Onderzoek UMC Utrecht: Blaaskanker kweken uit urine

Blaaskanker staat wereldwijd in de top 10 van meest voorkomende vormen van kanker. Meer mannen dan vrouwen worden erdoor getroffen, maar het aantal vrouwen met de ziekte is de laatste jaren flink aan het toenemen. Een belangrijke risicofactor is roken. De ziekte wordt over het algemeen laat ontdekt en is daardoor moeilijk te behandelen.

“Meestal krijgen mensen met een spieringroeiende blaaskanker eerst chemotherapie en dan een operatie. Maar bij drie op de vier patiënten heeft chemotherapie geen optimaal effect. Daar komen we via trial and error achter”, vertelt Richard Meijer, oncologisch uroloog en associate professor bij het UMC Utrecht.

“Iedereen krijgt dus dezelfde behandeling en dan zien we achteraf of iemand er iets aan heeft gehad. Uiteraard geen ideale opzet want allemaal krijgen ze bijwerkingen en worden ze blootgesteld aan risico’s, terwijl alleen de minderheid er duidelijk voordeel van heeft.”

Vandaar dat Richard en zijn collega’s al tijden zoeken naar een ‘omgeving’ waarin ze het effect van behandelingen beter kunnen onderzoeken, zonder blaaskankerpatiënten bloot te stellen aan extra risico’s of ingrepen. Die omgeving hebben ze nu gevonden in urinoïden.

Mini-orgaantjes helpen

Urinoïden zijn afgeleid van organoïden. Dit zijn mini-organen of mini-tumoren gekweekt in een laboratorium. Van patiënten wordt weefsel van een orgaan of een tumor afgenomen en daaruit worden in het lab driedimensionale mini-dubbelgangers opgekweekt. Die hebben dezelfde genetische eigenschappen als het originele weefsel.

Organoïden werden in 2009 uitgevonden door Hans Clevers (destijds hoogleraar Moleculaire Genetica bij het UMC Utrecht) en zijn onderzoeksgroep aan het Hubrecht Instituut.

De ‘vader van de organoïde’ en zijn team kweekten toen uit de darmcellen van een muis een mini-darmkanaal. Dit eerste ‘orgaan-in-een schaaltje’ betekende een wereldwijde revolutie in gepersonaliseerde geneeskunde.

Organoïden helpen namelijk om een patiënt op maat te kunnen behandelen in plaats van iedereen dezelfde standaardbehandeling te geven.

Met behulp van deze driedimensionale kweekjes kunnen behandelingen worden ontwikkeld, verbeterd en uitgeprobeerd, maar ook helpen ze om (ingewikkelde) ziekten beter te begrijpen.

Blaastumor in een schaaltje

Richard en zijn team hebben in 2016 contact gezocht met het Hubrecht Instituut, in hun zoektocht om behandelingen voor blaaskanker beter te ‘personaliseren’. Samen met het onderzoeksinstituut hebben ze toen een blaaskankerproject opgestart.

“We hebben van meer dan 50 patiënten tumorweefsel afgenomen en een ‘levende biobank’ gebouwd. We hebben van het weefsel kleine kweekjes gemaakt en ze vergeleken met de originele tumor’, legt Richard uit.

De eigenschappen van deze blaaskankerorganoïden bleken heel goed overeen te komen met die van de originele tumoren. “We hebben ook gekeken of die kweekjes zouden kunnen worden gebruikt bij geneesmiddelenonderzoek, om bijvoorbeeld het effect van chemo te bekijken. En dat bleek inderdaad het geval.”

Blaaskanker verzameld

In 2020 heeft het UMC Utrecht, samen met IKNL en een aantal andere academische ziekenhuizen, het Prospective Bladder Cancer Infrastructure (ProBCI) opgezet. Hierin wordt biomateriaal, medische informatie en andere data van mensen met blaaskanker verzameld om wetenschappelijk onderzoek mee te doen.

Doel: de behandeling, prognose en kwaliteit van leven van (toekomstige) blaaskankerpatiënten verbeteren.

23 ziekenhuizen, de patiëntenvereniging ‘Leven met blaas- of nierkanker’ en de Dutch Uro-Oncology Studygroup (DUOS) werken nu samen binnen de ProBCI. De gegevens van meer dan 1300 patiënten zijn er inmiddels in opgenomen.

Urine in plaats van operatie nodig

Iets bleef echter knagen aan de onderzoekers: organoïden worden gekweekt met weefsel, dus er is altijd een operatie voor nodig om dat weefsel te pakken te krijgen. En dat is ingrijpend voor een patiënt, die al niet topfit is door de kanker en behandelingen.

Twee jaar geleden hebben Richard en zijn collega’s daarom bedacht om in plaats van weefsel urine te gebruiken. Het grote voordeel: er is geen operatie nodig, iemand hoeft alleen maar in een potje te plassen.

Richard: “Een van de kenmerken van blaaskanker is dat de tumorcellen in de urine worden uitgeplast. Ze zweven als het ware rond in de urine. Wereldwijd wordt dat al gebruikt om te kijken of er kanker aanwezig is maar gek genoeg had nog nooit iemand bedacht om hier tumorkweken uit te maken. Hier in Utrecht hebben we dat wel gedaan, en we zijn daarmee de eerste in de wereld.”

Geslaagd project

De onderzoekers hebben deze urinoïden inmiddels vergeleken met oorspronkelijke blaastumoren om te checken of de eigenschappen inderdaad gelijk zijn, zoals destijds bij de organoïden het geval was. Want alleen dan zijn urinoïden natuurlijk geschikt als onderzoeksomgeving.

“We hebben gekeken naar de genetische eigenschappen en naar de histologie (weefseleigenschappen) van de tumoren en de afgeleide kweekjes. En die bleken allebei goed overeen te komen”, vertelt Richard. Daarnaast lukte het ook om de gevoeligheid voor chemotherapie te testen met de urinoïden.”

Na dit eerste geslaagde onderzoeksproject zijn de onderzoekers nu gestart met een reeks vervolgprojecten met urinoïden. Zij doen dit binnen het Laboratorium voor Translationele Oncologie (LTO) van het UMC Utrecht. Daarbinnen werken kliniek (patiëntenzorg) en lab nauw samen: artsen, verpleegkundigen en onderzoekers slaan de handen ineen om de beste behandelingen voor patiënten met kanker sneller te vinden en toe te passen.

In het laboratorium, dat wordt geleid door Onno Kranenburg (hoogleraar Chirurgische en Translationele Tumorbiologie), is een speciale blaaskankeronderzoeksgroep opgericht. Hierbinnen werkt Richard onder meer samen met medisch oncoloog Britt Suelmann, onderzoeker Alba Zuidema en promovendus Bas Viergever.

Utrecht Cancer: uniting expertise and innovation

Op het Utrecht Science Park spannen diverse instellingen zich met passie in om kanker beter te begrijpen en te behandelen. Zij hebben zich verenigd binnen Utrecht Cancer.

De meer dan 1200 onderzoekers van het UMC Utrecht, de faculteiten Diergeneeskunde en Bètawetenschappen van de Universiteit Utrecht, het Hubrecht Instituut en het Prinses Máxima Centrum delen hun kennis, innovatie en ervaring om de behandeling, kwaliteit van leven en overlevingskansen van volwassenen, kinderen en dieren met kanker versneld te verbeteren. Ook stimuleert Utrecht Cancer samenwerking met andere (publieke of private) partijen.

Tussentijds in potje plassen

Aan blaaskankerpatiënten die in het UMC Utrecht worden behandeld met chemo- en/of immunotherapie wordt gevraagd of zij aan het onderzoek willen meedoen, en dan worden op verschillende momenten urinekweken gemaakt.

“We vragen patiënten om ook tussentijds in een potje te plassen om een nieuwe urinoïde te maken. Zo kunnen we checken of de tumor is veranderd door de behandeling die de patiënt heeft gekregen”, legt Richard uit.

“Door chemotherapie kan de tumor bijvoorbeeld andere kenmerken ontwikkelen waardoor hij ongevoelig of juist gevoeliger wordt voor bepaalde behandelingen. Dat zien we dan eerder, zodat we in de toekomst de behandeling sneller aan kunnen passen.”

Door die tussentijdse herhaalkweekjes te maken, willen de onderzoekers ook sneller gaan schakelen tussen diverse typen behandelingen. Richard: “Op welk moment geven we chemo, en wanneer starten we met immunotherapie? Geven we eerst chemo, of opereren we eerst? Is er nog voordeel te behalen na twee kuren chemo? De komende jaren willen we hier sterk verder op doorontwikkelen. Door patiënten op deze manier meer op maat en persoonlijker te behandelen kunnen we blaaskanker beter doorgronden, bijwerkingen verminderen en de resultaten van behandelingen sneller verbeteren.”