Onderzoek Ken Op de Beeck

Abstract

Maligne pleuraal mesothelioom (MPM) is een zeldzame en zeer agressieve tumor die ontstaat door blootstelling aan asbest. Door de aspecifieke symptomen en de nood aan beeldvorming en weefselbiopsie, wordt MPM pas laat gediagnosticeerd, wat leidt tot een slechte prognose. Bovendien is terugval na de huidige therapieën (chemotherapie en immunotherapie) onvermijdelijk, wat therapie louter palliatief maakt. Er is dus dringend nood aan zowel een vroegtijdige diagnose, als aan het detecteren van chemotherapie-resistentie om de levenskwaliteit te verhogen. Daarom zal ik in dit project een diagnostisch en een follow-up biomerkerpanel maken, die gebaseerd zijn op MPM-specifieke moleculaire alteraties (copy number alteraties (CNAs) en differentieel gemethyleerde CpG locaties) en die kunnen worden opgespoord in vloeibare biopten. Ik heb een van patiënten afgeleid organoïde model gemaakt, dat tijdens het project verder zal worden geoptimaliseerd. Dit model zal gebruikt worden om chemotherapie-gerelateerde veranderingen in het genoom en methyloom op te sporen. Vervolgens zullen de twee biomerkerpanels met een zeer sensitieve nieuwe detectietechniek opgespoord worden in circulerend tumor DNA van vloeibare biopten, waardoor snelle en minimaal invasieve tumordetectie mogelijk wordt. Het doel van dit project is dan ook om vroegtijdige diagnose te verbeteren en om patiënten tijdens chemotherapie te kunnen opvolgen om zo onnodig toxische behandelingen te vermijden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Op de Beeck Ken
• Mandaathouder: De Meulenaere Nele

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Oncologisch Onderzoek (CORE)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project zal bijdragen tot een herindiening van het PhotoCan EU projectvoorstel. PhotoCan zal bijdragen tot de screening en vroegtijdige opsporing van kanker via de elektrochemische detectie van (epi)genetische biomerkers. Deze biomerkers worden in toenemende mate ontdekt en gevalideerd, maar de toepasbaarheid in de dagelijkse medische praktijk vereist goedkope, snelle, nauwkeurige en gevoelige detectieapparatuur. Om dit te bereiken wordt het gecombineerde gebruik voorgesteld van elektrochemische detectie met licht getriggerde sensortechnologie voor de specifieke en gevoelige detectie van vooraf geselecteerde kanker(epi)genetische biomerkers. De toepassing van deze technologie met enkelvoudige en multiplexing mogelijkheden heeft tot doel de technologie te bevorderen en te integreren in prototypes die in een relevante omgeving worden gedemonstreerd voor zowel screening van colorectale kanker (hoge incidentie) als point-of-care testen van pancreas ductaal adenocarcinoom (lage incidentie). Via de betrokkenheid van oncologen, laboranten, gezondheidswerkers, burgers (gezond en patiënten), screeningsprogramma's en beleidsmakers op het gebied van gezondheid zal PhotoCan zich vanaf het begin bezighouden met de uitvoeringsvereisten, wat zal leiden tot een maximale opname in bestaande screeningsprogramma's op bevolkingsniveau, het opzetten van nieuwe EU-brede screeningsprogramma's en het creëren van op risico's gebaseerde strategieën voor vroegtijdige opsporing op punt van zorg voor dodelijke kankers met een lage incidentie. Deze SEP-subsidie zal worden gebruikt om een wetenschapper aan te stellen om 1) een nog sterker netwerk op te zetten met meer partners uit verschillende EU-landen, gekenmerkt door een verschillende uptake in bevolkingsonderzoeken, 2) experimenten uit te voeren om (epi)genetische biomerkers voor kanker op te sporen om een sterkere case te hebben om stakeholders uit het veld uit te nodigen (screeningprogramma's) en 3) de enorme inspanningen om tot een nieuwe indiening te komen te coördineren, waarbij ook de feedback van de vorige indiening wordt verwerkt.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Wael Karolien
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Van Camp Guy

