Beeldgestuurde behandeling van hersentumoren

Case

Beeldgestuurde behandeling van hersentumoren

Onderzoekers van het Radboudumc hebben een belangrijke stap gezet om een behandeling van leverkanker door middel van radioactieve microbolletjes, ook geschikt te maken voor de bestrijding van hersentumoren. De bolletjes zijn bovendien steeds beter te volgen via MRI.

Het is een precisiebombardement tegen kanker: microscopisch kleine radioactieve bolletjes, die de tumor van binnenuit bestralen. Sinds 2009 wordt deze behandeling ingezet bij patiënten met leverkanker. De bolletjes (doorsnee ongeveer 30 micrometer) die het radioactieve element holmium-166 bevatten, worden via een katheter met tientallen miljoenen tegelijk ingebracht in de leverslagader. Ze lopen vast in de kleinste bloedvaten van de tumor. De straling zal daar de tumorcellen doden. Het voordeel van deze behandeling is dat vooral het zieke weefsel aangepakt wordt. Gezonde cellen hebben er minder onder te lijden, omdat de straling slechts een bereik heeft van enkele millimeters. Bovendien is holmium zichtbaar op een MRI-scan, waardoor het resultaat te zien is.

Uitvinding

Medisch bioloog aan het Radboudumc Frank Nijsen is medebedenker van de behandeling; al sinds 1994 werkt hij aan de bolletjes. Samen met oncoloog Bernard Zonnenberg en radiochemicus Fred van het Schip begon hij met het ontwikkelen van de behandeling tegen leverkanker. De productie van de bolletjes ging over van het UMC Utrecht, waar Nijsen voorheen werkte, naar de spin-off Quirem Medical, waar hij in deeltijd wetenschappelijk directeur is.

In 2015 verkregen ze de CE-markering, het benodigde veiligheidscertificaat om patiënten in Europese ziekenhuizen te kunnen behandelen. Op dit moment wordt de behandeling in negen Europese landen ingezet, waarbij vaak goede resultaten worden gezien. Verschillende door Technologiestichting STW (de voorganger van NWO-domein Toegepaste Technische Wetenschappen) gefinancierde onderzoeken hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van de nieuwe technologie. Daarbij is onder meer onderzoek gedaan naar verbeterde bestralingscondities in de kernreactor van de TU Delft.

Hersentumoren behandelen

In een nieuw onderzoek, gefinancierd binnen het Open Technologieprogramma van NWO-TTW, richt Nijsen zich nu op de behandeling van hersentumoren met deze technologie. In een zogenoemde fantoomstudie, waarbij het weefsel van de tumor wordt nagebootst, toonden de onderzoekers onlangs aan dat ze de microbolletjes op de gewenste positie in de tumor kunnen spuiten. Nijsen: ‘We hebben nu laten zien controle te hebben over de plek waar de bolletjes terecht komen.’

Beeldgestuurde behandeling kan een keerpunt zijn

De onderzoekers ontwierpen hiervoor een speciale naald met stuurbare punt die gecontroleerd in alle richtingen de hoek om kan buigen. Dit moet de onderzoekers in staat stellen om de bolletjes op verschillende plekken in de tumor te spuiten. Tijdens de studie is nu voor het eerst gebleken dat dit idee werkt. Het bereiken van verschillende plekken is belangrijk, omdat de microbolletjes zich goed over de tumor moeten verdelen: ‘Het kan gebeuren dat de tumor wel bereikt wordt, maar dat in de rand geen bolletjes met straling terecht komen. Na behandeling blijft er dan een stuk kwaadaardig weefsel over. Dit kan eenvoudig uitgroeien tot een nieuwe tumor.’

Gecontroleerde behandeling met holmium microsferen met behulp van real-time MRI in een hersentumorfantoomGecontroleerde behandeling met holmium microsferen met behulp van real-time MRI in een hersentumorfantoom

Behandeling volgen via MRI

De verdeling van de microbolletjes over de tumor heeft een relatie met een tweede belangrijke ontwikkeling in het onderzoek van Nijsen. Die draait om de zichtbaarheid van de bolletjes op MRI-scans. Voorheen kon pas na de behandeling gezien worden of de bolletjes op de goede plek terecht waren gekomen, vertelt Nijsen. ‘In feite werden de bolletjes blind ingespoten. Achteraf konden we door het maken van een PET of SPECT-scan vaststellen of er radioactiviteit in de tumoren aanwezig was. Door de lage resolutie van de beelden konden we echter weinig zeggen over de precieze verdeling van de bolletjes in de tumor. We zagen wel dat patiënten er baat bij hadden, maar het kon gebeuren dat we tumoren of delen van de tumor niet hadden geraakt. Later konden we met MRI op hoge resolutie de precieze verdeling van de bolletjes wel zien, maar ook pas achteraf.’

