Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Immunotherapie voor pediatrische en volwassen Glioblastoma patiënten: naar een op tumor-immuun interacties gedreven precisie geneeskunde met behulp van ruimtelijke radio-multiomics." "Steven De Vleeschouwer" "Onderzoeksgroep Experimentele Neurochirurgie en Neuroanatomie, Departement Menselijke Erfelijkheid, Translationeel Cel- en Weefselonderzoek, Pediatrische Oncologie, Laboratorium voor Celstress & Immuniteit" "Glioblastoom (GBM) is een kwaadaardige ziekte met hoge ziektelast en een sombere prognose. Het is niet alleen resistent tegen conventionele chemo-radiotherapie, maar ook tegen de eerste generatie immuuntherapieën. Dergelijke mislukkingen hebben een dringende behoefte aan het licht gebracht om de tumor-immuuninteracties bij GBM beter te begrijpen. Dit wordt nog verergerd doordat patiënten in alle epidemiologische leeftijdsgroepen immuunresistente GBM’s vertonen. Het hoofddoel van dit project is het creëren van een ‘immuunoom’ met hoge resolutie van GBM-patiënten. Dit GBM-immunoom zal voor het eerst zowel moleculaire als ruimtelijk opgeloste omics integreren met klinische beeld-omics om de complexe tumor-immuuninteracties in GBM volledig te onthullen. Dit zal de basis vormen voor het matchen van specifieke GBM-patiënten met de meest geschikte immunotherapie, en zal ook tot nu toe onbekende doelstellingen voor immunotherapie onthullen. Bovendien zal dit immunome helpen bij het creëren van een uniek door kunstmatige intelligentie aangedreven biomarkermodel dat door elk ziekenhuis ter wereld kan worden gebruikt. Ons GBM-immunoom zal dus een sociaal-economisch krachtig hulpmiddel zijn om patiënten vooraf te stratificeren door klinisch-immunologische kenmerken op betekenisvolle wijze te koppelen aan overlevings- en levenskwaliteitsparameters." "Identificatie van nanobodies tegen immunomodulerende checkpoint receptoren in glioblastoma tumorcellen" "Frederik De Smet" "Translationeel Cel- en Weefselonderzoek, Univerza v Ljubljani" "Context - Glioblastoom (GBM) is de meest agressieve intrinsieke hersentumor bij volwassenen. Ondanks maximale therapie bestaande uit chirurgie, radiotherapie en chemotherapie, blijft GBM grotendeels ongeneeslijk met een mediane totale overleving van minder dan 15 maanden. Preklinisch en vroeg klinisch onderzoek naar immunotherapie voor hersentumoren heeft een trackrecord van bijna 20 jaar en gaf aan dat een immuunreactie tegen de tumor in de hersenen kan worden opgewekt en dat verschillende soorten immunotherapie haalbaar en veilig zijn en kunnen leiden tot anekdotische gevallen van langdurig overlevende patiënten in een goede kwaliteit van leven. Desalniettemin is immunotherapie voor hersenkanker niet de arena van de standaard klinische praktijk betreden, in tegenstelling tot veel andere soorten kanker. Een van de belangrijkste redenen is dat vrijwel alle grote immunotherapie-onderzoeken voor glioblastoom de hersenspecifieke constitutie van het immuunsysteem hebben genegeerd en zich hebben gericht op dezelfde immuuncontrolepunten als voor perifere tumoren. De huidige expressiegegevens suggereren echter dat andere controlepuntregulatoren behalve PD-L1 overvloediger tot expressie worden gebracht door GBM-tumorcellen, waaronder leden van de B7-familie, en daarom ook moeten worden overwogen. Voor deze alternatieve doelen ontbreken echter nog grotendeels reagentia om hun functionele rol te bestuderen. Doel - In dit project willen we nanobodies genereren tegen de 4 meest overvloedig tot expressie gebrachte immunomodulerende checkpoint-receptoren in glioblastoma-tumorcellen. Dit zal gebeuren door het screenen en uitbreiden van een reeds bestaande bibliotheek van nanobodies die werd gegenereerd na de immunisatie met een van een patiënt afgeleide GBM-cellijn. Panning en selectie zullen worden gedaan met behulp van de extracellulaire domeinen gekoppeld aan Fc-fragmenten, de volgende binders zullen worden geselecteerd met behulp van van de patiënt afgeleide GBM-cellijnen