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerp Electrochemical and Analytical Sciences Lab (A-Sense Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Baarmoederhalskanker heeft een grote impact op de volksgezondheid en leidt jaarlijks tot ongeveer 150 sterfgevallen in België alleen. Ondanks dat er een bevolkingsonderzoek wordt georganiseerd in Vlaanderen, blijft 37% van de doelgroep niet bereikt door het traditionele programma dat gebruik maakt van uitstrijkjes. Voor deze niet-gescreende groep, zou zelf-afname een aantrekkelijk alternatief zijn. Infectie met het humaan papillomavirus (HPV) veroorzaakt in bijna alle gevallen baarmoederhalskanker. Daardoor wordt detectie van HPV nu ook gebruikt als screening test. Indien HPV gevonden wordt, is er een extra test (triage) nodig om onnodige behandelingen te voorkomen. De meeste HPV infecties worden door het lichaam zelf opgeruimd en leiden dus niet tot kanker. Voor de triage worden afwijkende cellen opgespoord in het uitstrijkje. HPV detectie werkt goed op zelf-afgenomen stalen, maar triage door detectie van afwijkende cellen is niet mogelijk in dit type staal. Wij willen een test ontwikkelen waarin de detectie van HPV en de triage in één stap gedaan wordt op zelf-afgenomen stalen (alsook traditionele uitstrijkjes). Zo willen we meer vrouwen bereiken en minder vrouwen verstoren. Minder vrouwen zullen doorverwezen worden naar de gynaecoloog wat leidt tot minder verontrusting. Dus in dit project willen we meer vrouwen bereiken en ze een betere voorspelling geven van hun kankerrisico.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vorsters Alex
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Van Keer Severien

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Evaluatie van Vaccinaties (CEV)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

37% van de populatie die in aanmerking komt voor cervix kanker screening in Vlaanderen wordt niet bereikt met het huidige programma. Hier zou zelf-afname een alternatieve strategie kunnen vormen. Persistente infectie met het humaan papillomavirus (HPV) is de oorzaak van bijna alle cervix kankers. HPV DNA detectie wordt dan ook gezien als de huidige superieure screening test door zijn verhoogde sensitiviteit vergeleken met cytologie. Daarentegen heeft het een lagere klinische specificiteit doordat de meerderheid van de HPV infecties spontaan verdwijnt en niet leidt tot ziekte. Er is dus behoefte aan een extra triage test (bv. cytologie) om onnodige doorverwijzingen te vermijden. HPV DNA-gebaseerde screening kan al gedaan worden op zelf-afgenomen stalen, maar dit is niet het geval voor cytologie. Door een volledig moleculaire, gecombineerde screen en triage aanpak (in één stap) te ontwikkelen die gebaseerd is op HPV DNA detectie, kwantificatie, genotypering, en DNA methylatie en toegepast kan worden op zelf-afgenomen stalen (en ook cervix stalen), zullen we een oplossing bieden voor de huidige uitdagingen in screening en triage bij zelf-afname. Dit zou onnodige doorverwijzingen vermijden en beter klinisch management mogelijk maken van vrouwen die behandeling nodig hebben. Simultaan zou de participatie verhoogd worden wat de morbiditeit en mortaliteit van cervix kanker verlaagt. Dit heeft een positieve invloed op de gezondheid van patiënt en de kosten van de gezondheidszorg.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vorsters Alex
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Van Keer Severien
• Mandaathouder: van den Borst Eef

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Evaluatie van Vaccinaties (CEV)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Neuro-endocriene neoplasieën (NENs) vertonen klinische en biologische heterogeniteit, wat diagnosticeren uitdagend maakt. Bovendien hebben NENs de neiging traag te evolueren, waardoor langdurige opvolging nodig is om tumorgroei en respons op therapie te controleren. De huidige modaliteiten voor diagnose en opvolging van NENs zijn gebaseerd op beeldvorming en (herhaalde) weefselbiopsieën, maar deze hebben verschillende tekortkomingen wat een directe impact heeft op het leven van de patiënt. Vloeibare biopsieën winnen aan belangstelling als minimaal-invasieve manier voor snelle tumordetectie en voor het verzamelen van moleculaire informatie van de tumor met circulerend tumor DNA (ctDNA) als één van de meest veelbelovende nieuwe merkers. Dit ctDNA reflecteert zowel genetische als epigenetische alteraties van de tumor. Bijgevolg beoogt dit project gebruik te maken van vloeibare biopsieën om de diagnostische nauwkeurigheid te verbeteren en real-time monitoring mogelijk te maken. NEN-specifieke moleculaire alteraties, namelijk copynumber alteraties en differentieel gemethyleerde CpGs, zullen geïdentificeerd en geselecteerd worden om detectie en kwantificatie van ctDNA mogelijk te maken. Aangezien de huidige detectiemethoden, shallow whole genome sequencing en methyleringsarrays, niet in staat zijn om zeer lage concentraties ctDNA te detecteren, zullen twee nieuwe, zeer gevoelige multiplex assays gebaseerd op DNA sequencing en foto-elektrochemie, gebruikt worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: De Wael Karolien
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Peeters Marc
• Mandaathouder: Mariën Laura

