In de media: Digitale goudmijn voor onderzoek naar betere kankerbehandeling

04-05-2021

De Nederlandse Hartwig Medical Foundation beschikt over een DNA-databank waarin alle door haar gegenereerde genetische en door ziekenhuizen aangeleverde klinische data – waaronder behandeluitkomsten – van patiënten met uitgezaaide kanker in Nederland worden verzameld. Het is de grootste databank ter wereld op dit gebied. Wetenschappers nationaal en internationaal weten de weg er naartoe steeds beter te vinden. Het feit dat nu in andere landen soortgelijke databanken worden opgezet, opent de weg om koppelingen tot stand te brengen die wetenschappelijk kankeronderzoek een extra impuls kunnen geven.

ICT&health, door Frank van Wijck

158 goedgekeurde dataverzoeken en 16 publicaties op basis van gegevens uit de database van Hartwig Medical Foundation: een mooie score zes jaar na de oprichting van deze stichting in 2015, bedoeld om tot een landelijke databank te komen met genetische en klinische gegevens van patiënten met uitgezaaide kanker. “We wisten dat kankerbehandeling beter moest en kon”, vertelt Edwin Cuppen, hoogleraar humane genetica in het UMC Utrecht en mede-initiator en wetenschappelijk directeur van Hartwig Medical Foundation. “In de diagnostiek van kanker kijken we nog steeds vooral naar de plek waar de primaire tumor zich bevindt als basis voor een behandeling. Maar ondertussen hebben we het volledige menselijke DNA in kaart gebracht en zijn we heel gedetailleerd in staat om fouten daarin, de basis van kanker, in kaart te brengen. Dat is ook nodig, met de ontwikkeling van geneesmiddelen die ingrijpen op specifieke eigenschappen van de tumor, om te waarborgen dat die medicijnen doelgericht kunnen worden ingezet voor de patiënten die er de meeste kans op een behandeleffect van ondervinden.”

Basis voor onderzoek

De data die in de Hartwig Medical Database worden verzameld van het DNA van mensen met kanker, kunnen worden gebruikt voor de behandeling van de patiënten zelf, maar ook voor wetenschappelijk onderzoek voor verbetering van de zorg voor toekomstige patiënten. De verzameling van patiëntdata voor dit laatste doel begon bij het Center for Personalized Cancer Treatment, waardoor Hartwig Medical Foundation inmiddels patiëntmateriaal en data van 44 Nederlandse ziekenhuizen ontvangt, die tezamen 80 procent van de kankerpatiënten behandelen. De ziekenhuizen leveren – als de patiënt hiervoor toestemming geeft – weefsel en bloed aan. Hartwig Medical Foundation verwerkt deze tot genetische data van de tumor, ongeveer 150 GB per patiënt, die de data vervolgens onder strikte voorwaarden beschikbaar stelt aan onderzoekers in binnen- en buitenland.

“De focus ligt op patiënten met uitgezaaide kanker”, zegt Cuppen. “Inmiddels beschikken we over data van vijf- tot zesduizend patiënten. Daarmee hebben we op dit gebied wereldwijd de grootste database. In de Verenigde Staten bestaan wel research-initiatieven van beperkter omvang, en in Engeland bestaat een vanuit de overheid opgezette databank, maar die is niet gemakkelijk toegankelijk voor onderzoekers van buitenaf. Verder zijn er vooral veel gefragmenteerde initiatieven.”

Technisch, ethisch en juridisch

De data (in totaal inmiddels ruim 1 Petabyte) beschikbaar stellen voor wetenschappelijk onderzoek werpt technische, ethische en juridische vragen op. Voor wat betreft het technische deel: Hartwig Medical Foundation beschikt over geavanceerde DNA-sequencing-apparatuur. Het heeft een unieke robotsamenstelling voor geautomatiseerde DNA- en RNA-isolatie, samplebewerking en kwaliteitscontroles en werkt met de laatste cloud-gebaseerde IT oplossingen voor data processing.

IT manager Daphne van Beek vertelt hierover: “De traditionele computers op de universiteiten van de onderzoekers zouden te zwaar belast worden als zij zelf de databestanden per patiënt moesten verwerken, die stellen we dus in de cloud beschikbaar. We brengen zo de onderzoeker naar de data en niet de data in vele kopieën naar de onderzoekers. Encrypted uiteraard en de data blijven exclusief onder ons beheer. Google krijgt er geen toegang toe. We besteden ook veel werk aan het up-to-date houden van de database en maken nieuwe aanvullingen beschikbaar in alle

Hartwig Medical Foundation werkt met eigen software engineers, vertelt data scientist Sandra van den Broek. Onderzoekers die toegang willen krijgen tot data dienen een aanvraag in, waarbij ze ook hun onderzoeksvraag toelichten. Die moet bijdragen aan betere behandeling van kankerpatiënten, in lijn zijn met de informed consent-afspraken die met de patiënt zijn gemaakt en met de AVG-regels.

