Uitzaaiende prostaatkanker kaapt DNA-programma voor embryonale ontwikkeling

Prostaatkankercellen gebruiken DNA dat sinds de ontwikkeling van de foetus niet meer actief is, om te kunnen uitzaaien in het lichaam van de kankerpatiënt. Het DNA-programma heeft er in de baarmoeder voor gezorgd dat de prostaat als orgaan werd gevormd. Dit hebben kankeronderzoekers onder leiding van Wilbert Zwart van de Technische Universiteit Eindhoven en ook werkzaam bij het Nederlands Kanker Instituut, en Matthew Freedman van het Harvard Dana-Farber Cancer Institute in Boston aangetoond in weefsels van honderden operatief verwijderde prostaattumoren. Reactivering van een embryonaal DNA-programma bij uitzaaiing is nog nooit eerder beschreven bij kanker.

‘Als prostaatkanker uitzaait, gaat de tumorcel terug in de tijd naar de embryo-status van een mens, wanneer de prostaat wordt gevormd’, zegt onderzoeksleider Zwart, deeltijd-hoogleraar aan de faculteit van Biomedical Engineering en gespecialiseerd in hormoongevoelige kankers zoals prostaatkanker.

Tijdens de ontwikkeling van een ongeboren baby, wanneer de prostaat wordt gevormd, zijn op specifieke plekken van het DNA programma’s actief die dit proces mogelijk maken. Zodra de prostaat ‘af’ is, gaan die programma’s weer uit. En ze blijven uit, ook wanneer in een prostaat een tumor ontstaat. Totdat de tumor uitzaait.

Moleculaire voetafdruk

Het DNA-programma ‘orgaanontwikkeling’ in de prostaatcellen blijkt namelijk een sluimerende herinnering te hebben aan de tijd dat het ooit actief is geweest en, zoals mede-onderzoeksleider Matthew Freedman het uitdrukt, een soort moleculaire voetafdruk heeft achtergelaten. Van deze sluimerende herinnering maakt de tumorcel ‘misbruik’ als hij uitzaait en zich door lichaam verspreidt.

Alle uitgezaaide prostaattumoren

"Dit bleek voor iedere uitzaaiing die we bestudeerd hebben het geval. Hoewel elke tumor uniek is, delen toch al deze uitgezaaide prostaattumoren dezelfde eigenschap: uitzaaiende tumorcellen reactiveren het DNA dat sinds de ontwikkeling van de foetus in de baarmoeder niet meer actief is geweest, maar gebruiken het nu om te kunnen uitzaaien. Een ontzettend belangrijke ontdekking! Een volgende vraag is, of dit proces uniek is voor prostaatkanker, of dat meerdere tumortypes gebruik maken van deze embryogenese-programma’s om uit te zaaien", aldus Zwart.

De onderzoekers hopen dat met deze nieuwe kennis uiteindelijk nieuwe behandelingen ontwikkeld kunnen worden.

Medewerking van veel patiënten

Internist-oncoloog André Bergman van het Nederlands Kanker Instituut/Antoni van Leeuwenhoek, gespecialiseerd in prostaatkanker, was ook bij deze studie betrokken. Uitzaaiingen maken van kanker in veel gevallen een ongeneeslijke ziekte, weet hij. Bergman: ‘Door deze belangrijke stap in ons begrip van hoe uitzaaiingen ontstaan komt de mogelijkheid dichterbij om ze te voorkomen. Dankzij de medewerking van vele patiënten kunnen wij dit soort ontdekkingen te doen, die bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe behandelmogelijkheden.’

REGEL-EIWITTEN

Zwart: ‘We hebben in dit onderzoek meerdere kandidaat-eiwitten gevonden die betrokken zijn bij die DNA-programma’s voor orgaanontwikkeling, en die nu gekaapt blijken te worden door een uitzaaiende prostaatkanker. Door deze eiwitten met specifieke medicijnen te gaan remmen, willen we ook de uitzaaiing van de tumor gaan blokkeren. Deze experimenten worden op dit moment gestart in ons lab, met de hoop dit uiteindelijk te kunnen vertalen naar de klinische praktijk.’

Databank

Voor dit en ander onderzoek hebben de onderzoekers in Amsterdam en in Boston de grootste databank ter wereld samengesteld van DNA-regulerende (‘epigenetische’) processen in gezond prostaatweefsel en tumorweefsel. Ze analyseerden de DNA-regulatie van honderden operatief verwijderde prostaatsamples, waarin de overgang te zien was van gezond prostaatweefsel tot kanker, en die van niet-uitgezaaide prostaatkanker naar uitgezaaide tumoren. Daarmee ontdekten ze de patronen die ten grondslag liggen aan uitzaaiing.

Dit onderzoek kwam tot stand met steun van onder andere KWF Kankerbestrijding/Alpe d’Huzes, Oncode Institute, NWO, Prostate Cancer Foundation (VS ) en NIH (VS)

M.M. Pomerantz, W. Zwart, et al., Prostate cancer resurrects developmental epigenomic programs during metastatic progression, Nature Genetics. DOI: 10.1038/s41588-020-0664-8.

Bron: www.tue.nl, Microscopiefoto van prostaatkanker die is uitgezaaid naar de lymfeklier van een patiënt (Foto: AVL)