Onderzoeksgroep(en)

• Medische Genetica (MEDGEN)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dikkedarmkanker (DDK) is de derde meest voorkomende vorm van kanker wereldwijd en de tweede belangrijkste kanker-gerelateerde doodsoorzaak. De standaard eerstelijnsbehandeling in patiënten met gemetastaseerde DDK (mDDK) omvat anti-EGFR therapie, wat de progressievrije en algehele overleving significant verbetert in RAS/BRAF wild-type patiënten. In deze groep van patiënten is de mate van respons echter slechts 30-50%. Dit wijst erop dat bijkomende resistentiemechanismen bestaan die ontdekt moeten worden. Detectie van resistentie met klassieke methoden heeft verscheidene gebreken. Daarom is er nood aan nieuwe, gevoelige en specifieke biomerkers om mDDK op te volgen. Preliminair onderzoek toonde aan dat gemethyleerde DNA biomerkers veelbelovend zijn voor detectie en follow-up van DDK. Daarom wil ik in dit project differentiële methylatie signaturen identificeren die primaire anti-EGFR respons kunnen voorspellen en verworven resistentie eerder dan standaard beeldvorming kunnen detecteren. Ik zal twee samengestelde assays ontwikkelen. Eén daarvan zal primaire resistentie merkers omvatten, om een predictietest op weefsel te ontwikkelen. Een ander assay zal voor bloed worden ontwikkeld, waarbij de verworven resistentie merkers als follow-up merkers zullen worden toegepast, om patiënten die anti-EGFR therapie ontvangen in real-time op te volgen. Het doel is de voorspelling van de respons van deze patiënten te verbeteren en ons dichter bij gepersonaliseerde geneeskunde te brengen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Peeters Marc
• Co-promotor: Van Camp Guy
• Mandaathouder: de Abreu Ana Regina

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Oncologisch Onderzoek (CORE)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Colorectaal kanker en borstkanker behoren tot de meest voorkomende en meest dodelijke kankers wereldwijd. Vroege detectie via de huidige screeningsprogramma's heeft geleid tot een daling in mortaliteit, maar er zijn nog steeds belangrijke limitaties, zoals gelimiteerde sensitiviteit en specificiteit, alsook invasiviteit. Er is nood aan een nieuwe, minimaal-invasieve, kosteneffectieve en zeer sensitieve diagnostische test voor screening en vroege detectie. Het is reeds aangetoond dat normaal en tumoraal weefsel onderscheiden kunnen worden via gemethyleerd circulerend tumor DNA (metctDNA). MetctDNA kan op een minimaal invasieve manier gedetecteerd worden in vloeibare biopten zoals plasma. Detectie van DNA methylatie gebeurt via bisulfiet conversie gevolgd door next-generation sequencing of droplet digital PCR. Dit omvat echter nadelen zoals DNA degradatie, lage sensitiviteit en gelimiteerde multiplex mogelijkheden. Op dit moment bestaat er geen efficiënte techniek voor de gelijktijdige analyse van verschillende metctDNA regio's in één test. Binnen onze onderzoeksgroep willen we daarom een nieuwe, sensitieve, multi-regionale metctDNA gebaseerde detectietest ontwikkelen. Deze techiek zal in dit project gebruikt worden om verschillende methyatie signaturen tussen normaal weefsel, pre-cancereuze letsels en tumoren op te sporen. Hiermee willen we de basis leggen voor een nieuwe, betere test voor screening en vroege detectie van colorectaal kanker en borstkanker.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Peeters Marc
• Co-promotor: Van Hal Guido
• Mandaathouder: Neefs Isabelle

Onderzoeksgroep(en)