met hoge en lage expressie en negatieve controles (ofwel andere tumorcellen of Crispr-geïnactiveerde cellen). Ten slotte zullen we met behulp van competitie-assays die nanobodies selecteren die de binding van het endogene ligand aan elke receptor kunnen voorkomen. Consortium - Terwijl de groep in Ljubljana de vereiste expertise heeft met betrekking tot de verrijking, isolatie en selectie van nieuwe nanobodies, herbergt de groep in Leuven een van de meest uitgebreide bibliotheken van patiënt-afgeleide modellen voor GBM in Europa (+100 modellen beschikbaar) - een combinatie die cruciaal is om het gepresenteerde project aan te pakken. Impact en translationeel potentieel - Dit project zal de basis vormen voor nieuwe reagentia die kunnen worden gebruikt om het belang van de verscheidenheid aan checkpoint-moleculen bij de modulatie van de immuunresponsen in de hersenen te beoordelen. Zodra nanobodies zijn geïdentificeerd, zullen ze in preklinische muismodellen worden beoordeeld op hun potentiële activiteiten." "Functionele precisie kankergeneeskunde: Next-generation behandeling voor glioblastoma De heterogeniteit van medicijn-respons in kaart brengen, gebruikmakend van single cell protein analyse" "Frederik De Smet" "Translationeel Cel- en Weefselonderzoek" "Glioblastoom (GBM) is de meest agressieve hersenkanker bij volwassenen. Ondanks intensieve behandeling is de mediane overleving nog maar 15 maanden. Redenen die verklaren dat er geen efficiënte therapieën zijn, zijn onder meer de hoge invasieve werking van de tumor, zijn complexe genetica en interpatiënt- en intra-tumorale heterogeniteit. Het begrijpen en mappen van de complexiteit van de verschillende tumorcelpopulaties en hoe elk van deze op therapie reageert, blijft een van de grootste uitdagingen die de ontwikkeling van geschikte therapieën voorkomen. Daarnaast kan de ontwikkeling van zogenaamde 'functionele diagnostische analyses' waarin de gevoeligheid van tumorcellen direct in functionele tests wordt gemeten, de implementatie van gepersonaliseerde behandelingen versnellen. In dit project zal ik functionele diagnostische analyses ontwikkelen met behulp van patient-afgeleide cellijnen (PDCL's) door bloot te stellen aan verschillende behandelingen. Aangezien PDCLs gewoonlijk bestaan uit verschillende tumorcel subpopulaties, zal ik richten op single-cell analyse om te bestuderen hoe elk van de verschillende tumorcelpopulaties op elke behandeling reageert door gebruik te maken van state-of-the-art technologieën. Hierdoor kan ik beter inzicht krijgen in (i) de verschillende drugsgevoeligheden van heterogene GBM tumorcelpopulaties, (ii) ziektemechanismen en (iii) vermeende biomarkers identificeren - die allemaal nuttig zijn bij de selectie van geschikte geneesmiddelcombinaties , het ontwerpen van companion diagnostische analyses, en het verstrekken van inclusiecriteria voor toekomstige klinische proeven." "Evaluatie van het potentieel van Multidrug Adjunctive Cancer Treatment (MDACT) in glioblastoma" "Robrecht Raedt" "Vakgroep Structuur en Herstel van de Mens, Vakgroep Hoofd en Huid" "Glioblastoom (GB) is de meest voorkomende en agressieve primaire hersentumor en kent een van de hoogste noden in de oncologie (2,5% van de sterfgevallen door kanker; mediane overleving: 14-16 maanden). Er is weinig vooruitgang qua therapie. Cellulaire resistentie kan niet bestreden worden m.b.v. behandelingen waarbij slechts één geneesmiddel gebruikt wordt. De tumor vanuit verschillende invalshoeken aanvallen door in te werken op verschillende groei-gerelateerde signaalroutes kan daarom veel doeltreffender zijn. Multidrug Adjunctive Cancer Treatment (MDACT) wordt voorgesteld als een nieuw behandelingsconcept. Hierbij worden continue lage doses temozolomide (TMZ) gecombineerd met 6 bestaande, niet-oncologische geneesmiddelen waarvan is aangetoond is dat ze de bloed-hersenbarrière kunnen penetreren en dat zij één of meer van de geïdentificeerde GB overleving routes kunnen remmen. “Repurposing” van geneesmiddelen