Verslag project Bulls Eye 2018-2023

 

Achtergrond zoals verwoord in de aanvraag 2017/2018 ‘Kennis van de individuele tumor leidt tot betere therapie’ (Bullseye): DNA-diagnostiek van tumoren ( dit is kijken in de kern naar eigenschappen van de kankercel) in combinatie met immunoprofilering van tumoren (dit is kijken naar afweercellen die rondom kankercellen aanwezig zijn) (binnen twee weken) moet leiden tot betere behandelresultaten met bestaande en nieuwe middelen.

Een aantal recente publicaties, (mede) verricht in het Radboudumc (van Herpen/ Verheul/Mehra (allen mede-auteurs)), ondersteunt onze Bullseye aanvraag uit 2018-2019, dat DNA-diagnostiek leidt tot een optimaal behandelplan met bestaande en nieuwe middelen.

 

• Priestley P, Baber J, Lolkema MP, Steeghs N, Bruijn E De, Shale C, et al. Pan-cancer whole-genome analyses of metastatic solid tumours. Nature [Internet]. 2019
• Velden DL van der, Hoes LR, Wijngaart H van der, Henegouwen JM van B, Werkhoven E van, Roepman P, et al. Drug Rediscovery Protocol - Expanded use of existing anticancer drugs. Nature [Internet]. 2019
• van Dessel LF, van Riet J, Smits M, Zhu Y, Hamberg P, van der Heijden MS, et al. The genomic landscape of metastatic castration-resistant prostate cancers reveals multiple distinct genotypes with potential clinical impact. Nat Commun [Internet]. 2019 Dec 20;10(1):5251.

 

In de achtergrond van onze aanvraag hebben we geschetst dat veelal een behandeling aan patiënten met kanker wordt gegeven, op basis van een groep patiënten (bijvoorbeeld prostaatkanker), en niet altijd gericht op de eigenschappen van de kanker zelf. Niet elke kanker is hetzelfde op moleculair (= DNA) niveau. Op DNA-niveau blijkt er zelfs overlap te zijn tussen verschillende tumortypes, dus bijvoorbeeld dat sommige eigenschappen van borstkanker bij prostaatkanker aanwezig zijn. Specifieke DNA-afwijkingen kunnen een goed aangrijpingspunt zijn voor een doelgerichte behandeling. Dit zijn zogenoemde targeted therapie en immunotherapie.

 

Er zijn voor verschillende patiënten met kanker, relevante DNA-afwijkingen te vinden, waarbij het vinden van deze specifieke mutaties kan leiden tot een extra behandeling in studieverband (=onderzoeksverband). DNA-diagnostiek kan dus leiden tot een meer persoonsgerichte behandeling. In de hierboven beschreven studie van Priestley blijkt na DNA-diagnostiek in >2000 tumoren van Nederlandse patiënten, dat in liefst 2 van de 3 patiënten er tenminste één geschikte target beschikbaar voor persoonsgerichte therapie. In de studie van van der Velden (‘Drug Rediscovery Protocol’/DRUP-studie) blijkt dat na matching van specifieke DNA-afwijkingen met geschikte doelgerichte therapie (alle soorten targeted therapie en immunotherapie), maar liefst 1 uit 3 patiënten ten minste 6 maanden profijt hadden van deze persoonsgerichte behandeling. Voor immunotherapie bleek de kans op een goede uitkomst het grootst; maar liefst 2 uit 3 uitbehandelde patiënten, met een specifieke DNA-profiel, hadden hier ten minste 6 maanden profijt van. Dit waren uitbehandelde patiënten, waarbij de kans op succes bij voorbaat klein was.

 

Een groot nadeel van bovengenoemde studies, is dat de DNA test moet worden uitgevoerd op een tumorbiopsie (van een uitzaaiing, bijvoorbeeld in de botten, lever of lymfeklieren). Dit is pijnlijk, tijdrovend, kostbaar en niet altijd mogelijk. Ongeveer 1 uit 3 van de biopten is niet succesvol. Niet bij alle patiënten wordt DNA-onderzoek verricht, vanwege het niet kunnen uitvoeren van deze ingreep (niet benaderbaar voor biopsie), of bijvoorbeeld omdat de patiënt deze ingreep weigert. Een deel van de patiënten loopt dus een optimale c.q. extra behandeling mis.