Gerichte dosis

Nu is het mogelijk om te behandelen onder MRI en dus tijdens het toedienen te zien waar de bolletjes terechtkomen. Daardoor kunnen de onderzoekers de microbolletjes nu ook in delen inbrengen. Na elke dosis kan een besluit genomen worden of  er nog een nieuwe dosis nodig is, bijvoorbeeld omdat nog niet alle delen van de tumor bereikt zijn. Indien die wel bereikt zijn, kan juist eerder worden gestopt met verdere toediening, om te voorkomen dat gezond weefsel wordt aangetast. Nijsen: ‘We kunnen door de positie van het katheter aan te passen specifieke hoeveelheden bolletjes injecteren op stukken waar nog geen radioactiviteit aanwezig is. Dit zal de komende tijd verder worden onderzocht en bij patiënten toegepast.’

Belangrijk bij dat realtime meekijken met MRI is die hoge resolutie van de beelden; tot op twee millimeter nauwkeurig. Dat is van groot belang om de verdeling van de bolletjes te zien, zegt Nijsen. ‘Zes tot acht millimeter zoals bij een SPECT en PET-scan is eigenlijk te grof om een goede verdeling in een tumor van enkele centimeters waar te nemen. Dan geeft het beeld dikwijls ten onrechte een goede verdeling, terwijl een deel van de tumor soms nauwelijks een dosis krijgt.’

Klik op de afbeelding om een video te bekijkenKlik op de afbeelding om een video te bekijken die de behandeling uitlegt (Radboudumc)

Gepersonaliseerd

Nijsen is opgetogen over de nieuwe mogelijkheden: ‘We hebben een beeldgestuurde behandeling gecreëerd, waardoor we zicht hebben op wat we aan het doen zijn. Dit kan een keerpunt zijn in de manier van behandelen. We kunnen behandelingen veel meer op de individuele situatie van de patiënt afstemmen.’ Mogelijke voordelen zijn dat behandelingen effectiever worden en minder bijwerkingen geven, zegt Nijsen. ‘Het kan zo zijn dat we straks zekerheid hebben dat bij een bepaalde hoeveelheid straling de tumor afsterft, in plaats van dat er stukjes overleven. De komende tijd wordt de behandeling verder onderzocht. Op basis van de eerste groepen patiënten verwachten we dat de behandeling uiteindelijk veel meer gepersonaliseerd kan worden.’

Medische noodzaak groot

Na het ontwikkelen van de behandeling van leverkanker was het een logische stap om mogelijkheden bij andere vormen van kanker te bestuderen. Nijsen richtte zich op onder andere alvleesklierkanker en hersentumoren: ‘Ik heb gekeken naar de medische noodzaak. Zo lijden er wereldwijd vier miljoen mensen aan hersenkanker. De overlevingskans is beperkt. Er is behoefte aan een grote stap vooruit.’ De slechte cijfers hangen samen met de beperkte behandelmogelijkheden, legt Nijsen uit. Zo is chirurgie vaak te ingrijpend: je kunt niet al het tumorweefsel zomaar uit de kwetsbare hersenen weghalen. Het alternatief, medicijnen in de tumor krijgen, is lastig doordat de bloed-hersenbarrière stoffen tegenhoudt.

Met de behandeling hoopt Nijsen ‘minimaal hetzelfde effect te bereiken als met een chirurgische ingreep’. Het voordeel: ‘Deze behandeling is minder invasief. Daarbij denken we ook aan het combineren van verschillende behandelingen, bijvoorbeeld immunotherapie of standaard chemotherapie. Die laatste valt de tumor van buitenaf aan. Dan pak je de tumor dus van binnen en van buiten aan.’

Dieren behandelen

De volgende stap in het onderzoek is de behandeling op zogenoemde dierpatiënten; honden of katten met een hersentumor. Dit gebeurt in samenwerking met de faculteit diergeneeskunde in Utrecht onder leiding van Dr. Bas van Nimwegen. Het voordeel is dat die dieren qua fysiologie meer op de mens lijken dan muizen, waardoor onderzoek betere informatie oplevert. Voor de dieren biedt het bovendien kans op verlenging van het leven: ‘Baasjes van dieren met een hersentumor krijgen bij de dierenarts vaak te horen dat de enige optie euthanaseren is. De dieren ondervinden hopelijk baat bij de behandeling en tegelijkertijd wordt ook onze kennis en behandeltechniek verbeterd.’

Op basis van de uitkomsten van deze onderzoeken zou volgens de medisch bioloog de stap naar tests met humane patiënten sneller gemaakt kunnen worden. ‘De kennisoverdracht is groot. We kunnen snel vooruitgang boeken’, zegt Nijsen. ‘Als blijkt dat we enig effect zien, verwacht ik dat we binnen enkele jaren de techniek al voor het eerst gaan testen bij mensen.’

Tekst: Dirk-Jan Zom

Meer informatie