Groepsleider: Frank van Leeuwen
Therapieresistentie in Ikaros gedeleteerde leukemie
Bij ALL wordt het succes van de behandeling in belangrijke mate bepaald door de genetische eigenschappen van de leukemie. Door ons te richten op die genetische subtypen, die vaker aanleiding geven tot therapie resistentie en ermee samenhangend het terugkeren van de ziekte (recidief), verwachten wij patiënt-specifieke behandelingen (therapie op maat) te kunnen ontwikkelen die de kans op zo’n recidief verder verminderen.
Deleties en mutaties in het Ikaros (IKZF1)-gen zijn geassocieerd met een relatief slechte prognose. Wij hebben recent laten zien dat een verlies van IKZF1 cellen ongevoeliger maakt voor glucocorticoïden, een belangrijk middel bij de behandeling van ALL. Bovendien zien wij een verminderde gevoeligheid voor zogenaamde anti-metaboliet therapieën. Wij zien dit zowel in leukemie modellen (cellijnen) als in weefsel van patiënten. Op dit moment onderzoeken wij verder hoe een verlies van IKZF1 het metabolisme van de leukemiecel beïnvloedt en we bestuderen hoe bepaalde medicijncombinaties het effect van de behandeling bij dit type leukemie kunnen verbeteren.
Het doorbreken van therapie resistentie met de CRISPR/Cas9 methode
Hoewel we nu patienten kunnen herkennen die een grotere kans hebben op terugkeer van leukemie, weten wij nog onvoldoende hoe we dit kunnen voorkomen. Dit komt voor een deel omdat er nog onvoldoende kennis is om patiënt-specifieke behandelingen te ontwikkelen, gericht op het doorbreken van therapieresistentie. Wij verwachten dat een beter begrip van de mechanismen die leiden tot therapieresistentie in deze patiënten, zal leiden tot een verbeterde behandeling.
Met behulp van zogenaamde ‘CRISPR/Cas9 screens’ in ALL modellen kunnen wij hele groepen van genen tegelijk uitschakelen om te bepalen welke van deze genen de respons op een bepaalde therapie beïnvloeden. Met deze methode hebben wij met succes aangetoond dat remming van de activiteit van bepaalde eiwitten de kankercel veel gevoeliger maakt voor therapie. Inmiddels hebben wij voor een aantal van deze medicijninteracties aangetoond dat dit ook werkt op leukemiecellen verkregen uit de patiënt. Dit project is een samenwerking met de groep van Dr. Roland Kuiper.
Verbeteren van de behandeling met asparaginase
Asparaginase (ASNase) is een belangrijk medicijn bij de behandeling van ALL. Wanneer leukemiecellen onvoldoende reageren op deze behandeling is de kans groter dat de ziekte uiteindelijk terugkomt. Dit – uit bacteriën verkregen – eiwit leidt tot het afbreken van het aminozuur asparagine in het bloed. Omdat leukemiecellen dit aminozuur zelf niet kunnen maken, leidt deze behandeling ertoe dat de leukemiecel ofwel stopt met groeien danwel dood gaat. Dit onderscheid wordt bepaald door de duur van de behandeling maar ook door de eigenschappen van de leukemiecel en de omgeving waarin deze zich bevindt.
Zo blijken leukemiecellen in bepaalde gebieden van het beenmerg en de hersenvloeistof beter bestand tegen de behandeling. Het gevolg hiervan kan zijn dat de ziekte uiteindelijk toch terugkeert.
Gebruikmakend van onze ‘CRISPR/Cas9 screens’ hebben wij recent aangetoond dat een verlies van bepaalde eiwitten ervoor zorgt dat leukemiecellen veel gevoeliger worden voor de behandeling met asparaginase. Dit zien wij zowel in onze leukemiemodellen als in leukemiecellen verkregen uit de patiënt. Voor één van deze eiwitten zijn remmers beschikbaar die al gebruikt worden bij andere vormen van kanker. Uit studies in muizen is gebleken dat het combineren van ASNase met deze remmer zeer effectief is. In een volgende fase van het project kan dit ook in de patiënt worden onderzocht. Dit project is een samenwerking met de groep van Dr. Roland Kuiper.
