Nieuwe horizonten in de behandeling van hoofd-hals kankerpatiënten: Kan bliksem kanker verslaan?

Mauranne
Bauwens

Kanker - what’s in a name

Wereldwijd sterven meer dan tien miljoen mensen jaarlijks aan kanker. Naar schatting zou dat cijfer tegen 2030 nog eens toenemen met 20%. Wetenschappers strijden dagelijks om kankerpatiënten hun leven terug te geven, maar ondanks aanzienlijke verbeteringen blijft die ziekte ons te slim af. Ontdek in dit artikel wat vandaag de dag mogelijk is, specifiek voor hoofd-hals kanker!

Op de zesde plaats van meest voorkomende kankertypes wereldwijd staat hoofd-hals kanker, een diverse groep aan tumoren die zich ontwikkelen in verschillende delen van het hoofd en de hals, zoals de tong, neus en keelholte. Aangezien deze tumoren zich in gebieden bevinden die essentiële functies als spreken, slikken en ademen beïnvloeden, ervaren patiënten vaak ernstige belemmeringen in hun dagelijks leven. De voornaamste boosdoeners gelinkt aan het ontstaan van hoofd-hals kanker zijn het overmatig gebruik van tabak of alcohol. Deze schadelijke stoffen staan namelijk in rechtstreeks contact met de slijmvliezen van de mond- en keelholte waardoor irritatie gemakkelijk optreedt en dit kanker kan veroorzaken. Verder stijgt het risico drastisch indien roken gecombineerd wordt met alcohol. Daarnaast is een besmetting met het humaan papillomavirus (HPV) ook een welgekende risicofactor.

Als preventie wordt de bevolking meer en meer aangesproken door een uitgebreid pakket aan infosessies en campagnes tegen tabak/alcohol. Ook worden HPV-vaccinaties verplicht gegeven op school. Deze inspanningen schieten helaas te kort, want jaarlijks wordt bij steeds meer personen de verschrikkelijke diagnose van hoofd-hals kanker gesteld.

image 802

Innovatie in kankerbehandelingen blijft essentieel in de overwinning

Een vroege detectie van kanker is een doorslaggevende factor in de tumorbehandeling en de prognose voor de patiënt. Jammer genoeg wordt bij het merendeel van de hoofd-hals kankerpatiënten de diagnose pas gesteld wanneer de tumor al uitgezaaid is over het lichaam, wat de behandeling nog moeilijker maakt.

Oorspronkelijk werden de patiënten met deze ernstige vorm geholpen met chemotherapie. Helaas bood dit weinig hulp en hadden deze verzwakte mensen last van gekende neveneffecten zoals vermoeidheid, misselijkheid en haaruitval. Een zeer grote doorbraak in de behandeling van (hoofd-hals) kanker was de introductie van immunotherapie: dit is een nieuwe techniek die het immuunsysteem van de patiënt versterkt zodat kankercellen beter gedood kunnen worden. Bovendien werken deze middelen meer gericht op de tumor, en is het minder schadelijk waardoor patiënten minder bijwerkingen ervaren. Doch blijkt dit niet dé oplossing te zijn tegen kanker: de hoofd-hals kankercellen zijn vaak nog te slim en kunnen deze behandeling omzeilen. Vandaar moet men blijvend onderzoek uitvoeren naar nieuwe behandelingsstrategieën om slimmer te worden dan kanker!

Het immuunsysteem: een sterke bondgenoot in de strijd tegen kanker

Het immuunsysteem functioneert als een beschermende barrière tegen schadelijke zaken zoals ziekteverwekkende bacteriën of virussen. Wat minder gekend is, is dat ons lichaam ook een mechanisme heeft ingebouwd om ons te beschermen tegen kanker, de zogenaamde ‘kanker-immuniteitscyclus’. Dit proces helpt ons lichaam om kankercellen te herkennen en te vernietigen door specifieke immuun cellen aan te sturen. Echter, bij kankerpatiënten is deze cyclus verstoord waardoor kankercellen buiten schot vallen van het immuunsysteem en zich ongeremd kunnen vermenigvuldigen.

Nieuw in de strijd zijn innovatieve therapieën die deze kanker-immuniteitscyclus kunnen stimuleren door immuun cellen specifiek te trainen. Een aantrekkelijke strategie hierin is kankercellen vernietigen op wijze dat ze een ‘immunogene dood’ ondergaan, waarbij stervende kankercellen alarmsignalen vrijgeven zoals “eet mij”! Deze alarmsignalen kunnen opgepikt worden door de boodschappers van ons immuunsysteem, de ‘dendritische cellen’, zodat deze de tumorcellen beter zullen herkennen en opruimen. Hierna zal deze missie doorgegeven worden aan gespecialiseerde vechter cellen van het immuunsysteem, de T-cellen, die in het lichaam circuleren, zoekend naar resterende kankercellen om ze vervolgens te vernietigen.

