Een kankertumor en een bloedvat dat zich splitst in kleinere bloedvaten.

VIB-KU Leuven identificeert 3 eiwitten die nieuwe doelwitten kunnen worden in strijd tegen kanker en oogaandoeningen

Bloedvaten spelen een belangrijke rol in het normaal functioneren van het menselijk lichaam, en ook, als het mis gaat, bij een aantal aandoeningen. Een team van onderzoekers uit verschillende disciplines van het VIB-KU Leuven Centrum voor Kankeronderzoek identificeerde drie verschillende eiwitten die in verband staan met het metabolisme van de "endotheelcellen", de bouwstenen die de bloedvaten vormen. De eiwitten spelen een sleutelrol in de groei en werking van bloedvaten, en - op termijn - kunnen ze mogelijk gebruikt worden in nieuwe therapieën voor bloedvat-gerelateerde ziekten, waaronder kanker en ernstige oogaandoeningen. 

Voor zijn baanbrekend onderzoek ontvangt Peter Carmeliet, de leider van het team, overigens een prestigieuze internationale wetenschapsprijs, de 2018 Heinekenprijs voor Geneeskunde.

Alle organen in het menselijk lichaam hangen af van bloedvaten voor de aanvoer van zuurstof en voedingsstoffen. In verscheidene ernstige aandoeningen, waaronder kankers en diabetes, "ontsporen" de bloedvaten echter en beginnen ze te woekeren of verliezen ze hun normale functies.

Gezien het stijgende aantal kanker- en diabetespatiënten, is er dringend nood aan nieuwe therapieën voor bloedvat-gerelateerde ziekten, ziekten die verband houden met de bloedvaten. Bovendien zouden dergelijke nieuwe therapieën gebaseerd moeten zijn op geheel andere moleculaire mechanismen dan de momenteel beschikbare strategieën, die beperkt succes hebben ondermeer vanwege resistentiemechanismen.

De huidige therapieën zijn meestal zogenoemde anti-VEGF therapieën, die medicatie gebruiken om "vascular endothelial growth factor" (VEGF) te blokkeren. VEGF is een signaaleiwit dat door de cellen geproduceerd wordt, en dat de vorming en de groei van bloedvaten stimuleert. Anti-VEGF therapieën worden gebruikt tegen kankers en leeftijdsgebonden maculadegeneratie, een ernstige oogaandoening. Bij kankers vermindert de groei van de tumoren in eerste instantie door de behandeling, maar daarna treedt er vaak blijkbaar resistentie op en ontwikkelen de tumoren zich toch voort. 

Om beter te begrijpen wat nu exact bepaalt of een bloedvat zich normaal of abnormaal gaat gedragen, richt het wetenschappelijke onderzoek zich al enkele tientallen jaren op de endotheelcellen (EC), de afzonderlijke bouwstenen van een bloedvat. Peter Carmeliet en zijn medewerkers waren de eersten om aan te tonen dat het metabolisme - de stofwisseling - van deze endotheelcellen een cruciale rol speelt in de groei en werking van bloedvaten. Hun baanbrekend onderzoek heeft nu geleid tot de ontdekking van drie nieuwe mogelijke aanknopingspunten voor de ontwikkeling van therapieën voor bloedvat-aandoeningen.

Deze zeer nieuwe therapeutische benadering, die uitgaat van het metabolisme van de endotheelcellen, is veelbelovend en zou de momenteel beschikbare (anti-VEGF) therapieën kunnen overtreffen in de nabije toekomst in termen van werkzaamheid

Professor Peter Carmeliet

Drie eiwitten

De leden van het team identificeerden zoals gezegd drie belangrijke eiwitten, en publiceerde hun bevindingen in drie studies die in de loop van een week gepubliceerd werden in de wetenschappelijke tijdschriften "Nature" en "Cell Metabolism". 

In een eerste studie beschrijven onderzoekers Joanna Kalucka, Laura Bierhansl, Nadine Vasconcelos Conchinha en Rindert Missiaen, dat endotheelcellen vetzuren moeten verbranden om gezond te blijven en stressbelasting te weerstaan. Ze ontdekten dat een eiwit met de naam "CPT1A" een essentiële rol speelt in dit fenomeen, en publiceerden deze inzichten in de nieuwste editie van "Cell Metabolism".

Een andere publicatie in hetzelfde nummer van "Cell Metabolism", beschrijft het werk van Ulrike Brüning en Francisco Morales-Rodriguez, en toont aan dat remming van een enzym dat betrokken is bij de synthese van vetzuren,  "FASN" genaamd, excessieve groei van bloedvaten bij oogziekten voorkomt.

Ten slotte ontdekten Guy Eelen en Charlotte Dubois een totaal onverwachte rol voor het enzym "glutamine-synthetase" bij het in stand houden van de beweeglijkheid van de endotheelcellen. Die beweeglijkheid is een vereiste voor de vorming van bloedvaten, en ze wordt in stand gehouden via een mechanisme dat een vetzuur vereist dat "palmitate" heet. Hun onderzoeksresultaten verschenen in "Nature".

Hierdoor zijn CPT1A, FASN en glutamine-synthetase mogelijk nieuwe therapeutische doelwitten om bloedvat-gerelateerde aandoeningen te bestrijden. “Deze zeer nieuwe therapeutische benadering, die uitgaat van het metabolisme van de endotheelcellen, is veelbelovend en zou de momenteel beschikbare (anti-VEGF) therapieën kunnen overtreffen in de nabije toekomst in termen van werkzaamheid”, zei professor Carmeliet in een persmededeling van VIB-KU Leuven. 

Belangrijke prijs

Professor Carmeliet benadrukt in het persbericht dat het gaat om baanbrekend onderzoek. 

”Onze bevindingen werden gepubliceerd in de toonaangevende wetenschappelijke tijdschriften Nature en Cell Metabolism, en dat in één week tijd. Dat is hoogst uitzonderlijk en toont des te meer aan hoe veelbelovend onze ontdekkingen zijn en hoe verreikend de implicaties ervan kunnen zijn voor bloedvat-gerelateerde aandoeningen en de behandeling daarvan”, zei de professor.

Net voor deze nieuwe benadering in de zoektocht voor nieuwe therapieën, ontvangt Peter Carmeliet een belangrijke internationale erkenning, de Dr. A.H. Heinekenprijs voor Geneeskunde 2018. “Het ontvangen van de 2018 Heinekenprijs voor Geneeskunde, is een enorme erkenning voor het werk dat mijn groep heeft gedaan, het is een belangrijke stimulans om toponderzoek te blijven uitvoeren dat het leven van patiënten kan beïnvloeden in de toekomst”, zo zei Carmeliet.

Professor Carmeliet zal de Heinekenprijs in september in ontvangst nemen. In april ontving hij reeds de ARC Foundation Léopold Griffuel prijs voor fundamenteel basisonderzoek. Carmeliet is de eerste Belgische onderzoeker die de Heinekenprijs voor Geneeskunde ontvangt.

De prijs wordt beschouwd als een van de belangrijkste in het wetenschappelijk domein, en wordt algemeen beschouwd als een van de belangrijkste prijzen na de Breakthrough en de Nobelprijs. De tweejaarlijkse Heinekenprijs voor Geneeskunde "erkent unieke prestaties op het gebied van geneeskunde en wordt uitgereikt aan internationaal gerenommeerde onderzoekers, die baanbrekend medisch onderzoek hebben uitgevoerd met groot translationeel potentieel, en wiens onderzoek nog steeds essentieel is voor toekomstige innovatieve ontdekkingen."

Professor José van Dijck, de president van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen gaf toelichting bij de toekenning van de prijs. "De jury heeft Prof. Carmeliet geselecteerd als de winnaar van de Dr. A.H. Heinekenprijs voor Geneeskunde 2018 voor zijn werk aan de zeer relevante klinische toepassingen bij vasculaire aandoeningen en ALS, maar als hoogtepunt zijn recente ontdekking van het endotheelcel-metabolisme", zo zei hij.

Nog geen doorbraak in de behandeling

Het VIB benadrukt dat een doorbraak in onderzoek niet hetzelfde betekent als een doorbraak in de geneeskunde. De verwezenlijkingen van VIB-onderzoekers kunnen de basis vormen voor nieuwe therapieën, maar het ontwikkelingstraject daarnaar neemt nog jaren in beslag.

Omdat dit veel vragen kan oproepen, stelt VIB een e-mailadres ter beschikking. Iedereen kan er met vragen omtrent dit en ander medisch gericht onderzoek terecht: patienteninfo@vib.be