 

Derhalve hebben we ons binnen het project Bullseye ons gericht om het invasieve biopt te proberen te vervangen door een tumor DNA-analyse uit het bloed (zogenaamde ‘liquid biopsy’). Onze aanvraag heeft als doel om deze specifieke DNA-afwijkingen, zoals onderzocht in de DRUP-studie, te detecteren met een simpele bloedtest in plaats van een tumorbiopsie (nu nog de norm). Dit project moet leiden tot directe implementatie van deze DNA test, indien we kunnen laten zien dat de bloedtest een goede nauwkeurigheid heeft (hoge sensitiviteit en specificiteit).

 

In het Bullseye project hebben we in meer detail deze bloedtest beschreven. Na een bloedafname zal dit zogenaamde circulerend (in het bloed) tumor DNA (ctDNA) geïsoleerd worden vanuit het bloed. Het ctDNA zijn kleine tumor DNA fragmenten afkomstig vanuit de kanker, dat in het bloed te detecteren is. Dit ctDNA bevat in principe alle eigenschappen van de tumor, het zogenaamde DNA-profiel van de kanker. We zullen allereerst onderzoeken welke specifieke afwijkingen we met grote nauwkeurigheid in bloed als weefsel kunnen terugvinden, met onze specifieke bloedtest. Sommige DNA-afwijkingen niet kunnen worden teruggevonden, hier willen we ook onderzoek naar doen.

 

Ook andere studies bevestigen dat een bloedtest (ctDNA) in principe gebruikt kan worden, om voor patiënten een individueel behandelplan op te stellen, zoals succesvol aangetoond in de DRUP-studie. Wel is het van belang dat de workflow (buizen/afname/isolatie) en bio-informatische analyse (dus het uitwerken van de resultaten) optimaal ingeregeld is.

 

We hebben besloten ons aanvankelijk te richten op het melanoom, prostaat- en blaaskanker, speekselklierkanker, ovariumkanker en weke delen sarcomen. Per tumortype proberen we in het ctDNA dezelfde afwijkingen terug te vinden die we eerder in het weefsel hebben gezien.

 

Vraagstellingen

1. Melanoom (huidkanker): Voor het gemetastaseerd melanoom wordt altijd een DNA test gedaan, dat van belang is voor het verdere beleid. Dit is de BRAF V600E mutatie. Indien aanwezig is de kans op respons 70-80% voor zogenaamde BRAF/MEK-remmers. De test vindt nu nog plaats op weefsel, maar het is ons doel om deze test beschikbaar te krijgen als ctDNA test (bloedtest). Hiervoor zullen we in patiënten met een BRAF V600E mutatie bloedtesten en zo te testen wat de concordantie is.
2. Prostaat/blaas: Voor een groot deel van patiënten met DNA-onderzoek op een tumorbiopsie is er gepaard bloed beschikbaar. Hieruit zal het ctDNA worden geïsoleerd, en is het de bedoeling dat we proberen meerdere DNA mutaties op te pikken die van belang zijn voor behandeling. Hiermee kunnen we in de toekomst bij uitgezaaide prostaatkanker patiënten, vaak met uitzaaiingen in moeilijk te bereiken organen (botten), een invasief tumorbiopsie besparen.
3. Prostaat/Speekselkliertumoren: Voor deze tumortypes speelt een specifieke DNA-mutatie/afwijking in de testosteron hormoon receptor (androgeen receptor) een belangrijk drijvende rol achter tumorgroei. Deze mutatie kan geremd worden door specifieke medicijnen. Deze DNA-afwijking kan ook in de loop van de tijd verdwijnen; het is dus van belang op meerdere momenten deze receptor mutatie te kunnen meten, zodat we weten of het nog zinvol is om deze behandeling in te zetten, of dat we moeten wisselen naar een andere behandeling. We zullen heel nauwkeurig deze DNA-afwijking vanuit de bloedtest kunnen bestuderen.
4. Sarcomen: voor deze tumortypes zorgen complexe DNA-veranderingen (fusies/translocaties) voor tumorgroei. Het is niet duidelijk of deze specifieke afwijkingen kunnen worden teruggevonden in het ctDNA, maar hier zullen we onderzoek naar verrichten.
5. Tumortype overstijgend:
   1. Mutaties in genen betrokken bij het herstel van DNA. Deze DNA-reparatie mutaties komen in verschillende tumortypes voor, zoals borstkanker, prostaatkanker, baarmoeder- en eierstokkanker en vele anderen. Deze mutaties zijn bijvoorbeeld in het bekende BRCA1/2 genen. De aanwezigheid van deze mutaties is belangrijk, gezien de goede behandelopties die beschikbaar komen. We zullen met een specifieke bloedtest ontwikkelen op ctDNA die deze BRCA1/2 afwijkingen kunnen detecteren.
   2. Andere DNA-reparatie mutaties betreffen de zogenaamde MMR genen (o.a. MSH2/MSH6/CDK12). We willen met de ctDNA bloedtest al deze patiënten kunnen selecteren omdat de kans dat deze patiënten het goed doen op immunotherapie groot is.