Hoe gaat deze bal aan het rollen? Verschillende kankerbehandelingen hebben reeds aangetoond immunogene celdood te veroorzaken, zoals klassieke chemotherapie. Daarnaast worden nieuwe strategieën intensief onderzocht of ze deze immunogene celdood kunnen opwekken. Een voorbeeld hiervan is niet-thermisch plasma, een reactief gas waarvan de actieve deeltjes zeer selectief kunnen inwerken op kankercellen – vergelijkbaar met de specifieke inslag en ontlading van bliksem. Zonder het te weten komen wij dagelijks in aanraking met zo’n soorten plasma: een computerchip is hier bijvoorbeeld mee gemaakt. Recentelijk heeft plasma ook zijn intrede gedaan in de medische wereld. Jullie denken waarschijnlijk: hoe kan bliksem nu kankerpatiënten redden? Door het teweegbrengen van extreme stress in de tumorcellen zullen deze sneller immunogeen sterven en komen er meer alarmsignalen vrij om de immuun cellen te stimuleren en resterende delen van de tumor aan te vallen. Bliksem blijkt dus enorm aantrekkelijk te zijn, en wat als we het combineren met bestaande kankertherapieën?

Is één plus één drie?

De vraag die wij ons stelden voor deze scriptie luidde ‘zou niet-thermisch plasma de huidige behandeling van hoofd-hals kanker kunnen verbeteren?’. De eerste stappen zijn weldegelijk gezet om hierop volmondig ‘ja’ te antwoorden. Ons onderzoek heeft namelijk aangetoond dat kankercellen meer alarmsignalen vrijgaven indien ze behandeld waren met plasma én de huidige behandeling voor hoofd-hals kankerpatiënten samen. Meer nog, we hebben bevestigd dat kankercellen hierdoor beter zichtbaar worden voor het immuunsysteem en effectiever opgeruimd worden. Dit zou dus kunnen betekenen dat onze nieuwe combinatietherapie met niet-thermisch plasma het immuunsysteem van hoofd-hals kankerpatiënten beter kan trainen in het aanvallen van de tumor. Al klinkt dit veelbelovend, er is nog werk aan de winkel! Om deze combinatietherapie van de aparte cellen in het laboratorium naar de kliniek te krijgen, zal deze strategie verder getest moeten worden op proefdieren, meer gelijkend op de mens.

image 801

Zowel het gebruik van plasma alleen als zijn combinatie met huidige therapieën is veelbelovend om het toenemende (hoofd-hals) kankercijfer in te dijken.  Onze onderzoeksgroepen aan de Universiteit van Antwerpen, CORE en PLASMANT, werken nauw samen met chirurgen van het Universitair ziekenhuis Antwerpen om expertise te delen en een efficiënte wisselwerking tussen laboratorium en kliniek te creëren.

Wij streven naar een verbeterde en minder belastende behandeling voor hoofd-hals kankerpatiënten en met onze combinatietherapie hebben wij een belangrijke stap gezet richting meer hoop. Met oog op een mooiere toekomst voor alle kankerpatiënten: welke deuren zouden er geopend zijn voor andere kankertypes?

Bibliografie

1. Organization W-WH. Cancer - key facts. WHO 2023.

2. Debela DT, Muzazu SG, Heraro KD, Ndalama MT, Mesele BW, Haile DC, et al. New approaches and procedures for cancer treatment: Current perspectives. SAGE Open Med 2021; 9:20503121211034366.

3. insitute Nc. NCI Dictionary of Cancer Terms - conventional treatment.

4. Ferlay J, Colombet M, Soerjomataram I, Parkin DM, Pineros M, Znaor A, et al. Cancer statistics for the year 2020: An overview. Int J Cancer 2021.

5. Gormley M, Creaney G, Schache A, Ingarfield K, Conway DI. Reviewing the epidemiology of head and neck cancer: definitions, trends and risk factors. Br Dent J 2022; 233(9):780-786.

6. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin 2021; 71(3):209-249.

7. (WHO) WHO. Estimated number of new cases from 2020 to 2040. 2020.

8. Carvalho AL, Nishimoto IN, Califano JA, Kowalski LP. Trends in incidence and prognosis for head and neck cancer in the United States: a site-specific analysis of the SEER database. Int J Cancer 2005; 114(5):806-816.

9. Johnson DE, Burtness B, Leemans CR, Lui VWY, Bauman JE, Grandis JR. Head and neck squamous cell carcinoma. Nat Rev Dis Primers 2020; 6(1):92.

10. Clinic C. Head and Neck cancer - symptoms and causes. 2022.

11. Driehuis E, Kolders S, Spelier S, Lohmussaar K, Willems SM, Devriese LA, et al. Oral Mucosal Organoids as a Potential Platform for Personalized Cancer Therapy. Cancer Discov 2019; 9(7):852-871.

12. Jose J, Coatesworth AP, Johnston C, MacLennan K. Cervical node metastases in squamous cell carcinoma of the upper aerodigestive tract: the significance of extracapsular spread and soft tissue deposits. Head Neck 2003; 25(6):451-456.

13. Cuffari L, Tesseroli de Siqueira JT, Nemr K, Rapaport A. Pain complaint as the first symptom of oral cancer: a descriptive study. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2006; 102(1):56-61.

14. Al-Rawi NH, Talabani NG. Squamous cell carcinoma of the oral cavity: a case series analysis of clinical presentation and histological grading of 1,425 cases from Iraq. Clin Oral Investig 2008; 12(1):15-18.

