Lichtgevende tumoren

De laatste jaren zijn de optical-imaging-technieken in de geneeskunde enorm verbeterd. Dat maakt in de toekomst preciezere operaties mogelijk, waardoor kankerpatiënten meer kans op genezing hebben en onnodige complicaties voorkomen worden. Prof.dr. Clemens Löwik loopt bij dit onderzoek voorop. Oratie vrijdag 25 april.

Clemens Löwik: 'Tumorcellen inspuiten, het licht gaat aan, medicijn erin, het licht gaat uit. Zo simpel is het.'

Löwik is met zijn onderzoeksgroep nu vijf jaar bezig met optical imaging en ze hebben veel bereikt. 'Alles wat je op moleculair gebied kan knutselen, kunnen we nu zichtbaar maken in muizen. We kunnen het gedrag van bijvoorbeeld stamcellen en tumorcellen heel goed volgen. Je ziet precies waar de tumor zit. Maar waar het bij het genezen van kanker vooral om gaat is dat je uitzaaiingen de baas wordt. De slechtste prognose bij kanker is als je uitzaaiingen in de lymfeknopen hebt. Waar die uitzaaiingen zich precies bevinden, kun je met de gangbare röntgentechnieken niet waarnemen. Met optical-imaging-technieken kunnen we dat nu wél zien. Het zal niet zo heel lang meer duren voor we dit kunnen gebruiken voor het opereren van patiënten.'

Preciezer snijden
Dat betekent voor de kankerchirurgie een enorme doorbraak. De chirurg kan dan heel precies zien waar hij moet snijden. Op dit moment moeten chirurgen nog afgaan op röntgenfoto's en op hun klinische ervaring bij het verwijderen van een tumor en het omliggende weefsel. Als het kan snijden ze vaak wat royaler, in de hoop dat ze daarmee ook eventuele uitzaaiingen te pakken hebben. Bij vrouwen met borstkanker bijvoorbeeld worden behalve de primaire tumor ook vaak preventief de lymfeknopen onder de oksel verwijderd. Bij een op de vijf vrouwen heeft dat lymfe-oedeem in de arm tot gevolg, een zeer vervelende en pijnlijke complicatie, die dus niet voor iedere patiënt onvermijdelijk is. Met de nieuwe imaging-techniek kunnen chirurgen in de toekomst veel preciezer snijden, voorspelt Löwik. Ze halen weg wat ze moeten weghalen om de patiënt kankervrij te maken, zonder meer te verwijderen dan strikt noodzakelijk.

Een foto van een borstscan gemaakt met nabij-infrarood licht. Op de plaats waar tumoren zitten wordt het nabij-infrarode licht meer geabsorbeerd (aangegeven in rood) dan in de omgeving (blauw). Deze scanner gebruikt een pulse laser en meerdere detectoren, zodat je er ook een 3D-beeld van kunt maken. De foto toont een aantal opeenvolgende scans op verschillende diepte. Met de infrarood-scanner mag je zo vaak als je wilt opnames maken, omdat deze techniek in tegenstelling tot röntgenopnames volkomen veilig is. Dit is heel belangrijk voor vrouwen met een sterk verhoogd risico op borstkanker. Zij kunnen nu vaker gecontroleerd worden.

Varkenspoot
Löwik laat een filmpje zien waarop een nabij-infrarood fluorescerend stofje ingespoten wordt in een varkenspoot vlak bij een kwaadaardige huidtumor. Met behulp van een speciale camera ziet de chirurg dan het lichtgevende stofje door de lymfevaten lopen en zich plotseling ophopen op een plek. Hier bevindt zich de zogenaamde poortwachter-lymfeknoop, dat is de dichtstbijzijnde lymfeknoop waar mogelijk uitgezaaide tumorcellen zich een tijd lang ophopen. Het verwijderen van poortwachter-lymfeknopen vergroot de overlevingskansen van kankerpatiënten sterk. De chirurg hoeft nu dus alleen maar een incisie te maken en het lichtgevende 'bolletje', de aangetaste lymfeknoop, te verwijderen. Het duurt met optical imaging nu slecht enkele minuten om poortwachter-lymfeknopen op te sporen en nauwkeurig te verwijderen.