“Onze wetenschappelijke raad bepaalt de waarde en haalbaarheid van het onderzoek en de data access board – waarin juristen en een patiëntvertegenwoordiger actief zijn – en kijkt naar de ethische en juridische aspecten. Wordt akkoord verleend, dan tekent de onderzoeker die over de data wil beschikken een standaard licentieovereenkomst om datamisbruik te voorkomen, waarna de data beschikbaar worden gesteld. Een access control list waarborgt dat hij uitsluitend die data uit onze databank tot zijn beschikking krijgt die voor het onderzoek relevant zijn.”

Uitbreiding met real world data

Tot op heden bevat de databank uitsluitend data van patiënten die in studies zijn geïncludeerd. “We staan nu op het punt dat we dit gaan uitbreiden naar data uit routinediagnostiek, om ook real world data tot onze beschikking te krijgen”, vertelt Cuppen. “De verwachting is dat ook hiervoor veel patiënten bereid zullen zijn materiaal ter beschikking te stellen, om zo de zorg voor toekomstige kankerpatiënten beter te maken. Dat vertrouwen moeten we winnen en behouden, en dat doen we als not for profit-organisatie door data op transparante wijze beschikbaar te stellen, uitsluitend voor onderzoek in het algemeen belang en door partijen zonder winstoogmerk.”

Wetenschappers weten de databank inmiddels goed te vinden. “Zowel voor klinisch onderzoek naar de respons op geneesmiddelen bij bepaalde mutaties als voor basaal onderzoek naar biomarkers met behulp van artificial intelligence”, zegt Van den Broek.

Een sprekend voorbeeld is prostaatkankeronderzoek, voegt Cuppen toe: “We weten dat er hierbij sprake is van diverse genmutaties. Iedere patiënt een uniek geneesmiddel geven dat daarbij aansluit, kan natuurlijk niet, maar werken met subgroepen – een patients like me-achtige benadering, is wel een reële optie. Door per tumorsoort subgroepen te definiëren, kan een koppeling worden gemaakt met gevoeligheid voor specifieke geneesmiddelen. Zo kan deze subgroepclassificatie voor toekomstige patiënten gebruikt worden om te stratificeren naar verschillende behandelingen. De vervolgstap is natuurlijk dat dergelijke hypothesen in een klinische studie getest worden voordat werkwijzen in de behandelpraktijk worden aangepast.”

Een ander voorbeeld van onderzoek dat op basis van de data wordt verricht, heeft betrekking op het niet-coderende deel van DNA dat in het verleden wel werd aangeduid als junkDNA, maar waarin veel regulerende elementen aanwezig zijn. Cuppen: “Een onderzoeksgroep van Harvard Medical School is nu op basis van onze data onderzoek aan het doen naar de rol daarvan in kanker.”

Koppelingen tot stand brengen

Inmiddels ontstaan ook in andere landen initiatieven voor de opzet van databanken zoals die van Hartwig Medical Foundation. Cuppen: “Wij hebben daar vaak enige jaren voorsprong op, maar we helpen ze graag verder. Onze ambitie is immers onze databank te koppelen aan andere databanken, om zo nog veel meer gegevens voor wetenschappelijk onderzoek beschikbaar te stellen. Natuurlijk brengt dit weer nieuwe complexe vraagstukken met zich mee op de gebieden van ICT, wetgeving en privacy – het laatste zelfs nog als de patiënt hiertoe al toestemming heeft gegeven. Maar wat dat betreft zijn er ontwikkelingen die ons kunnen helpen om deze problemen te overwinnen.”

In de eerste plaats is dat de coronapandemie, die de roep en noodzaak om het delen van data ten behoeve van wetenschappelijk onderzoek duidelijk versterkt. Daarnaast pleiten de Nederlandse Federatie van Universitaire medische centra en de internationaal opererende biobankorganisatie BBMRI ervoor om infrastructuur en regelgeving in te richten om onderzoekers optimaal toegang te geven tot de mogelijkheden die databestanden kunnen bieden. En er is de Global Alliance for Genomics & Health, die standaarden ontwikkelt voor efficiënte en veilige uitwisseling van data, benadrukt Cuppen tot slot. “Dat zijn allemaal ontwikkelingen die ons kunnen helpen in ons streven om de behandeling van patiënten met kanker structureel te verbeteren.”