Molenaar groep

Groepsleider: Prof. dr. Jan Molenaar

"Ieder kind de beste behandeling" Prof. dr. Jan Molenaar - Groepsleider

Doelgerichte medicijnontwikkeling

Lead: Marlinde van den Boogaard

Op dit moment is een zeer efficiënte pijplijn voor het volledige spectrum van de ontwikkeling van doelgerichte geneesmiddelen in gebruik. Het proces begint bij de validatie van doelwitgenen met behulp van high-throughput analyses zoals Affymetrix mRNA-profiling, RNAseq, Whole Genome Sequencing en single-cell analyse. We werken nu aan een dataset van meer dan 500 neuroblastoomtumoren waarvoor WGS- en RNA-profiling data beschikbaar zijn. Met integratieve analyses op deze tumorsamples kunnen nieuwe driver events worden geïdentificeerd, en kunnen genomische veranderingen worden gerelateerd aan klinische subgroepen binnen neuroblastoom. Potentiële nieuwe doelwitgenen worden vervolgens gevalideerd in cellijnen middels verschillende moleculair genetische manipulatietechnieken. De meest belovende doelwitgenen worden in vitro en in vivo verder gevalideerd met behulp van small molecule inhibitors. Er zijn verschillende nieuwe modellen ontwikkeld om dit proces te versterken: we gebruiken tumororganoïden en implementeren nieuwe in vivo xenograft- en transgene modellen. De huidige onderzoeken bevinden zich in verschillende stadia en zijn gericht op MDM2, CDK4/6, CDKN2A, de MEK-pathway, BCL2 / MCL1, CHK1, ATRX en MTH1 bij neuroblastoom met het CtoA-mutator fenotype.

Immunotherapie

Lead: Judith Wienke

Het doel van dit project is het identificeren van nieuwe doelwitgenen voor immuuntherapie bij neuroblastoom en het onderzoeken en ontwikkelen van nieuwe innovatieve (combinaties van) immunotherapeutische interventies voor klinische toepassing. We bestuderen de immuunomgeving van neuroblastoom en mogelijk andere tumoren, te beginnen met single cell RNA-sequencing en isolatie van tumor-infiltrerende immuuncellen om nieuwe doelwitgenen voor immuuntherapie te identificeren. Het identificeren van doelwitgenen zal gericht zijn op zowel het ondermijnen van immuunontwijking door tumoren als het verhogen van de antitumoreffectiviteit van immuuncellen. Na validatie van doelwitgenen zullen verschillende strategieën en combinaties van immunotherapeutische interventies worden getest; eerst in vitro op tumorcellijnen en tumororganoïden, en later in vivo in muismodellen. Uiteindelijk zullen effectieve interventies worden geïntroduceerd in de klinische testfase.

 In deze figuur tonen we de binding van dinutuximab (anti-GD2) aan twee van onze met Luc-GFP getransfecteerde organoïdemodellen: 691T (links) en 691B (rechts). De 691T organoïden, afkomstig van de tumor, missen GD2 expressie, terwijl de 691B organoïden, afkomstig van het beenmerg van 691T, GD2 tot expressie brengt op het celoppervlak. Het GFP-construct is weergegeven in groen en CellBrite®, een cytoplasmatische membraanmarker, is weergegeven in blauw. Het fluorescent gelabelde Dinutuximab, afgebeeld in oranje, bindt aan het 691B organoid (rechts), omdat dit GD2 tot expressie brengt op het celoppervlak. Aangezien de 691T organoid (links) geen GD2 tot expressie brengt, kan Dinutuximab niet aan deze cellen binden.

Precisiegeneeskunde programma iTHER

Lead: Karin Langenberg

Het doel van het iTHER (individualized THERapy) programma is om een gepersonaliseerde behandeling te realiseren voor kinderen met recidiverende of refractaire, ongeneeslijke kanker. Het gaat om 150 patiënten per jaar. Het programma is een METC-goedgekeurde klinische registratiestudie die wordt uitgevoerd in samenwerking met de groepen van Michel Zwaan, Patrick Kemmeren en het diagnostisch lab van Bas Tops. Moleculaire karakterisering omvat Exome Sequencing, RNAseq en analyse van methylatiepatronen met behulp van de Máxima diagnostische-pijplijn. Gegevens worden opgeslagen in de kernfaciliteit van het Máxima en geanalyseerd met behulp van het R2 bio-informaticaplatform. We hebben een NWO-subsidie voor precisiegeneeskunde verkregen om het iTHER-programma verder te ontwikkelen, wat inhoudt: klinische implementatie van dit programma in het Máxima, koppelen van het programma aan doelgerichte therapieën, en uitbreiding van onze profilering met in vitro compound testen op tumororganoïden van patiëntenweefsel.

Compound screening en chemie

Lead: Selma Eising

Het doel van dit project is om nieuwe behandelingsopties bij kinderkanker te identificeren en te valideren met behulp van de high-throughput screeningfaciliteit.

De twee belangrijkste doelstellingen zijn: 1) De coördinatie van de compound screening faciliteit die in 2019 beschikbaar is gekomen. Het bevat een state-of-the-art BeckmanCoulter robotica-opstelling inclusief een Echo550 compound dispensersysteem. De faciliteit runt veel screens voor verschillende onderzoeksgroepen in het Máxima. 2) De integratie van in vitro modelsystemen om mogelijke interventies te valideren, nieuwe interventies te identificeren en mogelijke combinatiebehandelingsopties te identificeren voor patiënten zonder curatieve opties, als onderdeel van het iTHER-programma voor precisiegeneeskunde.

Bovendien wordt een nieuwe onderzoekslijn opgezet met als doel een nieuwe klasse geneesmiddelen genaamd PROteolysis Targeting Chimerase (PROTACs) in te zetten voor de behandeling van neuroblastoom. In de Molenaar groep hebben we veelvuldig chromosomale veranderingen en genomische afwijkingen geïdentificeerd die neuroblastoom aansturen. Twee van deze specifieke oncogene factoren worden gedefinieerd als ‘niet-doelgericht’, omdat ze niet kunnen worden getroffen met behulp van bestaande medicijnen. In samenwerking met het Utrechts Instituut voor Farmaceutische Wetenschappen streven we ernaar om deze doelwitgenen selectief af te breken met PROTACs.