Het medicijn methotrexaat in kinderen met leukemie

De werking van het medicijn methotrexaat in kinderen met acute lymfatische leukemie

Introductie 
Methotrexaat is een van de belangrijkste medicijnen bij de behandeling van kinderen met acute lymfatische leukemie (ALL). MTX wordt door de leukemiecel opgenomen, waarna het wordt omgezet in zogenaamde polyglutamaat vormen van methotrexaat. Bij dit proces is een enzym betrokken, genaamd folylpolyglutamaat synthetase (FPGS).

De omzetting van het medicijn heeft twee belangrijke therapeutische voordelen; (1) de andere vormen van het medicijn hebben een aanzienlijke langere verblijfsduur in de leukemiecel, en (2) ze bewerkstelligen een krachtiger effect op de leukemiecel. Wanneer het medicijn niet wordt omgezet, is de behandeling minder effectief, of kan er sprake zijn van resistentie tegen het medicijn. 

Bij ongeveer 25% van de kinderen met ALL blijkt het medicijn methotrexaat niet goed te werken. Het is belangrijk om te weten waarom het niet goed werkt en of dit eventueel al in een vroegtijdig stadium te voorspellen is. 
Dit onderzoek concentreert zich op de rol van het enzym in de resistentie tegen dit medicijn bij kinderen met ALL. Specifiek wordt onderzocht of er verstoringen zijn waar te nemen in het erfelijke materiaal dat codeert voor dit enzym waardoor er uiteindelijk een niet goed functionerend enzym wordt aangemaakt en waardoor het medicijn niet meer goed kan worden omgezet.

Hiertoe wordt een test ontwikkeld waarmee dit soort defecten snel kunnen worden opgespoord. Enerzijds kan deze test worden ingezet aan de start van de behandeling, om te zien of het enzym goed werkt, anderzijds ook tijdens de behandeling, om na te gaan of het enzym niet verandert, wat kan duiden op de ontwikkeling van resistentie tegen het medicijn. Op deze manier kan er zo goed mogelijk therapie “op maat” worden toegepast met dit belangrijke medicijn. 

Conclusie
Een DNA code wordt omgezet in een RNA code die vervolgens wordt afgelezen waardoor een specifiek eiwit wordt gevormd. In dit project is de volledige RNA code van kinderen met leukemie onderzocht In de onderzochte leukemiecellen bleken veranderingen in het RNA dat codeert voor het FGPS enzym aanwezig te zijn waardoor er verschillende vormen van het FPGS enzym gevormd kunnen worden. Dit kan leiden tot een verminderde werking van het eiwit. Deze veranderingen in de RNA code werden niet in normale bloedcellen van controlepersonen aangetroffen.

Opmerkelijk was wel dat we verschillende van deze veranderingen in normale beenmergcellen aantroffen. Een belangrijke volgende stap is om te onderzoeken of, en in welke mate, de aanwezigheid van deze veranderingen in de RNA code ook daadwerkelijk aanleiding geven tot een veranderde werking van het eiwit FPGS en resistentie tegen het medicijn methotrexaat.

Voor overige experimenten is er gebruik gemaakt van ALL cellijnen, die langere tijd op het laboratorium gekweekt kunnen worden. Op het gerenommeerde Technion-Israel Institute of Technology in Haifa, Israël is er met moleculaire technieken het FPGS RNA in leukemiecellen veranderd, om daarmee de gevolgen van de RNA veranderingen in de gevoeligheid voor het medicijn te bepalen. Zodra er bekend is welke veranderingen in het RNA gerelateerd zijn aan resistentie tegen het medicijn methotrexaat, zullen de leukemiecellen van een groot aantal kinderen met ALL getest worden op deze veranderingen. De aanwezigheid van deze veranderingen kan dan gelinkt worden aan eerder gemeten activiteit van het enzym FPGS. Ook kunnen de resultaten gerelateerd worden aan de respons van de kinderen op de therapie en de overleving.

In dit onderzoek is overtuigend bewijs gevonden dat veranderingen in het RNA dat codeert voor het enzym FPGS nadrukkelijk voorkomen in leukemiecellen van kinderen met ALL en ALL-cellijnen. De exacte veranderingen in het enzym FPGS die betrokken zijn bij methotrexaat resistentie en de mogelijke mechanismen die aan dit proces ten grondslag liggen zijn echter nog onbekend en is onderwerp voor vervolgonderzoek.

Onderzoeksnummer: 71
Centrum: VU medisch centrum Amsterdam
Startjaar: 2010
Looptijd: 2 jaar 
Totale kosten/bijdrage KiKa: € 156.343