Patiënten met acute myeloïde leukemie die onder de microscoop een complete respons laten zien na de inductiechemotherapie, krijgen in een later stadium vaak toch een recidief. Promovendus Tim Grob ontdekte dat de kans hierop verband houdt met DNA-mutaties in meetbare restziekte.
tekst: Diana de Veld
Het proefschrift van arts-onderzoeker Tim Grob (Erasmus MC) heeft een relatief bescheiden omvang – “slechts” 145 pagina’s. ‘Ik had meer papers kunnen includeren, maar deze selectie vormt wat mij betreft een mooi geheel’, verklaart de kersverse doctor. ‘En het gaat tenslotte om de kwaliteit, niet om de kwantiteit.’ Met die kwaliteit zit het zeker goed, gezien de impact van de geselecteerde artikelen [REF1,2,3]. Bij het opzetten van studies hanteren Grob en zijn collega’s overigens dezelfde insteek, merkt hij op. ‘We voeren liever een paar heel grote studies uit waarvan de resultaten meteen toepasbaar zijn in de praktijk, dan dat we een studie opknippen in meerdere deelstudies.’
Moleculaire restziekte bepalen
De aanleiding voor Grobs promotieonderzoek vormde de frustratie over de terugkeer van acute myeloïde leukemie (AML) bij succesvol behandelde patiënten. ‘Die recidieven veroorzaken de slechte uitkomsten bij AML. Wij wilden weten: waar komt zo’n recidief vandaan? En kunnen we bepalen welke patiënten opnieuw leukemie ontwikkelen en welke niet?’ Vanwege de toenemende kennis over de rol van bepaalde DNA-mutaties bij het ontstaan van AML, kozen de onderzoekers voor next generation sequencing (NGS) technieken. ‘Daarmee wilden we zien welke mutaties tijdens de behandeling bleven bestaan, en in welke gevallen dat tot een recidief leidt’, verklaart Grob. Ze onderzochten dit bij 482 patiënten in HOVON-studieverband. ‘Zonder de HOVON was mijn onderzoek absoluut onmogelijk geweest’, benadrukt Grob.
De gekozen aanpak met NGS bleek succesvol. ‘Onze studie was de eerste grote studie die aantoonde dat het bepalen van moleculaire restziekte, oftewel de DNA-mutaties die persisteren bij patiënten in complete remissie na inductiechemotherapie, een toepasbare methode is bij AML’, vertelt hij. ‘Bijzonder is dat de mutaties die vroeg in de ontwikkeling van AML ontstaan, zoals DNMT3A, TET2 of ASXL1, afgekort DTA, helemaal geen verband blijken te houden met terugkeer van de ziekte. Terwijl laat ontstane mutaties juist het meest voorspellend zijn.’ De onderzoeker heeft daar wel een verklaring voor. ‘De mutaties die leiden tot AML ontstaan niet allemaal tegelijk – het is een soort glijdende schaal. De vroege mutaties komen ook wel voor bij gezonde individuen. Sterker nog: waarschijnlijk ontwikkelt bijna iedereen gedurende het leven wel dat soort DNA-afwijkingen. Die zeggen dus niet zoveel. Maar als je na de behandeling nog late mutaties ziet, dan is dat mogelijk een aanwijzing voor een agressieve leukemie-kloon die onvoldoende gereageerd heeft op de behandeling en die snel aanleiding zal geven tot een recidief.’
FLT3-ITD-mutatie als prognostische factor
In een vervolgstudie bij 161 AML-patiënten zoomde Grob in op de FLT3-ITD-afwijking. ‘Dit is een van de meest voorkomende afwijkingen in AML, waarvan we bovendien weten dat die heel laat ontstaat. Volgens de richtlijnen heeft het geen zin om deze mutatie te bepalen, omdat patiënten deze mutatie door de behandeling kunnen verliezen en die dus niet stabiel aanwijzing blijft tot aan het recidief van de ziekte. De gedachte was dat de patiënt de FLT3-ITD-afwijking kon verliezen door de behandeling, waarna een recidief ontstaat op een andere DNA-afwijking. De FLT3-ITD-afwijking heeft in die gedachtegang dan geen voorspellende waarde.’
De onderzoekers vermoedden iets anders. ‘Wij verwachtten dat een resterende FLT3-ITD-mutatie na de behandeling zou wijzen op een resterende agressieve leukemiekloon die aanleiding geeft tot een recidief’, legt Grob uit. ‘Als je de mutatie niet aantreft, dan zegt dat niet zoveel. Maar meet je hem wél, dan is de kans op een recidief heel hoog. En dat vermoeden konden we bevestigen in onze studie.’ Van de 161 patiënten in complete remissie (CR) bleken er 47 (29 procent) een op NGS-gebaseerde FLT3-ITD-mutatie hebben in de meetbare restziekte (MRD). Aanwezigheid van de mutatie was geassocieerd met een verhoogd risico op recidief: 75 procent binnen vier jaar, versus 33 procent bij de groep zonder aantoonbare FLT3-ITD MRD. Daarmee bleek FLT3-ITD MRD een betere prognostische marker te zijn dan de momenteel gebruikte prognostische factoren bij diagnose en NGS-gebaseerde detectie van mutant NPM1 en MRD op basis van flowcytometrie in CR.
Klinische implicaties
Aanwezigheid van FLT3-ITD-MRD in CR is dus een reden om de behandeling aan te passen. ‘Je kunt bijvoorbeeld bij de chemotherapie voorafgaand aan de allogene stamceltransplantatie kiezen voor een zwaardere vorm. Wij hebben laten zien dat dit bij deze groep patiënten inderdaad leidt tot een betere uitkomst, met veel minder recidieven.’