15. Shephard EA, Parkinson MA, Hamilton WT. Recognising laryngeal cancer in primary care: a large case- control study using electronic records. Br J Gen Pract 2019; 69(679):e127-e133.

16. Jamal Z, Anjum F. Oropharyngeal Squamous Cell Carcinoma. In: StatPearls. Treasure Island (FL); 2022.

17. Hashibe M, Brennan P, Chuang SC, Boccia S, Castellsague X, Chen C, et al. Interaction between tobacco and alcohol use and the risk of head and neck cancer: pooled analysis in the International Head and Neck Cancer Epidemiology Consortium. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2009; 18(2):541-550.

18. Lin NC, Hsu JT, Tsai KY. Difference between Female and Male Patients with Oral Squamous Cell Carcinoma: A Single-Center Retrospective Study in Taiwan. Int J Environ Res Public Health 2020; 17(11).

19. Stein AP, Saha S, Kraninger JL, Swick AD, Yu M, Lambert PF, et al. Prevalence of Human Papillomavirus in Oropharyngeal Cancer: A Systematic Review. Cancer J 2015; 21(3):138-146.

20. Syrjanen K, Syrjanen S, Lamberg M, Pyrhonen S, Nuutinen J. Morphological and immunohistochemical evidence suggesting human papillomavirus (HPV) involvement in oral squamous cell carcinogenesis. Int J Oral Surg 1983; 12(6):418-424.

21. Schwartz SM, Daling JR, Doody DR, Wipf GC, Carter JJ, Madeleine MM, et al. Oral cancer risk in relation to sexual history and evidence of human papillomavirus infection. J Natl Cancer Inst 1998; 90(21):1626-1636.

22. Colin S Poon M, PhD, FRCPCKerstin M Stenson, MD, FACS. Overview of the diagnosis and staging of head and neck cancer UpToDate 2022.

23. Chaturvedi AK, Anderson WF, Lortet-Tieulent J, Curado MP, Ferlay J, Franceschi S, et al. Worldwide trends in incidence rates for oral cavity and oropharyngeal cancers. J Clin Oncol 2013; 31(36):4550-4559.

24. Ang KK, Harris J, Wheeler R, Weber R, Rosenthal DI, Nguyen-Tan PF, et al. Human papillomavirus and survival of patients with oropharyngeal cancer. N Engl J Med 2010; 363(1):24-35.

25. Gameiro SF, Evans AM, Mymryk JS. The tumor immune microenvironments of HPV(+) and HPV(-) head and neck cancers. WIREs Mech Dis 2022; 14(2):e1539.

26. Bradshaw PT, Siega-Riz AM, Campbell M, Weissler MC, Funkhouser WK, Olshan AF. Associations between dietary patterns and head and neck cancer: the Carolina head and neck cancer epidemiology study. Am J Epidemiol 2012; 175(12):1225-1233.

27. Chang JS, Lo HI, Wong TY, Huang CC, Lee WT, Tsai ST, et al. Investigating the association between oral hygiene and head and neck cancer. Oral Oncol 2013; 49(10):1010-1017.

28. Hashim D, Sartori S, La Vecchia C, Serraino D, Maso LD, Negri E, et al. Hormone factors play a favorable role in female head and neck cancer risk. Cancer Med 2017; 6(8):1998-2007.

29. Hashibe M, Hunt J, Wei M, Buys S, Gren L, Lee YC. Tobacco, alcohol, body mass index, physical activity, and the risk of head and neck cancer in the prostate, lung, colorectal, and ovarian (PLCO) cohort. Head Neck 2013; 35(7):914-922.

30. Auperin A. Epidemiology of head and neck cancers: an update. Curr Opin Oncol 2020; 32(3):178-186.

31. Hashim D, Genden E, Posner M, Hashibe M, Boffetta P. Head and neck cancer prevention: from primary prevention to impact of clinicians on reducing burden. Ann Oncol 2019; 30(5):744-756.

32. Gregoire V, Lefebvre JL, Licitra L, Felip E, Group E-E-EGW. Squamous cell carcinoma of the head and neck: EHNS-ESMO-ESTRO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol 2010; 21 Suppl 5:v184-186.

33. Reyes-Gibby CC, Anderson KO, Merriman KW, Todd KH, Shete SS, Hanna EY. Survival patterns in squamous cell carcinoma of the head and neck: pain as an independent prognostic factor for survival. J Pain 2014; 15(10):1015-1022.

34. Bruce E Brockstein MMS, MD, FACSShiyu Song, MD, PhD. Overview of treatment for head and neck cancer UpToDate 2022.

35. Santos FMD, Viani GA, Pavoni JF. Evaluation of survival of patients with locally advanced head and neck cancer treated in a single center. Braz J Otorhinolaryngol 2021; 87(1):3-10.

36. Bruce E Brockstein MEV, MD. Treatment of metastatic and reccurent head and neck cancer. UpToDate 2022.

37. Lee YG, Kang EJ, Keam B, Choi JH, Kim JS, Park KU, et al. Treatment strategy and outcomes in locally advanced head and neck squamous cell carcinoma: a nationwide retrospective cohort study (KCSG HN13-01). BMC Cancer 2020; 20(1):813.

38. Harreus U. Surgical errors and risks - the head and neck cancer patient. GMS Curr Top Otorhinolaryngol Head Neck Surg 2013; 12:Doc04.