heeft als voordeel om reeds bestaande stoffen te gebruiken met een gekend veiligheidsprofiel en tegelijkertijd moleculaire routes te ontrafelen die betrokken zijn bij de progressie van complexe ziekten, zoals GB. In dit project zullen we de effecten van MDACT evalueren in GB in combinatie met TMZ in vitro, ex vivo en in vivo. Naast het effenen van de weg voor toepassing in de kliniek, zal dit project de basis leggen voor het opstarten van een screening platform om toekomstige medicatie en therapeutische regimes voor behandeling van GB te evalueren." "Proof of concept: immuuntherapie bij glioblastoma multiforme." "Frederik De Smet" "Translationeel Cel- en Weefselonderzoek, Laboratorium Experimentele Oncologie, Stamcel- en Ontwikkelingsbiologie" "Het doel van mijn doctoraatsproject is om nieuwe behandelingsstrategieën te helpen ontwikkelen binnen het veld van de neuro-oncologie. De meeste centraal zenuwstelsel (CZS) tumoren, in het bijzonder glioblastomen, zijn agressieve tumoren met een zeer hoge recidiefkans. De huidige behandelopties zijn eerder beperkt. Aan de hand van tumor modellen en biomarkers dient een manier gevonden te worden om het immuunsysteem te boosten en zo een anti-tumoraal effect te creëren. Binnen het veld van de functional diagnostics zal er aan de hand van multiplex technologie en flow cytometrie getracht worden om ex vivo behandelingen translationeel om te zetten naar in vivo settings. Idealiter kan er via een ‘proof of concept’ worden overgegaan tot een fase 0 project, waarbij een nieuw geneesmiddel first in human kan getest worden. Er zal nauw samengewerkt worden met data scientists om de klinische bevindingen zo overzichtelijk mogelijk te presenteren. Het domein van de medische oncologie evolueert ontzettend snel en ik hoop met dit doctoraat enigszins te kunnen bijdragen aan de verdere ontwikkelingen. Het onderbouwen van een nieuwe denkpiste zou alvast mooi zijn, en wie weet is er een rechtstreekse impact in de klinische praktijk als kers op de taart." "Identificatie en ontwikkeling van nieuwe therapeutische opties voor de behandeling van glioblastoma bij primaire diagnose en na herval" "Dirk Daelemans" "Laboratorium Virologie en Chemotherapie (Rega Instituut), Translationeel Cel- en Weefselonderzoek" "Glioblastoom (GBM) is de meest agressieve kanker in de hersenen en heeft slechts enkele behandelingsmogelijkheden. Uiteindelijk komt de tumor in alle patiënten terug en bijgevolg is er een dringende nood aan doelgerichte therapieën die dan gebruikt kunnen worden. XPO1 is een nieuw doelwit in kanker en werd klinisch gevalideerd door de eerste XPO1 inhibitor selinexor (XPOVIO®), die goedgekeurd werd door de FDA (juli 2019) voor behandeling in vijfde lijn van multipel myeloom. XPO1 inhibitie is ook veelbelovend in GBM. In dit project zal ik onderzoeken of een nieuwe XPO1 inhibitor, JVH11, gebruikt kan worden in de behandeling van GBM. GBM wordt gekarakteriseerd door heterogeniteit in en tussen patiënten, waardoor combinatietherapie en therapie op maat nodig zijn voor succesvolle behandeling. Daarom zal ik via CRISPR-screening zoeken naar nieuwe doelwitten die behandeld kunnen worden in combinatie met JVH11, in cellen afkomstig van patiënten bij primaire diagnose en na herval. Bovendien is GBM door de heterogeniteit moeilijk te onderzoeken en moeten cellen individueel geanalyseerd worden. Hiervoor zal ik een nieuwe CRISPR-methode gebruiken die het mogelijk maakt om individuele cellen te onderzoeken in heterogene populaties.Dit project zal zorgen voor cruciale data om JVH11 te ontwikkelen als anti-GBM-medicijn en synergistische doelwitten aanleveren die zijn activiteit kunnen verhogen, zowel bij primaire diagnose als bij herval." "Stralingsgeïnduceerde proneurale-tot-mesenchymale transitie in glioblastoma: hoe werkt het en hoe kan het verhinderd worden?" "Frederik De Smet" "Translationeel Cel- en Weefselonderzoek" "Glioblastomas (GBM) zijn ernstige hersentumors, afgeleid van progenitorcellen of gliacellen. GBM zijn de meest voorkomende primaire hersentumors in volwassenen en worden behandeld door maximale chirurgische resectie, radio- en chemotherapie. De aanwezigheid van radio- en chemoresistente stamcellen in zulke tumors, maakt de behandeling louter levensverlengend met een mediane overleving van 15 maanden over een periode van vijf jaar. Het bestuderen van de moleculaire eigenschappen van individuele GBM zou belangrijke inzichten kunnen opleveren, wat kan leiden tot betere behandelingsstrategieën om zo de overleving van deze kankerpatiënten te bevorderen. GBM omvatten verschillende moleculaire subtypes van tumorcellen, die elk een bepaalde graad van radiosensitiviteit bezitten. Twee veelvoorkomende subtypes zijn de radiosensitieve proneurale cellen en de radioresistente mesenchymale cellen. De doeltreffendheid van de behandeling wordt belemmerd door deze heterogeniteit, daar mesenchymale cellen meer bestand zijn tegen radiotherapie dan proneurale cellen. Bovendien zorgt de plasticiteit van deze cellen ervoor dat proneurale cellen omgevormd kunnen worden tot mesenchymale cellen. Deze proneurale-tot-mesenchymale transitie (PMT) kan geïnduceerd worden door radio- en chemotherapie en vormt radiosensitieve cellen om tot radioresistente cellen wat geassocieerd wordt met het terugkeren van GBM. Dit project richt zich tot het onderzoeken van de moleculaire mechanismen van stralingsgeïnduceerde PMT en of deze mesenchymale differentiatie geblokkeerd kan worden in vivo en in vitro met als ultieme doel de tumor gevoeliger te maken voor verschillende behandelingen en nieuwe inzichten te geven voor de ontwikkeling van betere behandelingsstrategieën voor GBM." "Het deubiquitinating enzyme USP13 als een specifiek therapeutisch mikpunt in glioblastoma" "Gustavo J Gutierrez" Biologie "Glioblastoma is de meest voorkomende en agressiefste hersentumor bij mensen. Momenteel sterven de meeste patiënten in de maanden volgend op hun diagnose. Glioblastoma cellen zijn uiterst motiel en verspreiden zich snel in de hersenen, hoewel metastasen naar andere organen in het lichaam zeldzaam zijn. De eerste overwogen behandeling voor dit type kanker is chirurgische resectie van hersentumoren. Echter blijft deze procedure risicovol en preservatie van normaal omringend weefsel is bijna onmogelijk, wat het leven van de patiënt ernstig kan beïnvloeden. Daarenboven zijn effectieve chemotherapeutische agens voor deze kanker zeldzaam en niet-specifiek. Temozolomide wordt bijna systematisch gebruikt bij de behandeling van glioblastoma. Het aktiemechanisme is gebaseerd op de mogelijkheid om DNA te alkyleren/methyleren, het te beschadigen en de tumor, maar ook normale cellen, te doden. Daarenboven is temozolomide genotoxisch, teratogenisch en fetotoxisch. Mannen en vrouwen behandeld met temozolomide worden aangemoedigd om raad te vragen i.v.m. cryopreservatie van gameten of simpelweg voortplanting te vermijden. Hierdoor is het duidelijk dat nieuwe medicatie en behandelingen dringend nodig zijn om glioblastoma te behandelen. Moleculair begrip van de veranderde signaling pathways in deze schadelijke kanker is cruciaal om het ontwerp van meer specifieke agens te bevorderen tegen deze ziekte. Het ubiquitin ligase Skp2 ontstond als een belangrijk oncogeen betrokken in glioblastoma door de controle van de celproliferatie inhibitor p27. We identificeerden recentelijk een proteïne genaamd USP13 als een belangrijke positieve regulator van de aktie van Skp2 in cellen. In deze applicatie stellen we voor de rol en regulatie van de USP13-Skp2-p27 inhibitie te bestuderen als een nieuwe specieke en normaal weefsel bewarend agens voor glioblastoma." "Multi-omics analyse van single-cell drug responses in Glioblastoma" "Frederik De Smet" "Translationeel Cel- en Weefselonderzoek" "Glioblastoma (GBM) blijft de meest kwaadaardige hersentumor.Ondanks intensieve behandeling lijken de huidige benaderingenonvoldoende effectief om echte klinische voordelen te bieden. GBMvertoont complexe genetische afwijkingen die tot uitgebreide inter- enintratumorale heterogeniteit leiden. De aanwezigheid van‘exceptional responders’ in veel mislukte clinical trials suggereert datGBM waarschijnlijk bestaat uit tientallen kleine subgroepen dieallemaal een andere therapie vereisen. Omdat deze functioneleheterogeniteit grotendeels onontgonnen blijft, beoogt dit project omsingle-cell drug responsen bij GBM in kaart te brengen. Hiervoor,zullen we controle- en behandelde tumorstalen vergelijken metbehulp van een combinatie van transcriptionele en eiwit-gebaseerdesingle-cell technologieën. Zo zullen we niet alleen in staat zijn omresponsieve en resistente tumorcel (sub)populaties te definiëren, hetzal ons ook toelaten om potentiële biomarkers te selecteren. Deexperimentele condities en biomarkers zullen eerst wordengeoptimaliseerd adhv een heterogene biobank van patient-derivedGBM-cellijnen. Vervolgens zullen we muismodellen van GBMgebruiken om de ex vivo en in vivo responscapaciteiten op single-celniveau te correleren, en om deze kenmerken uiteindelijk teanalyseren in verse tumorstalen. Dit project zal zo het landschap aangevoeligheden voor therapie in GBM met ongeziene resolutie in kaartbrengen en een fundamentele stap vormen naar therapie op maat." "Karakterisatie en analyse van in vivo intracraniele modellen voor glioblastoma" "An Coosemans, Frederik De Smet" "Laboratorium voor Tumorimmunologie en Immunotherapie, Translationeel Cel- en Weefselonderzoek" "Glioblastoma (GBM) is de meest agressieve intrinsieke hersentumor in volwassenen. Ondanks maximale therapie, bestaande uit chirurgie, radiotherapie en chemotherapie, blijft GBM grotendeels onbehandelbaar met een gemiddelde algemene overleving van minder dan 15 maanden. GBM wordt meestal gekarakteriseerd door complexe chromosomale afwijkingen. In vergelijking met andere kankers is de mutationele last middelmatig, ze zijn gericht op verschillende pathways. De patho-biologie van GBM wordt nog ingewikkelder door een uitgebreide inter- en intratumorale heterogeniteit met een grote variatie van genomisch en transcriptioneel uiteenlopende fenotypes, waardoor het matchen van de juiste therapie aan de juiste patiëntenpopulatie moeilijk is. Pathologisch, GBM is gekarakteriseerd als een hoog infiltratieve tumor die significante heterogeniteit vertoond met betrekking tot de expressie van astrocytisch en neurale/kanker stam cel eigenschappen. Daarnaast wordt het beschouwd als een T cel ‘cold’ tumor, met lage nummers van tumor infiltrerende T cellen (TILs), die, als ze de tumor infiltreren, algemeen een terminaal uitgeput fenotype hebben. Aan de andere kant, GBM tumoren zijn verreikt met regulatorische T-cellen, terwijl het meest voorkomende immunogene cel type tot de myeloid lijn behoord met anti-inflammatoire polarisatie. De uitgebreide immunosuppressieve aard van GBM wordt beschouwd als multifactorieel met een groot aantal tumor en TME afgeleide factoren die de uitvoering van een effectieve immuun respons verhinderen.Om de therapeutische opties voor GBM te bestuderen, zijn muis modellen die de moleculaire en histologische karakteristieken van glioblastoma bevatten hoog nodig. Deze omvatten vaak patiënt afgeleide xenograften (PDX), deze zijn zeer bevorderlijk om intrinsieke tumor eigenschappen te bestuderen. Syngene muis modellen van GBM worden gebruikt om de interactie van de tumor en zijn micro-omgeving te bestuderen, alsook met cellen van het inflammatoir systeem. Terwijl de protocollen om PDX modellen te ontwikkelen goed zijn vastgelegd, de momenteel beschikbare syngene muis modellen recapituleren slechts een kleine subset van humane GBM.In dit project zal ik nieuwe syngene muis modellen van GBM ontwikkelen door het intracraniaal introduceren van een variatie van oncogene combinaties die typisch gevonden worden in GBM, deze modellen nauwkeurig karakteriseren (genetisch en histologisch) en deze modellen gebruiken om nieuwe immunotherapeutische behandelingen te testen in combinatie met de huidige standaard behandeling."