Het methylatie-profiel van cytosines in CpG-di-nuculeotiden in promoterregio’s en in andere, vooral regulerende, sequenties bepaalt voor een belangrijk deel de differentiatie van cellen. Het methylatie-profiel van een tumorcel wordt voor een belangrijk deel bepaald door de cell-of-origin waaruit de tumorcel ontstaat. Een tweede belangrijk aspect dat het methylatie-profiel bepaalt, is het tumortype. Voor hersentumoren bestaat reeds een volledige classificatie op basis van het methylatie-profiel. Bij morfologisch moeilijk te klasseren hersentumoren is methylatie-profilering een onontbeerlijk moleculair instrument in de diagnostiek.

Naast typering van hersentumoren zijn er talrijke andere veelbelovende toepassingen. Dit zijn onder andere Cancer of Unknown Primary (CUP), agressief lymphoma en de vroegtijdige detectie van leverkanker bij cirrosepatiënten. Methylatie-profiling is momenteel nog vooral gebaseerd op array-technologie, wat in de praktijk enkel mogelijk is op weefselbiopsies. De ontwikkeling van methylatie-profiling op basis van sequencing (o.a. cell-free reduced representation bisulfite sequencing, cfRRBS, ontwikkeld in het lab. van prof. Nico Callewaert) maakt methylatie-profiling mogelijk op liquid biopsies, onder andere bloedstalen.

Cancer of unknown primary vormt een concreet belangrijk medisch probleem. Laboratoria voor pathologie krijgen vaak de vraag van welke primaire tumor een metastase afkomstig is. In ongeveer 1/3de van de gevallen kunnen we zelfs na immuunhistochemische kleuringen niet exact bepalen uit welke primaire tumor de metastase is ontstaan. Een exacte typering van een metastase is nochtans erg belangrijk voor de verdere behandeling. Ons doel is de ontwikkeling en klinische validatie van een techniek voor methylatie-profiling op basis van sequencing voor de specifieke diagnose van CUP op paraffine-ingebed materiaal. Een parallelle technische en klinische validatiestudie op cel-vrij DNA in bloed is volledig complementair. Het methylatiepatroon van DNA dat door stervende cellen wordt vrijgesteld in lichaamsvloeistoffen (zoals bloed) is tumor-specifiek. Het vormt daardoor een universeel bruikbare diagnostische informatievorm. Ons onderzoek helpt bij de ontwikkeling van methylatie-profileringstechnologie, met innovaties gericht op hogere gevoeligheid en specificiteit. Dit is cruciaal voor de adequate typering van tumoren zowel op weefselbiopsies, als op liquid biopsies. Voor weefselbiopsies beschikken we over een grote weefseldatabank. De biobank voor liquidbiopsies voor CUP wordt prospectief verder uitgebreid.

Dezelfde technologie kan worden toegepast op liquid biopsies van patiënten met een agressief lymphoma. Voor de diagnose van een lymphoma blijft een weefselbiopsie de gouden standaard, maar Hodgkin- en diffuus grootcellig B-cel-lymphoma tasten vaak organen aan die moeilijk bereikbaar zijn. Daarenboven dient meestal een breed spectrum van benigne en maligne aandoeningen in de differentiële diagnose te worden opgenomen. In een pilootstudie op 124 lymphoma-patiënten, waarbij we een genoom-wijde moleculaire techniek hebben gebruikt (shallow whole-genome sequencing) om copy number alterations aan te tonen op cel-vrij DNA in plasma afkomstig van lymfoomcellen, bewijzen we dat bij 84,2% van de Hodgkin-lymphoma-patiënten en bij 74,4% van de non-Hodgkin-lymphoma-patiënten een specifieke diagnose mogelijk is op een bloedstaal zonder een weefselbiopsie. Om de sensitiviteit en de specificiteit van deze bloedtest nog te verhogen zullen we een test ontwikkelen op basis van methylatie-profiling. Ook het DNA-methylatie-patroon van lymfomen is erg tumor-specifiek. Voor dit onderzoek beschikken we over een grote biobank van liquid biopsies van agressieve lymfomen die bloedstalen van meer dan 500 patiënten bevat. Het doel van dit onderzoek is een gevoelige, specifieke, praktische en betaalbare bloedtest voor de diagnose en follow-up van lymfomen.

Andere belangrijke toepassingen van methylatie-profiling zijn de vroegtijdige diagnose van leverkanker bij cirrose-patiënten d.m.v. een liquid biopsy en de specifieke diagnostiek van sarcomen op weefselbiopsies van weke-delen-tumoren.

Deze research is een samenwerking van talrijke onderzoekers en onderzoeksgroepen, vooral binnen UGent en UZ Gent.