39. Shih HS, Jhou HJ, Ou YH, Liu YT, Kor CT, Chen AW, et al. The Efficacy and Adverse Events in Patients with Head and Neck Cancer Following Radiotherapy Combined with S-1 Therapy: A Meta-Analysis. Cancers (Basel) 2021; 13(12).

40. Goel B, Tiwari AK, Pandey RK, Singh AP, Kumar S, Sinha A, et al. Therapeutic approaches for the treatment of head and neck squamous cell carcinoma-An update on clinical trials. Transl Oncol 2022; 21:101426.

41. Nissi L, Suilamo S, Kyto E, Vaittinen S, Irjala H, Minn H. Recurrence of head and neck squamous cell carcinoma in relation to high-risk treatment volume. Clin Transl Radiat Oncol 2021; 27:139-146.

42. Corte-Rodriguez M, Espina M, Sierra LM, Blanco E, Ames T, Montes-Bayon M, et al. Quantitative evaluation of cellular uptake, DNA incorporation and adduct formation in cisplatin sensitive and resistant cell lines: Comparison of different Pt-containing drugs. Biochem Pharmacol 2015; 98(1):69-77.

43. Dasari S, Tchounwou PB. Cisplatin in cancer therapy: molecular mechanisms of action. Eur J Pharmacol 2014; 740:364-378.

44. Harrington KJ, Burtness B, Greil R, Soulieres D, Tahara M, de Castro G, Jr., et al. Pembrolizumab With or Without Chemotherapy in Recurrent or Metastatic Head and Neck Squamous Cell Carcinoma: Updated Results of the Phase III KEYNOTE-048 Study. J Clin Oncol 2022:JCO2102508.

45. Burtness B, Harrington KJ, Greil R, Soulieres D, Tahara M, de Castro G, Jr., et al. Pembrolizumab alone or with chemotherapy versus cetuximab with chemotherapy for recurrent or metastatic squamous cell carcinoma of the head and neck (KEYNOTE-048): a randomised, open-label, phase 3 study. Lancet 2019; 394(10212):1915-1928.

46. Garcia Sar D, Montes-Bayon M, Blanco Gonzalez E, Sierra Zapico LM, Sanz-Medel A. Reduction of cisplatin- induced nephrotoxicity in vivo by selenomethionine: the effect on cisplatin-DNA adducts. Chem Res Toxicol 2011; 24(6):896-904.

47. Lebwohl D, Canetta R. Clinical development of platinum complexes in cancer therapy: an historical perspective and an update. Eur J Cancer 1998; 34(10):1522-1534.

48. Rapoport BL, van Eeden R, Sibaud V, Epstein JB, Klastersky J, Aapro M, et al. Supportive care for patients undergoing immunotherapy. Support Care Cancer 2017; 25(10):3017-3030.

49. Bauml JM, Aggarwal C, Cohen RB. Immunotherapy for head and neck cancer: where are we now and where are we going? Ann Transl Med 2019; 7(Suppl 3):S75.

50. Ribas A, Hu-Lieskovan S. What does PD-L1 positive or negative mean? J Exp Med 2016; 213(13):2835-2840.

51. Chaplin DD. 1. Overview of the human immune response. J Allergy Clin Immunol 2006; 117(2 Suppl Mini- Primer):S430-435.

52. Houghton AN, Guevara-Patino JA. Immune recognition of self in immunity against cancer. J Clin Invest 2004; 114(4):468-471.

53. Aatman S.Doshi KHA. Chapter Two - Innate and adaptive immunity in cancer. 2022; 1:19-61.

54. Chen DS, Mellman I. Oncology meets immunology: the cancer-immunity cycle. Immunity 2013; 39(1):1-10. 55. Al-Ashmawy GMZ. Dendritic Cell Subsets, Maturation and Function. 2018.

56. Aerts-Toegaert C, Heirman C, Tuyaerts S, Corthals J, Aerts JL, Bonehill A, et al. CD83 expression on dendritic cells and T cells: correlation with effective immune responses. Eur J Immunol 2007; 37(3):686-695.

57. Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell 2000; 100(1):57-70.

58. Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 2011; 144(5):646-674.

59. Hanahan D. Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer Discov 2022; 12(1):31-46.

60. Moy JD, Moskovitz JM, Ferris RL. Biological mechanisms of immune escape and implications for immunotherapy in head and neck squamous cell carcinoma. Eur J Cancer 2017; 76:152-166.

61. Ogino T, Shigyo H, Ishii H, Katayama A, Miyokawa N, Harabuchi Y, et al. HLA class I antigen down-regulation in primary laryngeal squamous cell carcinoma lesions as a poor prognostic marker. Cancer Res 2006; 66(18):9281-9289.

62. Mariathasan S, Turley SJ, Nickles D, Castiglioni A, Yuen K, Wang Y, et al. TGFbeta attenuates tumour response to PD-L1 blockade by contributing to exclusion of T cells. Nature 2018; 554(7693):544-548.

63. Chang CH, Curtis JD, Maggi LB, Jr., Faubert B, Villarino AV, O'Sullivan D, et al. Posttranscriptional control of T cell effector function by aerobic glycolysis. Cell 2013; 153(6):1239-1251.

64. Tormoen GW, Crittenden MR, Gough MJ. Role of the immunosuppressive microenvironment in immunotherapy. Adv Radiat Oncol 2018; 3(4):520-526.

65. Zhang Y, Ertl HC. Starved and Asphyxiated: How Can CD8(+) T Cells within a Tumor Microenvironment Prevent Tumor Progression. Front Immunol 2016; 7:32.

66. Anguille S, Smits EL, Lion E, van Tendeloo VF, Berneman ZN. Clinical use of dendritic cells for cancer therapy. Lancet Oncol 2014; 15(7):e257-267.

67. Smith PL, Piadel K, Dalgleish AG. Directing T-Cell Immune Responses for Cancer Vaccination and Immunotherapy. Vaccines (Basel) 2021; 9(12).

68. Galluzzi L, Vitale I, Aaronson SA, Abrams JM, Adam D, Agostinis P, et al. Molecular mechanisms of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2018. Cell Death Differ 2018; 25(3):486-541.

69. Fucikova J, Kasikova L, Truxova I, Laco J, Skapa P, Ryska A, et al. Relevance of the chaperone-like protein calreticulin for the biological behavior and clinical outcome of cancer. Immunol Lett 2018; 193:25-34.

70. Zhou J, Wang G, Chen Y, Wang H, Hua Y, Cai Z. Immunogenic cell death in cancer therapy: Present and emerging inducers. J Cell Mol Med 2019; 23(8):4854-4865.

71. Khalili M, Daniels L, Lin A, Krebs FC, Snook AE, Bekeschus S, et al. Non-Thermal Plasma-Induced Immunogenic Cell Death in Cancer: A Topical Review. J Phys D Appl Phys 2019; 52(42).

72. Hernandez AP, Juanes-Velasco P, Landeira-Vinuela A, Bareke H, Montalvillo E, Gongora R, et al. Restoring the Immunity in the Tumor Microenvironment: Insights into Immunogenic Cell Death in Onco-Therapies. Cancers (Basel) 2021; 13(11).

73. Obeid M, Tesniere A, Ghiringhelli F, Fimia GM, Apetoh L, Perfettini JL, et al. Calreticulin exposure dictates the immunogenicity of cancer cell death. Nat Med 2007; 13(1):54-61.

74. Kepp O, Senovilla L, Vitale I, Vacchelli E, Adjemian S, Agostinis P, et al. Consensus guidelines for the detection of immunogenic cell death. Oncoimmunology 2014; 3(9):e955691.

75. Li W. Eat-me signals: keys to molecular phagocyte biology and "appetite" control. J Cell Physiol 2012; 227(4):1291-1297.

76. Genest O, Wickner S, Doyle SM. Hsp90 and Hsp70 chaperones: Collaborators in protein remodeling. J Biol Chem 2019; 294(6):2109-2120.

77. Adkins I, Sadilkova L, Hradilova N, Tomala J, Kovar M, Spisek R. Severe, but not mild heat-shock treatment induces immunogenic cell death in cancer cells. Oncoimmunology 2017; 6(5):e1311433.

78. Fucikova J, Kepp O, Kasikova L, Petroni G, Yamazaki T, Liu P, et al. Detection of immunogenic cell death and its relevance for cancer therapy. Cell Death Dis 2020; 11(11):1013.

79. Elliott MR, Chekeni FB, Trampont PC, Lazarowski ER, Kadl A, Walk SF, et al. Nucleotides released by apoptotic cells act as a find-me signal to promote phagocytic clearance. Nature 2009; 461(7261):282-286.

80. Yang H, Wang H, Chavan SS, Andersson U. High Mobility Group Box Protein 1 (HMGB1): The Prototypical Endogenous Danger Molecule. Mol Med 2015; 21 Suppl 1(Suppl 1):S6-S12.

81. Park JS, Gamboni-Robertson F, He Q, Svetkauskaite D, Kim JY, Strassheim D, et al. High mobility group box 1 protein interacts with multiple Toll-like receptors. Am J Physiol Cell Physiol 2006; 290(3):C917-924.

82. Golden EB, Frances D, Pellicciotta I, Demaria S, Helen Barcellos-Hoff M, Formenti SC. Radiation fosters dose-dependent and chemotherapy-induced immunogenic cell death. Oncoimmunology 2014; 3:e28518.

83. Hodge JW, Garnett CT, Farsaci B, Palena C, Tsang KY, Ferrone S, et al. Chemotherapy-induced immunogenic modulation of tumor cells enhances killing by cytotoxic T lymphocytes and is distinct from immunogenic cell death. Int J Cancer 2013; 133(3):624-636.

84. Park SJ, Ye W, Xiao R, Silvin C, Padget M, Hodge JW, et al. Cisplatin and oxaliplatin induce similar immunogenic changes in preclinical models of head and neck cancer. Oral Oncol 2019; 95:127-135.

85. Wang X, Wu S, Liu F, Ke D, Wang X, Pan D, et al. An Immunogenic Cell Death-Related Classification Predicts Prognosis and Response to Immunotherapy in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma. Front Immunol 2021; 12:781466.

