libert" "Vakgroep Biomedische Moleculaire Biologie" "Tumornecrosefactor (TNF) '' uitstekende anti-tumor vermogens. Helaas zijn systemisch gebruik gaat gepaard met ernstige bijwerkingen als gevolg van de sterke pro-inflammatoire aard van TNF. Om deze toxiciteit te omzeilen. de antitumorale effecten van TNF kunnen worden nagebootst in een niet-toxisch wijze. Er wordt aangenomen dat de anti-tumor effecten worden gemedieerd mede door het inactiveren van de integrine aV133. Dit integrine is een nuttig doel voor meerdere redenen: het is specifiek uitgedrukt op een reeks van interessante celtypen, bijv. tumor neovasculatuur en bepaalde tumortypen (melanomen, borstkanker en gliomen) waar het betrokken is bij angiogenese. tumorprogressie en metastase. Meerdere avb3 targeting moleculen in ontwikkeling zijn of in klinische studies voor zowel de behandeling van kanker of imaging doeleinden. Deze moleculen zijn van groot belang om de effectiviteit van anti-angiogene behandelingen te bepalen. Bovendien, vanwege hun specifieke expressie pattem ze bruikbaar zijn voor specifieke afgifte behandeling met verlaagde chemotherapeutisch geïnduceerde bijwerkingen zijn. Om deze redenen hebben we besloten om het genereren van aVl33-targeting Nanobodies. We gekenmerkt zes verschillende Nanobodies gericht avb3, sommige met een hoge affiniteit en het blokkeren van de capaciteit. Voorlopige experimenten vertonen interessante antitumorale eigenschappen, alleen of in combinatie met een niet-toxische dosis TNF / IFNV. In dit project willen we onze kanker studies uit te breiden met deze Nanobodies en onderzoeken van mogelijke toepassingen zoals tumor beeldvorming en gerichte behandeling van tumoren van therapeutica." "Hogedruk intraperitoneale aerosolisatie van chemotherapeutica, nanopartikels en hydrogelen voor de behandeling van peritoneale carcinomatose: effect op tumorpenetratie, biodistributie en antikanker activiteit." "Katrien Remaut, Wim Ceelen" "Vakgroep Geneesmiddelenleer, Vakgroep Structuur en Herstel van de Mens" "Jaarlijks ontwikkelen ongeveer 150000 mensen peritoneale carcinomatose (pc) in Europa alleen. PC is gekenmerkt door de verspreiding van talrijke kleine tumormodules in de peritoneale holte. Na de eerste keer operatie, waarbij zoveel mogelijk tumorgroeitjes worden verwijderd, ontvangen de patiënten de intraperitoneale injectie van chemotherapeutica zoals cisplatine. De prognose van deze patiënten is echter arm, met een mediane overleving van 8 tot 12 maanden. Problemen zijn de beperkte retentie van de chemotherapeutica in de peritoneale holte en de slechte tumorpenetratie. Momenteel is de verneveling van een aerosol van chemotherapeutica in de peritoneale holte onder hoge druk is geëvalueerd om de tumorpenetratie te verbeteren en om een U+200BU+200Boptimale verspreiding over het geheel te verzekeren peritoneale oppervlak. Het is echter niet duidelijk in welke mate verneveling de voorkeur heeft boven injectie van een oplossing en al dan niet geavanceerde farmaceutische formuleringen zoals nanodeeltjes en afgiftesystemen met gereguleerde afgifte kunnen de hoge druk tijdens verneveling weerstaan. Wij zullen een ex vivo model ontwikkelen om de verneveling van chemotherapeutica, nanodeeltjes en hydrogels te testen geïsoleerd peritoneale weefsel. Ook zal het effect van elektrostatische verneveling worden beoordeeld op geladen deeltjes zoals niet-virale genafgiftecomplexen. Verder zullen we tumor vergelijken penetratie en biodistributie in een ratmodel van peritoneale carcinomatose om systematisch te bestuderen het effect van verneveling versus injectie in vivo." "Evaluatie van chemotherapeutica beladen microbubbles voor de ultrasone behandeling van pancreas kanker." "Stefaan De Smedt" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Geneesmidddel beladen microbubbles werden recent ontworpen om geneesmiddelen gericht te kunnen afleveren onder invloed van ultrasound. In dit project willen we chemotherapeutica beladen microbubbles aanmaken en nagaan of ze in staat zijn om de werking van chemotherapeutica bij pancreas kanker te verhogen. Onze hypothese is dat microbubbel implosies mogelijks de tumor stroma verstoren en zo de opname van chemotherapeutica in de tumor verhogen wat chemoresistentie mogelijks kan reduceren." "Evaluatie van het potentieel van nanomaterialen voor IP-toediening van chemotherapeutica en nucleïnezuren / nanogeneeskunde: een integratieve aanpak, NANOMED" "Stefaan De Smedt" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Aan de hand van een stapsgewijze benadering, willen we injectie en verneveling van chemotherapeutica en nanodeeltjes te vergelijken, door gebruik te maken van een intern ontwikkeld model om PIPAC in ratten te testen onder klinisch relevante omstandigheden. In de eerste 3 jaar van het project, hebben we ons gericht op de ontwikkeling van de nanodeeltjesformulering van cisplatine en het effect van verneveling op de stabiliteit van nucleïnezuurhoudende nanodeeltjes. In het laatste jaar van het project zullen we ons richten op de antitumor van geïnjecteerde of vernevelde cisplatine-nanopartikels en op het effect van grootte en vorm op de biodistributie van nanodeeltjes geïnjecteerd of verneveld in de peritoneale holte."