- Van Leeuwen Group (with Kuiper group) : KWF 10072: Breaking therapy resistance in IKZF1 deleted Acute Lymphoblastic Leukemia (2017-2021)
- Van Leeuwen Group (with Kuiper Group): KWF 11049: Improving asparaginase therapy response in acute lymphoblastic Leukemia by targeting pre-B cell receptor signaling (2019-2023)
- Kuiper group (with van Leeuwen group): KWF 12482: Mechanisms of hypermutation in relapsed acute lymphoblastic leukemia in children and implications for treatment (2019-2023)
- Van Leeuwen group: KiKa333: Improving antimetabolite therapies for IKZF1 deleted Leukemia (2019-2020)
- van Leeuwen group (with Stam Group) KWF 14253: Improving therapy response by targeting
onine methionine metabolism in MLLr leukemia. (2022-2026) - Van Leeuwen group KWF 14659: Improving nucleoside-based therapies for (pediatric) Acute Leukemias (2023-2027)
- Butterfly Cofund: Amino Acid depletion therapies for (relapsed) T cell Acute Lymphoblastic Leukemia (2023-2027)
- Fight Kids Cancer ; ALLTogether team science – development of a preclinical testing platform to improve outcomes for drug resistant T-cell Acute Lymphoblastic Leukemia (2024-2025)
van der Meer, L.T., E. Waanders, M. Levers, H. Venselaar, D. Roeleveld, J. Boos, C. Lanvers, R.J. Bruggemann, R.P. Kuiper, P.M. Hoogerbrugge, F.N. van Leeuwen*, and D.M. te Loo*. A germ line mutation in cathepsin B points toward a role in asparaginase pharmacokinetics. (2014) Blood, 124(19):3027-9. 2. PubMed PMID: 25377564
Marke, R., J. Havinga, J. Cloos, M. Demkes, G. Poelmans, L. Yuniati, D. van Ingen Schenau, E. Sonneveld, E. Waanders, R. Pieters, R.P. Kuiper, P.M. Hoogerbrugge, G.J. Kaspers, F.N. van Leeuwen*, and B. Scheijen*. Tumor suppressor IKZF1 mediates glucocorticoid resistance in B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia. (2016) Leukemia, 30(7):1599-603. 3. PubMed PMID: 26713593
van der Meer, L.T., S.Y. Terry, D.S. van Ingen Schenau, K.C. Andree, G.M. Franssen, D.M. Roeleveld, J.M. Metselaar, T. Reinheckel, P.M. Hoogerbrugge, O.C. Boerman, and F.N. van Leeuwen. In Vivo Imaging of Antileukemic Drug Asparaginase Reveals a Rapid Macrophage-Mediated Clearance from the Bone Marrow. (2017) J Nucl Med, 58(2): 214-220. 4. PubMed PMID: 27493268
Waanders, E., B. Scheijen, M.C. Jongmans, H. Venselaar, S.V. van Reijmersdal, A.H. van Dijk, A. Pastorczak, R.D. Weren, C.E. van der Schoot, M. van de Vorst, E. Sonneveld, N. Hoogerbrugge, V.H. van der Velden, B. Gruhn, P.M. Hoogerbrugge, J.J. van Dongen, A. Geurts van Kessel, F.N. van Leeuwen* and R.P. Kuiper*. Germline activating TYK2 mutations in pediatric patients with two primary acute lymphoblastic leukemia occurrences. (2017) Leukemia, 31(4): 821-828. 5. PubMed PMID: 27733777
Wortel, I.M.N., L.T. van der Meer, M.S. Kilberg, and F.N. van Leeuwen. Surviving Stress: Modulation of ATF4-Mediated Stress Responses in Normal and Malignant Cells. (2017) Trends Endocrinol Metab,. 28(11): 794-806. PubMed PMID: 28797581