86. Birmpilis AI, Paschalis A, Mourkakis A, Christodoulou P, Kostopoulos IV, Antimissari E, et al. Immunogenic Cell Death, DAMPs and Prothymosin alpha as a Putative Anticancer Immune Response Biomarker. Cells 2022; 11(9).

87. Lin A, Gorbanev Y, De Backer J, Van Loenhout J, Van Boxem W, Lemiere F, et al. Non-Thermal Plasma as a Unique Delivery System of Short-Lived Reactive Oxygen and Nitrogen Species for Immunogenic Cell Death in Melanoma Cells. Adv Sci (Weinh) 2019; 6(6):1802062.

88. Lin AG, Xiang B, Merlino DJ, Baybutt TR, Sahu J, Fridman A, et al. Non-thermal plasma induces immunogenic cell death in vivo in murine CT26 colorectal tumors. Oncoimmunology 2018; 7(9):e1484978.

89. Yan D, Sherman JH, Keidar M. Cold atmospheric plasma, a novel promising anti-cancer treatment modality. Oncotarget 2017; 8(9):15977-15995.

90. Keidar M, Yan D, Beilis, II, Trink B, Sherman JH. Plasmas for Treating Cancer: Opportunities for Adaptive and Self-Adaptive Approaches. Trends Biotechnol 2018; 36(6):586-593.

91. P André YAB, G Faure and S M Shkol'nik. Characteristics of discharge with liquid non-metallic cathode burning in air flow. Journal of Physics D: Applied Physics 2018.

92. Lu X, Laroussi M, Puech V. On atmospheric-pressure non-equilibrium plasma jets and plasma bullets. Plasma Sources Sci T 2012; 21(3).

93. Lin A, Truong B, Patel S, Kaushik N, Choi EH, Fridman G, et al. Nanosecond-Pulsed DBD Plasma-Generated Reactive Oxygen Species Trigger Immunogenic Cell Death in A549 Lung Carcinoma Cells through Intracellular Oxidative Stress. Int J Mol Sci 2017; 18(5).

94. Kang SU, Cho JH, Chang JW, Shin YS, Kim KI, Park JK, et al. Nonthermal plasma induces head and neck cancer cell death: the potential involvement of mitogen-activated protein kinase-dependent mitochondrial reactive oxygen species. Cell Death Dis 2014; 5(2):e1056.

95. Guerrero-Preston R, Ogawa T, Uemura M, Shumulinsky G, Valle BL, Pirini F, et al. Cold atmospheric plasma treatment selectively targets head and neck squamous cell carcinoma cells. Int J Mol Med 2014; 34(4):941- 946.

96. Liedtke KR, Bekeschus S, Kaeding A, Hackbarth C, Kuehn JP, Heidecke CD, et al. Non-thermal plasma- treated solution demonstrates antitumor activity against pancreatic cancer cells in vitro and in vivo. Sci Rep 2017; 7(1):8319.

97. Lin L, Wang L, Liu Y, Xu C, Tu Y, Zhou J. Non-thermal plasma inhibits tumor growth and proliferation and enhances the sensitivity to radiation in vitro and in vivo. Oncol Rep 2018; 40(6):3405-3415.

98. Hans-Robert Metelmann CS, Vandana Miller, Alexander Fridman, Georg Bauer, David B.Graves, Jean-Michel Pouvesle, Rico Rutkowski, Matthias Schuster, Sander Bekeschus, Kristian Wende, Kai Masur, Sybille Hasse, Torsten Gerling, Masaru Hori, HiromasaTanaka, Eun Ha Choi, Klaus-Dieter Weltmann, Philine Henriette, Metelmann,Daniel D.Von Hoff, Thomas von Woedtke. Clinical experience with cold plasma in the treatment of locally advanced head and neck cancer. Elsevier 2018; 9:6-13.

99. Abraham Lin BT, Gregory Fridman, Alexander Fridman, & Vandana Miller*. Immune Cells Enhance Selectivity of Nanosecond-Pulsed DBD Plasma Against Tumor Cells. Plasma Medicine 2017.

100. Trachootham D, Alexandre J, Huang P. Targeting cancer cells by ROS-mediated mechanisms: a radical therapeutic approach? Nat Rev Drug Discov 2009; 8(7):579-591.

101. Kim SJ, Chung TH. Cold atmospheric plasma jet-generated RONS and their selective effects on normal and carcinoma cells. Sci Rep 2016; 6:20332.

102. Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MT, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol 2007; 39(1):44-84.

103. Kaushik N, Uddin N, Sim GB, Hong YJ, Baik KY, Kim CH, et al. Responses of solid tumor cells in DMEM to reactive oxygen species generated by non-thermal plasma and chemically induced ROS systems. Sci Rep 2015; 5:8587.

104. Simon HU, Haj-Yehia A, Levi-Schaffer F. Role of reactive oxygen species (ROS) in apoptosis induction. Apoptosis 2000; 5(5):415-418.

105. Weinberg F, Hamanaka R, Wheaton WW, Weinberg S, Joseph J, Lopez M, et al. Mitochondrial metabolism and ROS generation are essential for Kras-mediated tumorigenicity. Proc Natl Acad Sci U S A 2010; 107(19):8788-8793.