• Medische Genetica (MEDGEN)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dikkedarm kanker (DDK) is één van de meest voorkomende maligniteit wereldwijd, en is één van de belangrijkste kankergerelateerde doodsoorzaken. De huidige eerste lijnsbehandeling voor patiënten met gemetastaseerde DDK bestaat uit een combinatie van chemotherapie en doelgerichte therapie (anti-epidermale groeifactor receptor therapie). Spijtig genoeg vertonen niet alle patiënten een goede respons op deze therapie. Het is gekend dat bepaalde moleculaire kenmerken van de tumor (zoals RAS mutaties) kunnen voorspellen of patiënten een goede kandidaat zijn voor deze therapie. Tumoren met een RAS mutatie zijn resistent tegen deze doelgerichte therapie. Soms zijn de tumoren vanaf het begin van de ziekte resistent tegen deze therapie (intrinsieke resistentie). Voorlopig kunnen we nog niet voor alle patiënten voorspellen of ze een gunstige respons zullen vertonen op een bepaalde therapie. Daarom is meer onderzoek nodig naar biomerkers die de respons op therapie of resistentie kunnen voorspellen, om zo alle patiënten de optimale/beste therapie te kunnen verzekeren. Epigenetische afwijkingen zoals afwijkende methylatie is een universeel kenmerk van tumoren. Preliminair onderzoek toonde aan dat afwijkende DNA methylatie een bron kan zijn van nieuwe veelbelovende predictieve biomerkers. Helaas ontbreken diepgaande studies over dit onderwerp nog. Daarom zullen we in dit project methylatie patronen van DDK bestuderen om nieuwe biomarkers voor resistentie tegen doelgerichte therapie te ontdekken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Op de Beeck Ken

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Oncologisch Onderzoek (CORE)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vroege en accurate detectie van kanker heeft potentieel om mortaliteit te reduceren, aangezien behandeling meer succesvol is in vroege stadia. De methodes die momenteel gebruikt worden voor de detectie en screening van kanker hebben belangrijke nadelen zoals lage sensitiviteit in vroege stadia en invasiviteit. Er is een duidelijke nood aan nieuwe minimaal invasieve, kost effectieve en gevoelige diagnostische testen die ook gebruikt kunnen worden voor vroege detectie. Circulerend tumor DNA (ctDNA) methylatie biomarkers hebben het potentieel om gebruikt te worden in zo'n minimaal invasieve testen voor kanker diagnose. Verdere studies zijn echter nodig om de beperkte sensitiviteit en specificiteit van methylatie ctDNA (MetctDNA) gebaseerde testen te verbeteren. Digital droplet PCR is de gouden standaard voor ctDNA analyse. De nood voor DNA beschadigende bisulfiet conversie en gelimiteerd aantal regio's die bekeken kunnen worden zijn echter belangrijke nadelen. Momenteel bestaat er geen kost effectieve, efficiënte techniek voor methylatie analyse van verschillende regio's in ctDNA. Om dit te verhelpen hebben we in ons labo een bewijs van principe behaald voor gevoelige, multi-regio MetctDNA gebaseerde bisulfiet vrije detectie techniek. Het algemene doel van dit project is om deze techniek te ontwikkelen tot een pan-kanker detectie test. Een hoge sensitiviteit en pan kanker prestatie wordt verwacht te behalen door het combineren van 1000 methylatie biomarkers met deze techniek.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Peeters Marc
• Mandaathouder: Van Houte Alena

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds VLK. UA levert aan VLK de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: van Meerbeeck Jan
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Mandaathouder: Hylebos Marieke