Camera
Er is een speciale (fotonen)camera nodig om dit zichtbaar te maken. In Boston (VS) wordt al met zo'n camera gewerkt. De bouwer ervan is nu bezig er een voor het LUMC te maken. Over enkele maanden zal een dergelijk apparaat in het LUMC arriveren. Van een Franse firma krijgt Löwik begin mei een kleinere uitvoering van zo'n camera. De chirurg kan deze camera tijdens de operatie in de hand houden en kijken of nog ergens licht vandaan komt. Zo ja, dan moet hij snijden.

Löwik houdt zich ook bezig met fundamenteel onderzoek naar de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij botvorming en botafbraak. Ook daarbij gebruikt hij optical-imaging-technieken. Hij is betrokken bij de (door)ontwikkeling van twee heel belangrijke medicijnen op dit gebied: bisfosfonaat en antilichamen tegen sclerostin. Bisfosfonaat Het eerste medicijn, bisfosfonaat, werd zo'n dertig jaar geleden door Löwiks voorganger Bijvoet ontwikkeld en door Bijvoets opvolger Papapoulos geschikt gemaakt voor klinische toepassingen. Dit middel zorgt ervoor dat botafbraakprocessen, als gevolg van osteoporose of kanker, gestopt worden. Löwik werkte aan een verdere verbetering van dit medicijn. Er is er nu een dat nog maar eenmaal per jaar via een injectie toegediend hoeft te worden. Bisfosfonaat behoort tot de bestverkochte medicijnen ter wereld. Sclerostin Het tweede medicijn is gebaseerd op de ontdekking van het eiwit sclerostin, een natuurlijke remmer van de botvorming. Bij mensen die door een genetische mutatie dit eiwit niet hebben, zoals een groep Zuid-Afrikaanders van Nederlandse afkomst en een groep Urkers, ontbreekt de rem op botvorming. Deze patiënten hebben dan ook superdikke en onbreekbare botten. Het nieuwe medicijn, een antilichaam, is gebaseerd op het wegvangen van de remmer sclerostin, waardoor je dus veel bot gaat maken. Dit medicijn is nog niet op de markt. Het zal dit jaar worden getest op patiënten in ziekenhuizen over de hele wereld. De resultaten zijn zeer veelbelovend. Löwik: 'Het lijkt erop dat we de holy grail van de botvorming gevonden hebben. Ik hoop dat er over een jaar of vijf een medicijn op de markt is. Het mooie is, dat als er voldoende bot is aangemaakt met behulp van dat nieuwe medicijn, patiënten kunnen overstappen op bisfosfonaat om het nieuw aangemaakt bot in stand te houden.' Zie ook: De groei van broze botten (nieuwbrief 7 maart 2006)

Licht aan, licht uit
Met dit soort optische technieken kan ook de werkzaamheid van medicijnen op tumorcellen worden getest. Löwik: 'Dat is voor het kankeronderzoek enorm belangrijk. Alle grote farmaceutische industrieën zijn hier bovenop gedoken. We kunnen nu bij zes muizen tegelijk onderzoeken hoe een medicijn werkt. Tumorcellen inspuiten, het licht gaat aan, medicijn erin, het licht gaat uit. Zo simpel is het. Zo kunnen we medicijnen veel sneller testen. We kunnen iedere individuele uitzaaiing volgen en nagaan hoe de medicijnen uitwerken op die uitzaaiingen.'

Nabij-infrarood
Hoe werkt het? Löwik: 'Het basisprincipe is fluorescentie: je schijnt ergens licht op en er komt licht terug. We gebruiken daarvoor nabij-infrarode stofjes; nabij-infrarood is de kleur die het krachtigst door weefsel heen schijnt. Je kunt er tot zo'n tien centimeter diep mee in het lichaam kijken. Die nabij-infrarode stofjes die we inspuiten zijn een soort lichtjes. Die lichtjes hechten zich aan de groeifactorreceptor in de aanwezige tumorcellen. De laatste ontwikkeling is dat we nu ook antilichamen tegen een tumor hebben, die we met zo'n lichtje eraan inspuiten in de patiënt. Je wacht 24 uur en dan kan de chirurg de patiënt openmaken en snijden waar het licht zit. Als we deze techniek straks helemaal kunnen vertrouwen, en we zeker weten dat de tumorcellen precies daar zitten waar het licht zit, dan hebben we een enorme doorbraak.'

Oratie: 25 april 2008, 16.15 uur

Links

• Clemens Löwik benoemd tot hoogleraar Moleculaire endocrinologie,
  universitaire nieuwsbrief 12 december 2006
• Aanmelden voor bijwonen oratie

(22 april 2008, DH)