Employing NGS technology for improved, non-invasive early detection, staging and prediction of progression in lymphoma patients

Pieter Martijn Kolijn
Immunologie Erasmus MC

Sinds juli 2018 onderzoek ik hoe nieuwe biomedische technieken een bijdrage kunnen leveren bij de vroege detectie van lymfeklierkankers. Een van de belangrijkste technieken is next generation sequencing (NGS). Met behulp van NGS kan de DNA sequentie van één of meer genen van een patiënt bepaald worden om te zoeken naar mutaties of andere afwijkingen die een verhoogd risico op kanker met zich meedragen.  NGS is een verbetering over voorgaande technieken omdat de nieuwe generatie methodes veel efficiënter in parallel kan werken, waardoor een veel grotere hoeveelheid unieke DNA sequenties bepaald kunnen worden in korte tijd. Bij onderzoek naar lymfeklierkankers wordt het DNA van lymfocyten gesequensed, afweercellen die ziekteverwekkers gericht herkennen en een gespecialiseerde afweerreactie bewerkstelligen.

Mijn onderzoek is specifiek gericht op B-lymfocyten, de cellen die o.a. onze antistoffen produceren en waaruit ook verschillende vormen van lymfeklierkanker zich kunnen ontwikkelen. B-cellen hebben een B-cel receptor, een eiwit waarmee zij antigenen van ziekteverwekkers kunnen herkennen. De B-cel receptor moet van nature erg divers kunnen zijn om de vele verschillende pathogenen te kunnen herkennen. Ieder persoon heeft dus zijn eigen unieke B-cel receptor repertoire. Met behulp van DNA sequencing kan een gedetailleerd beeld van de samenstelling van de B-cel receptor in zowel de lymfeklierkankercellen als de gezonde B cellen gevormd worden.   Zo kan bepaald worden welke B-cel klonotypes in grote aantallen aanwezig zijn en of deze al op een eerder tijdstip aanwezig waren. Zulke B-cel proliferaties kunnen onschuldige reacties zijn op pathogenen of immuunstimulatie, maar ook voorlopers van maligniteiten. We kunnen dus op deze manier lymfeklierkanker monitoren tijdens de ontwikkeling en daarnaast ook potentiele zwaktes of risicofactoren meten in het gezonde B-cel receptor repertoire.

Dankzij de René Vogels reisbeurs die mij toegekend is, heb ik dit jaar mijn data mee kunnen nemen naar het Centrum voor Onderzoek en Technologie in Thessaloniki om daar een diepere bioinformatische analyse uit te voeren en mijn kennis te verbreden. Onze studiegroep betrof patiënten die een hart of niertransplantatie ontvangen hadden en vervolgens een vorm van lymfeklierkanker ontwikkeld hadden. Ik kreeg een uitgebreide uitleg van de lopende projecten en faciliteiten van het instituut van Dr. Kostas Stamatopoulos. Mijn eigen projecten werden uitvoerig besproken en voorzien van scherpe kritiek. Dit heeft bijzonder geholpen voor zowel de beeldvorming als verdere planning van mijn promotietraject. Ook kreeg ik volledige toegang tot de bioinformatische tools die in Thessaloniki ontwikkeld zijn. Ik kreeg de gelegenheid om mijn resultaten met verschillende methodes te vergelijken en om o.a. de mutatiestatus en moleculaire eigenschappen van de B-cel receptor te verkennen. In vier van de acht harttransplantatieontvangers werden B-cel klonotypes gevonden met een sterk verhoogde frequentie tussen 1 maand tot 9 jaar voor diagnose (Figuur 1).  Ook bleek dat de diversiteit van het B-cel receptor repertoire in het merendeel van deze patiënten afnam over tijd. Patiënten die jaren na transplantatie pas met lymfeklierkanker gediagnostiseerd werden hadden vaker een verhoogd klonotype voor diagnose (2/2) dan degenen die snel na transplantatie een diagnose ontvingen (2/6).


Figuur 1. De frequentie van het grootste B-cel klonotype over tijd naar diagnose. Tijd is op 0 gezet op het moment van diagnose. Iedere kleur duidt een andere patiënt aan.

De voortgaande samenwerking met Thessaloniki zal ons de kans bieden om ook in de toekomst de tools en kennis te gebruiken. Daarnaast zullen wij ook het B-cel repertoire op het moment van diagnose in kaart brengen om te onderzoeken hoe de lymfeklierkanker zich ontwikkeld heeft. Ook heb ik een staande uitnodiging ontvangen om terug te keren wanneer dit relevant is voor verder onderzoek.

Het leven in Thessaloniki zelf was erg bijzonder. De cultuurverschillen waren duidelijk merkbaar, maar toch was het makkelijk om een goed woon/werk ritme te vinden. Het eten was erg goed en de mensen vriendelijk. De gevolgen van de economische crisis was goed voelbaar wanneer je met Grieken in gesprek ging, maar iedereen hield de moed erin. Velen waren ook geïnteresseerd in het leven in Nederland en onze banenmarkt. Ik was erg onder de indruk van de kwaliteit van het instituut zelf en de intelligentie en competentie van mijn collega’s. Ik ben alle medewerkers en vrijwilligers bij de René Vogels stichting zeer dankbaar voor het mogelijk maken van deze waardevolle reis en ervaring.