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Neuroendocriene tumoren (NET) vormen een heterogene groep kankers. De 3'kinase phosphoinositide-3-kinase/Akt/mammalian target of rapamycin (PI3K-Akt-mTOR) signaaltransductieweg speelt een belangrijke rol in celgroei, proliferatie, celoverleving en proteïnesynthese van NET. Mutaties in genen die deze signaaltransductieweg reguleren, werden reeds beschreven in pancreatische NET (PNET). Daarenboven is verhoogde mTOR expressie en activiteit geassocieerd met een hogere proliferatieve capaciteit en een slechtere prognose. mTOR is een interessant doelwit voor NET therapie met mTOR-inhiberend rapamycine en analogen (rapalogen) zoals everolimus. mTOR functioneert als katalytische onderdeel van twee functioneel verschillende complexen: het mTOR complex 1 (mTORC1) en mTOR complex 2 (mTORC2). Hoewel ze effectief mTORC1 blokkeren, hebben rapalogen maar een beperkt, dosisafhankelijk effect op mTORC2. Recente fase III studies met everolimus tonen een verbeterde progressievrije overleving in monotherapie bij progressieve gevorderde PNET en in combinatie met langwerkend octreotide bij gevorderde carcinoïdtumoren. Er wordt echter een adapatieve resistentie tegen mTOR inhibitie door rapalogen beschreven. Deze adaptieve resistentie wordt mogelijk veroorzaakt door een inductie van een activerende fosforylatie van Akt, een molecule stroomopwaarts van mTOR in de PI3K-Akt-mTOR signaalstransductieweg. Het effect van rapalogen op de mTOR signalisatie wordt mogelijk omzeild door een verhoogde activiteit van mTORC2 en dit kan leiden tot resistentie tegen rapalogen. Het eerste doel van deze studie is om te onderzoeken welke mechanismen een belangrijk rol spelen in adapatatie aan everolimusbehandeling in PNET. Om dit te verwezelijken, wordt in vitro transscriptie en fosforylatie van de componenten van de PI3K-Akt-mTOR signaalstransductieweg bestudeerd in sensitieve en secundair resistente PNET cellijnen. Voor de transcriptiestudies, zal genexpressie microarray uitgevoerd worden op RNA afkomstig van de sensitieve cellijnen en deze met geïnduceerde (secundaire) resistentie. De rol van Akt-fosforylatie door de verminderde inhibite van de S6K1-IRS-IGF as en andere ongekende feedback loops worden geëvalueerd met behulp van western blotting. Het tweede doel van de studie is om te bepalen of DNA methylatie van genen en promotorregio's, die geassocieerd zijn met de mTOR signaalstransductieweg, een rol spelen in de adaptieve resistentie tegen everolimus. Hiervoor wordt de DNA methylatiestatus van sensitieve en secundair resistente PNET cellijnen bestudeerd met de Illumina Infinium methylatie 450k beadchip microarray. Deze data worden geïntegreerd met de transcriptie microarray gegevesn om functionale methylatiepatroonveranderingen te identificeren. In patiëntenmateriaal, worden belangrijke epigenetische veranderingen gekwantificeerd via pyrosequencing en gecorreleerd met genexpressie , bestudeerd met real time PCR. Verder word dit gecorreleerd met de resistentie tegen everolimus in een retrospectieve studie met als doel het beschrijven van predictieve biomerkers voor therapierespons bij everolimus. Het derde doel van deze studie is evalueren of duale inhibitie van mTOR en interessante therapeutische doelen (zoals IGF, PI3K, mTORC2, EGFR), geïdentificeerd in het eerste gedeelte van het project, everolimusresistentie kunnen omzeilen. De rol van transcriptie en forforylatie van de PI3K-Akt-mTOR signaalstransductieweg gedurende duale inhibitie zal bestudeerd worden in vitro in sensitieve en secundair resistente PNET cellijnen. Een in vivo experiment met een orthotoop PNET kankermodel zal duale inhibitie vergelijken met placebo, alleen mTOR inhibitie en inhibitie van de geïdentificeerde therapeutische doelen. Respons zal geëvalueerd worden via microPET/CT. Deze resultaten zullen gecorreleerd worden met activatie van de PI3K-Akt-mTOR signaalstransductieweg in ex vivo studies met immunohistochemie, real time PCR en western blotting.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Marc
• Co-promotor: Op de Beeck Ken
• Co-promotor: Pauwels Patrick

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met dit onderzoek zullen we trachten de fysiologische functie van DFNA5 te ontrafelen en de pathofysiologische mechanismen die aan de basis liggen van DFNA5-geassocieerd gehoorverlies verder op te helderen. Concreet zullen we trachten het toxisch eiwitgedeelte binnen DFNA5 te lokaliseren, de 'pathways' te ontrafelen waarbinnen wild type DFNA5 werkzaam is en via genetische associatiestudies een link aan te tonen met ouderdomsslechthorendheid (Age Related Hearing Impairment: ARHI).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Van Laer Lut
• Mandaathouder: Op de Beeck Ken

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met dit onderzoek zullen we trachten de fysiologische functie van DFNA5 te ontrafelen en de pathofysiologische mechanismen die aan de basis liggen van DFNA5-geassocieerd gehoorverlies verder op te helderen. Concreet zullen we trachten het toxisch eiwitgedeelte binnen DFNA5 te lokaliseren, de 'pathways' te ontrafelen waarbinnen wild type DFNA5 werkzaam is en via genetische associatiestudies een link aan te tonen met ouderdomsslechthorendheid (Age Related Hearing Impairment: ARHI).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Van Laer Lut
• Mandaathouder: Op de Beeck Ken

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met dit onderzoek zullen we trachten de fysiologische functie van DFNA5 te ontrafelen en de pathofysiologische mechanismen die aan de basis liggen van DFNA5-geassocieerd gehoorverlies verder op te helderen. Concreet zullen we trachten het toxisch eiwitgedeelte binnen DFNA5 te lokaliseren, de 'pathways' te ontrafelen waarbinnen wild type DFNA5 werkzaam is en via genetische associatiestudies een link aan te tonen met ouderdomsslechthorendheid (Age Related Hearing Impairment: ARHI).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Camp Guy
• Co-promotor: Van Laer Lut
• Mandaathouder: Op de Beeck Ken

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject