Onderzoekers van de University of California San Diego (UCSD) hebben een veelbelovende nieuwe benadering ontwikkeld om de meest hardnekkige kankercellen aan te pakken: de zogeheten kankerstamcellen. Deze cellen spelen een sleutelrol bij het ontstaan van uitzaaiingen, therapieresistentie en het terugkeren van kanker na behandeling.
Met behulp van AI slaagde het onderzoeksteam erin deze cellen te herprogrammeren, waardoor ze uiteindelijk zichzelf vernietigden. De doorbraak, gepubliceerd in Cell Reports Medicine, markeert een grote stap richting veiligere, meer gerichte kankertherapieën.
De achilleshiel van kanker: kankerstamcellen
Volgens hoofdonderzoeker prof. dr. Pradipta Ghosh, hoogleraar geneeskunde en moleculaire biologie aan UCSD, vormen kankerstamcellen de “ware overlevingsmachine” van tumoren. “Ze zijn als kameleons,” legt ze uit. “Net als je denkt dat je ze gevonden hebt, veranderen ze van vorm of identiteit. Ze kunnen zich verstoppen binnen tumoren en ontwijken vrijwel elke vorm van therapie.” Deze cellen zijn medeverantwoordelijk voor het terugkeren van kanker, zelfs na ogenschijnlijk succesvolle behandelingen.
Om deze cellen te slim af te zijn, ontwikkelde het team een AI-gestuurde analysetool genaamd CANDiT (Cancer Associated Nodes for Differentiation Targeting). Deze software onderzoekt de genetische opbouw van een tumor en identificeert de biologische netwerken die verantwoordelijk zijn voor de kwaadaardige eigenschappen van kankerstamcellen. Het unieke van CANDiT is dat het start vanuit één cruciaal gen. In dit geval was dat CDX2, een gen dat essentieel is voor gezonde celdeling maar vaak ontbreekt in agressieve kankertypen. Vervolgens wordt met behulp van machine learning een compleet genetisch netwerk in kaart gebracht dat betrokken is bij het gedrag van de tumor.
Van AI-analyse naar concrete therapie
Door data te analyseren van meer dan 4.600 menselijke tumoren, ontdekte CANDiT dat een specifiek eiwit, PRKAB1, een sleutelrol speelt bij het herstel van de CDX2-functie. Dit eiwit helpt cellen om te reageren op stress, en wanneer het wordt geactiveerd met een bestaand geneesmiddel, beginnen de kankerstamcellen zich te gedragen als gezonde cellen. Verrassend genoeg leidde deze “reprogrammering” ertoe dat de cellen uiteindelijk spontaan afstierven.
“Het was alsof de cellen niet konden leven zonder hun kankergedrag,” vertelt dr. Saptarshi Sinha, eerste auteur van het onderzoek en interim-directeur van het Center for Precision Computational Systems Network (PreCSN) aan UCSD.
Virtuele klinische proeven
Om de resultaten te valideren, testte het team de therapie op patiënt-afgeleide organoïden. Dit zijn miniatuurversies van menselijke tumoren die in het laboratorium worden gekweekt. Deze 3D-modellen bootsen de structuur en functie van echte tumoren nauwkeurig na, waardoor onderzoekers behandelingen kunnen testen zonder risico voor patiënten.
“Het is alsof we klinische proeven uitvoeren in een petrischaaltje,” zegt Ghosh. “Wat normaal jaren duurt, kunnen we nu in enkele maanden bereiken.” De experimenten toonden niet alleen aan dat de therapie effectief was, maar ook dat deze veilig en specifiek werkt, zonder schade aan gezonde cellen.
Kankerbehandeling op maat dankzij AI
Daarnaast ontwikkelden de onderzoekers een genetische handtekening waarmee kan worden voorspeld welke patiënten het meest zouden profiteren van deze behandeling. Door simulaties van klinische studies met meer dan 2.100 patiëntgegevens ontdekten ze dat het herstel van CDX2 de kans op terugkeer of overlijden bij darmkanker met tot wel 50% kan verlagen.
Deze bevindingen benadrukken het enorme potentieel van AI in de oncologie. Waar traditionele behandelingen vaak gebaseerd zijn op brede benaderingen, maakt CANDiT het mogelijk om therapieën volledig te personaliseren, afgestemd op het unieke genetische profiel van iedere tumor.
Bredere toepassingen in de toekomst
Het onderzoeksteam werkt inmiddels samen met andere afdelingen binnen UCSD om de methode uit te breiden naar andere kankersoorten, waaronder pancreas-, maag-, slokdarm- en galblaaskanker. Tegelijk ontwikkelt chemicus prof. dr. Jerry Yang een krachtiger variant van het gebruikte geneesmiddel, met als doel om binnenkort klinische trials te starten.
“Voor het eerst kunnen we de stamcellen die kanker aandrijven niet alleen identificeren, maar ook uitschakelen,” besluit Ghosh. “Deze aanpak laat zien dat AI niet alleen helpt bij diagnose, maar een directe rol kan spelen in het herschrijven van de regels van kankerbehandeling.”
Met deze combinatie van kunstmatige intelligentie, genetische precisie en patiëntspecifieke modellen komt de belofte van écht gepersonaliseerde oncologie een stap dichterbij. Een toekomst waarin zelfs de meest weerbarstige kankercellen geen schijn van kans meer maken.
