Bio-informaticus en universitair docent Harmen van de Werken over kanker, het immuunsysteem en onderzoek naar PTO/CUP

Wat als je kanker hebt, maar niemand precies kan zeggen waar die is ontstaan? Voor een kleine groep patiënten is dat de realiteit. De primaire tumor blijft onbekend. Deze vorm van kanker staat bekend als CUP (Cancer of Unknown Primary), of in het Nederlands: PTO (Primaire Tumor Onbekend).

Voor Harmen van de Werken is juist dat spanningsveld, tussen wat we weten en wat nog onbekend is, de kern van zijn werk. Als bio-informaticus werkt hij met grote hoeveelheden biologische en klinische data om patronen te ontdekken in kankercellen en de interactie met het immuunsysteem. Zijn onderzoek richt zich op het in kaart brengen en beter begrijpen van de oorzaken en mechanismen van ziekten zoals kanker, zodat deze inzichten op den duur vertaald kunnen worden naar individuele en zeer effectieve behandelingen van kankerpatiënten.

Juist bij complexe en zeldzame kankers zoals PTO/CUP, waar standaardroutes ontbreken en veel onbekend is, is deze aanpak belangrijk. Harmen: “Het ultieme doel is dat CUP in de toekomst niet meer bestaat; dat het onbekende bekend is, in de breedste zin van het woord”.

 

Van data naar betekenis

Harmen werkt op het snijvlak van geneeskunde en data-analyse. Zijn werk draait om het analyseren en interpreteren van enorme hoeveelheden informatie.

“In een laboratorium meten we bijvoorbeeld de activiteit van zo’n 20.000 genen tegelijkertijd,” legt hij uit. “En als je naar DNA kijkt, heb je het over miljarden bouwstenen. Dat kun je deze data alleen begrijpen met geavanceerde computeranalyses.”

De data komen uit verschillende bronnen. Enerzijds uit laboratoriumonderzoek, anderzijds uit grote internationale databases zoals The Cancer Genome Atlas en de Hartwig Medical Foundation, waar uitgebreide DNA-gegevens van kankerpatiënten worden verzameld.

Het doel? Patronen ontdekken. Begrijpen waarom bepaalde kankers ontstaan en waarom ze zich gedragen zoals ze doen.

 

Kanker als ‘asociale cel’

“Je kunt een kankercel zien als een asociale cel,” zegt Harmen. “Normale cellen houden rekening met hun omgeving; ze weten wanneer ze moeten groeien en wanneer ze moeten stoppen. Kankercellen doen dat niet, die gaan hun eigen gang.”

Dat ongecontroleerde gedrag kan ontstaan door veranderingen (mutaties) in het DNA. Die veranderingen zorgen ervoor dat cellen blijven delen en zich onttrekken aan de normale regels van het lichaam.

 

De rol van het immuunsysteem

Ons immuunsysteem speelt een belangrijke rol in het herkennen en opruimen van afwijkende cellen.

“Het immuunsysteem kan kankercellen herkennen, net zoals het cellen herkent waarin virussen zijn geïnfiltreerd,” legt Harmen uit. “Als er iets verandert aan een eiwit, kan dat een signaal zijn dat er iets mis is.”

Maar kankercellen zijn slim. Ze kunnen zich als het ware verstoppen of het immuunsysteem afremmen. Daar spelen moderne behandelingen, zoals immunotherapie, op in.

“Met immunotherapie kan je als het ware de rem van het immuunsysteem afhalen, het versterken of juist specifieker maken,” zegt hij. “Daardoor kunnen afweercellen de kankercellen beter herkennen en aanvallen.”

Deze behandelingen hebben de afgelopen jaren grote vooruitgang gebracht, onder andere bij melanoom en longkanker.

 

Onderzoek naar het onbekende

Bij PTO/CUP ontbreekt een cruciaal stukje informatie: de plek waar de kanker is ontstaan.

“Normaal gesproken is de locatie van de primaire tumor leidend voor de behandeling,” zegt Harmen. “Als die onbekend is, wordt het anders aangepakt.”

“Je kunt niet zeggen: dit is een darmtumor of een longtumor, dus we volgen dit protocol. Je moet kijken naar wat je wél weet.”

Een deel van Harmens werk richt zich op het beter begrijpen van PTO/CUP. De centrale vraag: waarom blijft de primaire tumor onbekend?

“Is het omdat we het nog niet goed genoeg kunnen meten? Of is het een biologisch probleem; begrijpen wij CUP nog niet zo goed? Waarschijnlijk is het allebei.”

Om zoveel mogelijk informatie te verzamelen over de kankercellen worden verschillende onderzoeksmethoden gecombineerd:

● DNA-analyse: welke DNA-mutaties zijn in de tumor aanwezig? En hoe beïnvloeden deze het immuunsysteem?

● Genactiviteit: welke genen staan aan of juist uit in een tumor?

● Immuunprofielen: welke immuuncellen zijn aanwezig in en rond de tumor zelf en hoe actief zijn deze cellen?

● Vergelijkingen met bekende tumoren: welke overeenkomsten en verschillen zijn er te ontdekken met cellen waarvan de oorspronkelijke locatie van de tumor wel bekend is?

 

Een nieuwe kijk met spatial technologie

Een belangrijke ontwikkeling in dit onderzoek is een techniek die spatial transcriptomics wordt genoemd.

“Bij huidig onderzoek haal je de tumor uit het lichaam en bekijk je het; maar dan is de structuur weg van het weefsel eromheen,” zegt Harmen. “Dan weet je wel dàt er immuuncellen zitten, maar je weet niet waar.”

Met deze nieuwe techniek blijft de structuur van het weefsel intact. Je kunt dus zien waar cellen zich bevinden en tegelijkertijd de activiteit van alle menselijke genen in de cellen meten.

“Dat geeft een veel completer beeld van hoe kankercellen en immuuncellen met elkaar omgaan.”

Deze kennis kan helpen om beter te begrijpen hoe tumoren ontsnappen aan het immuunsysteem en hoe je dat kunt doorbreken.

 

De kracht van samenwerking

De drijfveer achter Harmens werk op de langere termijn is duidelijk: betere, effectievere behandelingen voor de individuele patiënt.

“We willen patiënten beter kunnen indelen,” zegt Harmen. “Zodat we kunnen voorspellen welke behandeling het grootste kans van slagen heeft.”

Twee zaken spelen hierbij een belangrijke rol:

– AI helpt bij het voorspellen van diagnoses. Dit gebeurt door het analyseren van medische dossiers, het herkennen van tumoren op scans en het selecteren van relevante DNA-mutaties uit enorme datasets.

– Samenwerking en het bundelen van krachten. “Je hebt grote aantallen patiënten nodig om veel en hoogwaardige data te genereren. Tevens moet je verschillende expertises bij elkaar brengen,” zegt Harmen. “Dat kan alleen als er vanuit verschillende ziekenhuizen en universiteiten goed wordt samengewerkt.”

Initiatieven zoals het jaarlijkse PTO Symposium helpen om kennis te delen en netwerken tussen ziekenhuizen en onderzoekers te versterken.

 

Van inzichten naar betere zorg

Het onbekende zal nooit helemaal verdwijnen, maar met de inzet van data en technologie ontstaat er steeds meer inzicht in wat nu nog ongrijpbaar lijkt.

Voor patiënten met PTO/CUP betekent dat betere kansen op een effectieve behandeling. Voor zorgverleners betekent het meer duidelijkheid in complexe situaties. En voor Harmen draait het precies om dat: data vertalen naar betekenis en inzichten naar betere zorg.