 

Voortgangsrapportage, dd februari-2020

 

Er is toestemming verkregen na medisch ethische toetsing, voor de opslag van bloed- en weefsel voor het uitvoeren DNA-analyse op het ctDNA in patiënten met urologische tumoren (blaas en prostaat), speekselklier en melanoom. Binnen deze vier tumortypes zal met name de focus van het onderzoek in de eerst jaren plaatsvinden.

 

• In het kader van biobanking worden er ongeveer 100 patiënten per jaar gebiobanked voor onderzoek (o.a. Bullseye) ; in totaal zullen 300 patienten hieraan deelnemen.
• Er is een klinische database gebouwd en wordt beheerd door de Bullseye onderzoekers van de medische oncologie en deze data wordt gekoppeld aan onderzoeksresultaten.

 

 

Ad 1. Melanoom.

Studie deels uitgevoerd

Uitslag: BRAF V600E mutatie in weefsel kan ook worden teruggevonden in het bloed (ctDNA). De betrouwbaarheid (sensitiveit) van deze test is 97% (n=57 patiënten). Een ander belangrijk voordeel is dat de uitslag van deze test binnen 24 uur na bloedafname aanwezig is i.p.v. 5-7 werkdagen.

Implementatie: Op basis van deze bevindingen is de test van in het eerste jaar van de Bullseye naar kliniek gebracht.  Dit kan van waarde zijn bij patiënten zonder weefsel biopt, of bij patiënten die niet een week kunnen wachten op de weefseltest. Dit leidt tot dagen eerder kunnen starten met een optimale behandeling bij patiënten.

 

Ad 2. Prostaat/blaas.

Studie in uitvoering

Er is weefsel en bloed verzameld van ongeveer 200 patiënten binnen het Radboudumc, die ook binnen de CPCT/DRUP-studies zijn behandeld. Deze patiënten hebben uitgebreid DNA onderzoek op weefsel gehad. Deze DNA-mutaties zullen ook worden getest op het ctDNA in het bloed met een specifiek panel. De eerste uitslagen hiervan volgen eind 2020.

• Uitgebreide (>20 testen) ctDNA-test opzetten en valideren

 

Ad 3. Prostaat/speekselklier

Studie in uitvoering

Eerste test is ontwikkeld om DNA-afwijkingen aan te tonen (in de hormoonreceptor) in ctDNA van patiënten met prostaat en speekselklierkanker. Twee andere testen zijn nog in ontwikkeling. Patiëntmateriaal grotendeels verzameld, ruim 250-300 patiënten. Klinische gegevens zijn verzameld in database. De eerste resultaten volgen in medio 2020.

• Simpele (1 test) ctDNA-test opzetten en valideren (concordantie studie)

 

Ad 4. Sarcomen

Studie in uitvoering

Patiënten materiaal wordt verzameld. Klinische gegevens verzameld in database. Eerste resultaten zullen volgen in 2021.

 

Ad 5. Tumortype overstijgend

Studie in uitvoering

Patiëntmateriaal is verzameld. Klinische gegevens zijn verzameld in database. Bio-informatische analyse loopt en resultaten worden verwacht begin 2020. Medio 2020 zullen we werken aan publicatie.

• ctDNA-test opzetten en valideren voor het diagnosticeren van zogenaamde DNA reparatie genen (BRCA1 en BRCA2 mutaties; MMR mutaties; CDK12 mutaties). Dit zijn tumor-agnostische testen, dat will zeggen testen die voor elke kanker belangrijk zijn.

 

Inmiddels zijn twee PhD studenten ongeveer 1 jaar bezig

Sofie Tolmeijer, is medisch bioloog en betrokken bij de uitvoer van deze tumor DNA-analyse op het ctDNA in het bloed. Sofie zal haar onderzoek met name richten op het opzetten van deze verschillende ctDNA testen. Voor meer expertise, zal Sofie begin 2021 een 3 maanden in het prestigieuze Vancouver Prostate Cancer Center verblijven bij Alexander Wyatt, de expert op het gebied van ctDNA analyse, om zeer belangrijke ervaring op doen om in het Radboudumc te implementeren.

 

Samhita Pamidimarri Naga, is bioinformaticus en betrokken bij de complexe analyse van deze bloed tumor DNA-analyse. Ze zal nauw samenwerken met Sofie, om zo betrouwbare resultaten te geven van de ctDNA test.