De onderzoeker verwacht dat FLT3-ITD MRD bepaling op korte termijn geïmplementeerd zal worden in de klinische praktijk. ‘De voorspellende waarde is tenslotte heel groot. Maar het zal een uitdaging zijn om tot een uniforme werkwijze te komen, zodat de metingen op verschillende plekken onderling goed vergelijkbaar zijn.’ Grob en collega’s werken al aan een panel met alle late afwijkingen die relevant zijn voor AML. ‘Dat panel noemen we het Late Event Panel. Naast FLT3-ITD zal het nog veel meer late mutaties gaan bevatten. Uiteindelijk hopen we dit panel te gaan toepassen in de kliniek.’
FLT3-remmers
Sinds kort zijn nieuwe behandelmogelijkheden gericht op FLT3-afwijkingen beschikbaar. ‘De patiënten uit onze studiepopulatie waren nog niet met deze FLT3-remmers behandeld. We weten dus niet zeker of FLT3-ITD MRD mutaties nog als marker werken na gebruik van zulke remmers. Maar wat we in ieder geval wél weten uit recidiefmateriaal van patiënten, is dat ze altijd een late-event-mutatie ontwikkelen, of het nu een FLT3-afwijking is of een andere. Het zou dus heel interessant zijn om de studie nog eens te herhalen, maar dan met het panel waarin alle late mutaties zijn opgenomen.’
Toekomstplannen
Nu zijn promotie achter de rug is, focust Grob zich meer op het afronden van zijn opleiding tot hematoloog. ‘Dat duurt nog ongeveer een jaar. Ik werk nu vier dagen per week als dokter en een dag per week als onderzoeker.’ Wat zijn zijn toekomstplannen? ‘Ik wil na mijn opleiding eerst twee jaar als postdoc naar het buitenland, ook om ideeën op te doen voor een eigen onderzoekslijn. Daarna hoop ik die te mogen opzetten bij het Erasmus MC of een ander academisch centrum in Nederland, liefst samen met een moleculair bioloog. Want om dit soort onderzoek te kunnen doen, heb je een goede match nodig tussen artsen, mensen in het lab, biostatistici en bio-informatici. Mijn copromotor dr. Peter Valk is moleculair bioloog, die samenwerking was ideaal. Ik ben ook heel trots op wat we met het hele team bereikt hebben.’
Grob zou zijn onderzoek in de toekomst graag willen richten op immunotherapie voor MDS en AML. ‘CAR-T-celtherapie en antilichamentherapie zijn volgens mij echt de toekomst voor deze patiënten, maar er komen nog veel uitdagingen bij kijken. Daarvoor zijn responsevaluaties en onderzoek naar de resterende AML-klonen noodzakelijk, en daarbij kun je dezelfde NGS-technieken toepassen.’
[Kader] TP53-afwijkingen bij AML en MDS-EB
Behalve zijn onderzoek naar de recidiefkans bij AML-patiënten met CR, verdiepte Tim Grob zich ook in een DNA-afwijking bij diagnose, namelijk de TP53mutatie. Patiënten met AML of het myelodysplastisch syndroom met een overmaat aan blasten (MDS-EB) met gemuteerd TP53 hebben een zeer slechte uitkomst. ‘Wij bestudeerden een cohort van 2200 AML- en MDS-patiënten, van wie er 230 een TP53-afwijking bleken te hebben. Deze subgroep onderzochten we verder.’ De onderzoeksvraag luidde: wat zijn de verschillen tussen een TP53-mutatie in een MDS-patiënt en in een AML-patiënt? ‘Het antwoord bleek eenvoudig: er zijn geen verschillen’, zegt Grob. ‘Of je nou kijkt naar klinische eigenschappen, zoals leeftijd of respons op chemotherapie, of naar andere moleculaire eigenschappen, zoals het aantal TP53-mutaties of de aanwezigheid van heel andere DNA-afwijkingen: er was geen enkel verschil tussen de MDS-groep en de AML-groep met een TP53-afwijking. Ook de overleving was heel vergelijkbaar.’ De onderzoekers concludeerden daarom dat MDS en AML met TP53-afwijkingen gewoon dezelfde ziekte zijn. ‘De vraag is hoe relevant het blastenpercentage dan nog is’, merkt Grob op. ‘Ook voor andere mutaties is inmiddels aangetoond dat MDS en AML onderling niet verschillen. Als het dezelfde ziekte is, dan moeten we patiënten ook op dezelfde manier behandelen.’ Dit is nu ook aangepast in de diagnose- en classificatierichtlijn voor MDS en AML.
- Het bepalen van moleculaire restziekte bij AML-patiënten in complete remissie na inductiechemotherapie geeft inzicht in de recidiefkans
- FLT3-ITD MRD bij AML-patiënten in complete remissie geeft een sterk verhoogde kans op een recidief
- MDS-EB met een TP53-mutatie verschilt in geen enkel opzicht van AML met een TP53-mutatie
[REF1] Grob T, et al. Prognostic Value of FLT3-Internal Tandem Duplication Residual Disease in Acute Myeloid Leukemia. J Clin Oncol. 2023 Feb 1;41(4):756-765.
[REF2] Grob T, et al. Molecular characterization of mutant TP53 acute myeloid leukemia and high-risk myelodysplastic syndrome. Blood. 2022 Apr 14;139(15):2347-2354.
[REF3] Jongen-Lavrencic M, et al. Molecular Minimal Residual Disease in Acute Myeloid Leukemia. N Engl J Med. 2018 Mar 29;378(13):1
Verschenen in Hemato-oncologie, november 2023