Validation of hyperactive phosphokinases as predictive markers and alternative drug targets in metastatic colorectal cancer

Robin Beekhof MSc
VU University Medical Center Amsterdam – department Medical Oncologie

Mijn naam is Robin Beekhof en voor mijn promotieonderzoek bij het Cancer Centre Amsterdam heb ik mede dankzij de René Vogels reisbeurs een half jaar onderzoek gedaan aan het Candiolo Cancer Institute (IRCCS) in Turijn. Wonen en werken in Turijn was een geweldige ervaring, Turijn omgeven door de alpen is niet alleen een stad van industrie waar FIAT vandaan komt maar ook een stad met heel veel geschiedenis. Dit is te merken aan de vele paleizen en mooie parken, waar ik volop heb genoten van de Italiaanse cultuur en ambiance.
In mijn onderzoek richt ik me op het vinden van nieuwe behandel opties en predicatieve bio-markers voor uitgezaaide darmkanker. Hiervoor hebben we een speciale techniek massaspectrometrie toegepast om fosfo-eiwitten in kaart te brengen in speciale tumormodellen voor darmkanker, zogeheten “patient-derived xenografts” (PDX) 1,2,3. In deze muis-modellen wordt de tumor van een patiënt doorgegroeid in een muis en hierdoor zijn deze modellen een goede afspiegeling van hoe patiënten reageren op medicatie. Dit maakt het mogelijk om de respons van patiënten op therapie in het lab te onderzoeken.
Fosforylatie van eiwitten door kinases is cruciaal voor de signalering en controle van cellen en is vaak verstoord in kanker. Veel van de huidige gerichte medicatie in de behandeling van kanker is gericht op het remmen van specifieke kinases. Door gebruik te maken van massaspectrometrie hebben we in iedere tumor duizenden fosforylatie plekken op eiwitten kunnen kwantificeren en met behulp van geavanceerde data-analyses hebben we uit onze data hyperactieve kinases geïdentificeerd die ontspoorde signaaloverdracht en celgroei kunnen bewerkstelligen. Dit zouden veelbelovende nieuwe drug targets kunnen zijn.
Cruciaal was de functionele validatie van onze bevindingen, hiervoor heb ik een half jaar in het vooraanstaande lab van professor Livio Trusolino gewerkt waar ze de PDX-modellen hebben gemaakt die gebruikt zijn in deze studie. Het grootste deel van mijn werk daar was het testen van gerichte medicatie geselecteerd tegen de gevonden kinases in 3D celculturen (“Organoids”) van de PDX-Tumoren. Dit hebben we gedaan zodat we een initiële indicatie van de werking en farmacologische parameters konden krijgen om een goed behandelplan op te zetten voor de tweede validatie in de muis-modellen. Uiteindelijk is het ons gelukt om een aantal targets te valideren en zijn we nu bezig om te testen of het ook in de muis-modellen werkt.

  1. Bertotti, A. et al. A Molecularly Annotated Platform of Patient-Derived Xenografts (‘Xenopatients’) Identifies HER2 as an Effective Therapeutic Target in Cetuximab-Resistant Colorectal Cancer. Cancer Discov. 1, 508–523 (2011).
  2. Bertotti, A. et al. The genomic landscape of response to EGFR blockade in colorectal cancer. Nature 526, 263–267 (2015).
  3. Piersma, S. R. et al. Feasibility of label-free phosphoproteomics and application to base-line signaling of colorectal cancer cell lines. J. Proteomics 127, 247–258 (2015).