106. Brulle L, Vandamme M, Ries D, Martel E, Robert E, Lerondel S, et al. Effects of a non thermal plasma treatment alone or in combination with gemcitabine in a MIA PaCa2-luc orthotopic pancreatic carcinoma model. PLoS One 2012; 7(12):e52653.

107. Chang JW, Kang SU, Shin YS, Seo SJ, Kim YS, Yang SS, et al. Combination of NTP with cetuximab inhibited invasion/migration of cetuximab-resistant OSCC cells: Involvement of NF-kappaB signaling. Sci Rep 2015; 5:18208.

108. Bugaut H, Bruchard M, Berger H, Derangere V, Odoul L, Euvrard R, et al. Bleomycin exerts ambivalent antitumor immune effect by triggering both immunogenic cell death and proliferation of regulatory T cells. PLoS One 2013; 8(6):e65181.

109. Tinhofer I, Braunholz D, Klinghammer K. Preclinical models of head and neck squamous cell carcinoma for a basic understanding of cancer biology and its translation into efficient therapies. Cancers Head Neck 2020; 5:9.

110. Kapalczynska M, Kolenda T, Przybyla W, Zajaczkowska M, Teresiak A, Filas V, et al. 2D and 3D cell cultures - a comparison of different types of cancer cell cultures. Arch Med Sci 2018; 14(4):910-919.

111. Ryan JA. Introduction to animal cell culture. Technical Bulletin 2008.

112. Langhans SA. Three-Dimensional in Vitro Cell Culture Models in Drug Discovery and Drug Repositioning. Front Pharmacol 2018; 9:6.

113. Wang M, Zhao J, Zhang L, Wei F, Lian Y, Wu Y, et al. Role of tumor microenvironment in tumorigenesis. J Cancer 2017; 8(5):761-773.

114. Breslin S, O'Driscoll L. Three-dimensional cell culture: the missing link in drug discovery. Drug Discov Today 2013; 18(5-6):240-249.

115. Melissaridou S, Wiechec E, Magan M, Jain MV, Chung MK, Farnebo L, et al. The effect of 2D and 3D cell cultures on treatment response, EMT profile and stem cell features in head and neck cancer. Cancer Cell Int 2019; 19:16.

116. Begley CG, Ellis LM. Drug development: Raise standards for preclinical cancer research. Nature 2012; 483(7391):531-533.

117. Chen F, Zhuang X, Lin L, Yu P, Wang Y, Shi Y, et al. New horizons in tumor microenvironment biology: challenges and opportunities. BMC Med 2015; 13:45.

118. Brassart-Pasco S, Brezillon S, Brassart B, Ramont L, Oudart JB, Monboisse JC. Tumor Microenvironment: Extracellular Matrix Alterations Influence Tumor Progression. Front Oncol 2020; 10:397.

119. Bonnans C, Chou J, Werb Z. Remodelling the extracellular matrix in development and disease. Nat Rev Mol Cell Biol 2014; 15(12):786-801.

120. Duval K, Grover H, Han LH, Mou Y, Pegoraro AF, Fredberg J, et al. Modeling Physiological Events in 2D vs. 3D Cell Culture. Physiology (Bethesda) 2017; 32(4):266-277.

121. Ryan SL, Baird AM, Vaz G, Urquhart AJ, Senge M, Richard DJ, et al. Drug Discovery Approaches Utilizing Three-Dimensional Cell Culture. Assay Drug Dev Technol 2016; 14(1):19-28.

122. Koch J, Monch D, Maass A, Gromoll C, Hehr T, Leibold T, et al. Three dimensional cultivation increases chemo- and radioresistance of colorectal cancer cell lines. PLoS One 2021; 16(1):e0244513.

123. Franco OE, Shaw AK, Strand DW, Hayward SW. Cancer associated fibroblasts in cancer pathogenesis. Semin Cell Dev Biol 2010; 21(1):33-39.

124. Canning M, Guo G, Yu M, Myint C, Groves MW, Byrd JK, et al. Heterogeneity of the Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Immune Landscape and Its Impact on Immunotherapy. Front Cell Dev Biol 2019; 7:52.

125. Edmondson R, Broglie JJ, Adcock AF, Yang L. Three-dimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors. Assay Drug Dev Technol 2014; 12(4):207-218.

126. Chen SMY, Krinsky AL, Woolaver RA, Wang X, Chen Z, Wang JH. Tumor immune microenvironment in head and neck cancers. Mol Carcinog 2020; 59(7):766-774.

127. Weiswald LB, Bellet D, Dangles-Marie V. Spherical cancer models in tumor biology. Neoplasia 2015; 17(1):1-15.

128. Lv D, Hu Z, Lu L, Lu H, Xu X. Three-dimensional cell culture: A powerful tool in tumor research and drug discovery. Oncol Lett 2017; 14(6):6999-7010.

129. Kadletz L, Heiduschka G, Domayer J, Schmid R, Enzenhofer E, Thurnher D. Evaluation of spheroid head and neck squamous cell carcinoma cell models in comparison to monolayer cultures. Oncol Lett 2015; 10(3):1281-1286.

130. Mery B, Rancoule C, Guy JB, Espenel S, Wozny AS, Battiston-Montagne P, et al. Preclinical models in HNSCC: A comprehensive review. Oral Oncol 2017; 65:51-56.

131. Miebach L, Freund E, Horn S, Niessner F, Sagwal SK, von Woedtke T, et al. Tumor cytotoxicity and immunogenicity of a novel V-jet neon plasma source compared to the kINPen. Sci Rep 2021; 11(1):136.

132. Krysko DV, Demuynck R, Efimova I, Naessens F, Krysko O, Catanzaro E. In Vitro Veritas: From 2D Cultures to Organ-on-a-Chip Models to Study Immunogenic Cell Death in the Tumor Microenvironment. Cells 2022; 11(22).

133. Courau T, Bonnereau J, Chicoteau J, Bottois H, Remark R, Assante Miranda L, et al. Cocultures of human colorectal tumor spheroids with immune cells reveal the therapeutic potential of MICA/B and NKG2A targeting for cancer treatment. J Immunother Cancer 2019; 7(1):74.

134. Saraiva DP, Matias AT, Braga S, Jacinto A, Cabral MG. Establishment of a 3D Co-culture With MDA-MB- 231 Breast Cancer Cell Line and Patient-Derived Immune Cells for Application in the Development of Immunotherapies. Front Oncol 2020; 10:1543.

135. Kross KW, Heimdal JH, Olsnes C, Olofsson J, Aarstad HJ. Co-culture of head and neck squamous cell carcinoma spheroids with autologous monocytes predicts prognosis. Scand J Immunol 2008; 67(4):392-399. 136. Deben C, De La Hoz EC, Compte ML, Van Schil P, Hendriks JMH, Lauwers P, et al. OrBITS: label-free and time-lapse monitoring of patient derived organoids for advanced drug screening. Cell Oncol (Dordr) 2023; 46(2):299-314.

137. Vlachogiannis G, Hedayat S, Vatsiou A, Jamin Y, Fernandez-Mateos J, Khan K, et al. Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers. Science 2018; 359(6378):920- 926.

138. Abraham Lin BT, Arthur Pappas, Lawrence Kirifides, Ahmed Oubarri, Shuyang Chen, Shaojun Lin, Danil Dobrynin, Gregory Fridman, Alexander Fridman, Nianli Sang, Vandana Miller*. Uniform Nanosecond Pulsed Dielectric Barrier Discharge Plasma Enhances Anti-Tumor Effects by Induction of Immunogenic Cell Death in Tumors and Stimulation of Macrophages. 2015.

139. Berghmans E, Jacobs J, Deben C, Hermans C, Broeckx G, Smits E, et al. Mass Spectrometry Imaging Reveals Neutrophil Defensins as Additional Biomarkers for Anti-PD-(L)1 Immunotherapy Response in NSCLC Patients. Cancers (Basel) 2020; 12(4).

140. Nguyen MT, Schellerhoff LH, Niemann S, Schaumburg F, Herrmann M. Quiescence of Human Monocytes after Affinity Purification: A Novel Method Apt for Monocyte Stimulation Assays. Biomolecules 2022; 12(3). 141. Rajkumar P, Mathew BS, Das S, Isaiah R, John S, Prabha R, et al. Cisplatin Concentrations in Long and Short Duration Infusion: Implications for the Optimal Time of Radiation Delivery. J Clin Diagn Res 2016; 10(7):XC01-XC04.

142. Sasaya T, Kubo T, Murata K, Mizue Y, Sasaki K, Yanagawa J, et al. Cisplatin-induced HSF1-HSP90 axis enhances the expression of functional PD-L1 in oral squamous cell carcinoma. Cancer Med 2023; 12(4):4605- 4615.

143. Tsutsumi H, Inoue H, Shiraishi Y, Hirayama A, Nakanishi T, Ando H, et al. Impact of increased plasma levels of calreticulin on prognosis of patients with advanced lung cancer undergoing combination treatment of chemotherapy and immune checkpoint inhibitors. Lung Cancer 2023; 181:107264.

144. Chavez-Dominguez RL, Perez-Medina MA, Lopez-Gonzalez JS, Galicia-Velasco M, Matias-Florentino M, Avila-Rios S, et al. Role of HMGB1 in Cisplatin-Persistent Lung Adenocarcinoma Cell Lines. Front Oncol 2021; 11:750677.

145. Kang R, Chen R, Zhang Q, Hou W, Wu S, Cao L, et al. HMGB1 in health and disease. Mol Aspects Med 2014; 40:1-116.

146. Millen R, De Kort WWB, Koomen M, van Son GJF, Gobits R, Penning de Vries B, et al. Patient-derived head and neck cancer organoids allow treatment stratification and serve as a tool for biomarker validation and identification. Med 2023; 4(5):290-310 e212.

147. Vahle AK, Kerem A, Ozturk E, Bankfalvi A, Lang S, Brandau S. Optimization of an orthotopic murine model of head and neck squamous cell carcinoma in fully immunocompetent mice--role of toll-like-receptor 4 expressed on host cells. Cancer Lett 2012; 317(2):199-206.

148. Society TAC. How Immunotherapy Is Used to Treat Cancer. 2019.

Download scriptie (10.82 MB)
Universiteit of Hogeschool
Universiteit Antwerpen
Thesis jaar
2023
Promotor(en)
Dr. Abraham Lin, Hanne Verswyvel