Onderzoeksgroep

Identificatie van neoantigenen in longkanker met behulp van massaspectrometrie. 01/01/2025 - 31/12/2026

Abstract

Over the past few decades, the survival rate for non-small cell lung cancer (NSCLC) patients, most lung cancer patients, has significantly improved due to advancements in treatment options, resulting in prolonging lifespan and increasing survival rates. Cancer immunotherapy harnesses the patient's own immune system to recognize and eliminate cancer cells, offering a promising alternative treatment approach for cancer. One of the most significant breakthroughs in immunotherapy for NSCLC is the identification of neoantigens. Neoantigens, which are unique peptides presented by tumor cells and recognized by the immune system, offer a highly specific target for cancer treatment due to their absence in normal tissues. Neoantigen-targeted therapies, including personalized cancer vaccines and adoptive T-cell therapies (ACT), have shown promise in treating advanced solid tumors. Identifying immunogenic neoantigens remains a challenging task due to the high complexity of polymorphic MHC molecules and the vast array of peptides they present. Using next-generation sequencing, prediction algorithms can identify tumor-specific somatic mutations at both the genome and transcriptome levels and predict which neoantigens may be presented on the cell surface based on the corresponding MHC class. However, current prediction algorithms for identifying neoantigens often lack the direct evidence of antigen presentation. A current limitation of MS-based immunopeptidomics is its reliance on databases containing cancer-specific variant sequences, such as those arising from somatic mutations that often lead to neoantigens. To overcome this challenge, proteogenomics can be employed to incorporate variant protein sequences, allowing the identification of variant antigens through tandem mass spectrometry. In a previous PhD study, preliminary results were generated on both squamous and adenocarcinoma NSCLC fresh frozen tissues (n=12), as well as healthy surrounding tissues. Also, RNAseq was performed to identify variants, to construct patient-specific databases and to predict the HLA I and HLA II subtype of the patients. The integration of patient-specific variants into the reference proteome for a mass spectrometry-based immunopeptidomics approach has led to the identification of some of these variants among HLA class I and II presented peptides. These potential neoantigens are unique to the tumor tissue and could serve as promising targets for targeted immunotherapies in NSCLC. To confirm these findings, it is necessary to further validate the tumor specificity and immunogenicity of these neoantigens. This can be achieved by generating transcriptomic data from the patient's healthy tissue to verify whether the identified variant antigens are derived from tumor-specific genomic alterations. While the current data compares the immunopeptidome between healthy and tumor tissues, it lacks transcriptomic data from healthy tissue, which would help confirm the presence of these neoantigens specifically in tumor tissue. The immunogenicity of the identified neoantigens can be tested using ELISPOT assays, thereby narrowing down the list to only actionable neoantigens, which is a critical criterion for potential therapeutic targets. In addition, we identified a group of antigens known as tumor-associated antigens, which are derived from proteins present in both healthy and tumor tissue but appear to be exclusively presented in the immunopeptidome of tumor tissue. This finding is potentially significant because these antigens are shared across multiple patients, unlike the patient-specific variants, which would only benefit those with the exact mutation. A targeted approach against these tumor-associated antigens could benefit a larger group of patients. However, this finding needs to be validated in a larger cohort, and the immunogenicity of these antigens must also be tested.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Onderzoek met betrekking tot klinisch biologische aspecten van immunologie in de oncologie. 01/12/2020 - 31/12/2025

Abstract

Elk jaar krijgen 1,8 miljoen mensen de diagnose longkanker, wat nog steeds een van de meest voorkomende kankers is wereldwijd met naar schatting 1,59 miljoen sterfgevallen als gevolg van kanker. De meerderheid van de patiënten wordt gediagnosticeerd met lokaal gevorderde of gemetastaseerde ziekte. Slechts een minderheid van de longkankerpatiënten reageert op de huidige behandelingen vanwege resistentie tegen deze therapieën. Het staat al geruime tijd vast dat het falen of onderdrukken van de immuunrespons een van de belangrijkste factoren is bij de ontwikkeling en progressie van kanker. Zowel T- als B-immuuncellen kunnen vreemde kwaadaardige cellen herkennen, maar in een zich ontwikkelende tumor lijkt hun functie onderdrukt. Verschillende onderzoeken suggereren dat de (her) activering van een antitumor immuunrespons kan resulteren in tumorregressie en daarom wordt immunotherapie beschouwd als een geldig pad voor de behandeling van kanker. Immunotherapie probeert de immuunrespons van het lichaam te versterken om kwaadaardige cellen te herkennen en te elimineren. Immuuntherapie kan gericht zijn op het wegnemen van de rem op een immuunrespons (immuuncontrole-remmingstherapie) en ook op het versterken van het arsenaal van de immuuncellen door ze aan te sturen tegen tumorspecifieke antigenen. Elke cel stelt hun gezondheidstoestand van cellen bloot aan immuuncellen door peptiden aan het celoppervlak aan te bieden. Analyse van deze immuunpeptiden kan belangrijke inzichten opleveren in kanker: het in kaart brengen van het immunopeptidoom is een benadering om nieuwe aanknopingspunten te identificeren voor specifieke peptide-gecentreerde immuuntherapieën of om biomarkers te verschaffen voor de stratificatie van patiënten voor immuuntherapie. In dit project willen we peptiden die gepresneteerd worden door tumorcellen zo goed mogelijk in kaart brengen met de nieuwste technologie (de zogenaamde immunopeptidomics). We moeten daarom een ​​aantal van deze beperkingen aanpakken en een state-of-the-art immunopeptidomics-platform opzetten voor toepassing op het gebied van (long) oncologie. Recente ontwikkelingen in massaspectrometrie (in het bijzonder massaspectrometrie met ingesloten ionenmobiliteit) hebben het potentieel om de detectielimiet en het aantal succesvolle peptide-identificaties in immunopeptidomica aanzienlijk te verbeteren. I CfP hebben we sinds kort toegang tot een TimsTOF-Pro, een van de meest gevoelige massaspectrometers die momenteel beschikbaar is. Bovendien zullen nieuwe (en bestaande) methodologieën voor peptide-identificatie worden ontwikkeld en geïntegreerd in immunopeptidomica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject