{"id":16220,"date":"2026-07-13T16:34:28","date_gmt":"2026-07-13T14:34:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/tom-anbergen\/"},"modified":"2026-07-13T16:34:36","modified_gmt":"2026-07-13T14:34:36","slug":"tom-anbergen","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/tom-anbergen\/","title":{"rendered":"Tom Anbergen"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":16221,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-16220","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Translational evaluation of engineered RNA-based cancer immunotherapeutics","samenvatting":"In dit proefschrift ontwikkelde en evalueerde ik apolipoprote\u00efne A1-gebaseerde nanodeeltjes (aNP\u2019s) voor functionele RNA afgifte aan immuuncellen, met een sterke focus op translationele relevantie. We lieten zien dat aNP\u2019s in vivo een duidelijk ander biodistributie profiel hadden dan klassieke lipide nanodeeltjes (LNP\u2019s). Waar LNP\u2019s vooral in de lever accumuleerden, bereikten aNP\u2019s relatief meer secundaire lymfo\u00efde organen (milt en lymfeklieren) en het beenmerg. Dat is relevant omdat immuun priming en myelopo\u00ebse juist in deze compartimenten worden gereguleerd. Door RNA gericht af te leveren aan myelo\u00efde cellen konden we immuun functies herprogrammeren en anti-tumor effecten opwekken. Het werk liep van ontwerp en ontwikkeling van nanodeeltjes, via therapeutische proof-of-concept in tumormodellen bij muizen, tot positron emissie tomografie (PET)-gestuurde biodistributie bepaling in niet-humane primaten (NHP\u2019s). Daarnaast valideerden we de resultaten in primaire humane monocyten van kankerpati\u00ebnten.\n\nIn hoofdstuk 1 beschreef ik hoe nanogeneeskunde in de oncologie was verschoven van het vermijden van immuuncellen naar het doelbewust activeren en sturen ervan. Ik betoogde dat duurzame, systemische anti-tumor immuniteit niet alleen afhing van processen in de tumor, maar vooral van het bereiken van de plekken waar het immuunsysteem wordt \u201copgeleid\u201d en waar myelo\u00efde cellen worden aangemaakt. Vanuit die redenering introduceerde ik high-density lipoprote\u00efne (HDL)-biologie en apolipoprote\u00efne A1 (apoA1) als uitgangspunt voor het ontwerpen van aNP\u2019s die myelo\u00efde cellen in secundaire lymfo\u00efde weefsels en beenmerg effectief konden bereiken.\n\nIn hoofdstuk 2 zetten we het ontwerp van HDL\/apoA1-ge\u00efnspireerde nanoengineering uiteen en onderbouwden we waarom HDL-gebaseerde materialen goed aansloten bij immunotherapie. We beschreven hoe zulke constructen reproduceerbaar konden worden gemaakt, hoe fysisch-chemische eigenschappen gestuurd konden worden, en waarom dit effect heeft op de in vivo aflevering aan immuun relevante organen. Dit hoofdstuk definieerde de ontwerp logica en de validatie strategie die de daaropvolgende experimentele hoofdstukken richting gaven.\n\nIn hoofdstuk 3 ontwikkelden we het aNP\u2013RNA platform en valideerden we stap voor stap de functionele basis. Met in vivo PET-beeldvorming en ex vivo gamma metingen in weefsels lieten we zien dat een zirkonium-89 (\u2078\u2079Zr)-gelabelde prototype aNP meer opname bereikte in milt en beenmerg dan zowel ongeformuleerd small interfering RNA (siRNA) als klassieke LNP\u2019s. Op basis van dit beenmerg- en lymfo\u00efde tropisme ontwikkelden en screenden we een bibliotheek van 72 aNP\u2013siRNA formuleringen. We selecteerden een beperkte set formuleringen op basis van vooraf vastgelegde kwaliteits- en prestatiecriteria en toonden vervolgens in vivo functionele gen onderdrukking aan in myelo\u00efde cellen en hun voorlopers. Daarmee koppelden we biodistributie direct aan biologische effectiviteit in de beoogde immuun organen. Vervolgens breidden we het platform uit naar antisense-oligonucleotiden (ASO\u2019s) en mRNA, om te laten zien dat het aNP platform modulair inzetbaar is voor meerdere soorten RNA.\n\nIn hoofdstuk 4 verbeterden we het aNP\u2013mRNA platform door ioniseerbare dendrimeren te ontwerpen en hun structuur en pKa af te stemmen, met als doel mRNA opname te versterken. We identificeerden een dendrimeer-gebaseerde aNP formulering die de in vivo mRNA translatie verhoogde in immuuncellen, inclusief hematopo\u00ebtische stam- en voorloper cellen in het beenmerg, ten opzichte van formuleringen gebaseerd op het klinisch goedgekeurde ioniseerbare lipide ALC-0315.\n\nIn hoofdstuk 5 werkten we het cytokine engineering veld uit en plaatsten we cytokine-mRNA in een bredere context als methode om cytokine farmacologie in vivo te sturen en het veiligheidsprofiel te verbeteren. We beschreven hoe systemische cytokine therapie traditioneel werd beperkt door toxiciteit en een korte halfwaardetijd, en hoe mRNA dit kon verbeteren via gecontroleerde, tijdelijke expressie. E\u00e9n mRNA-gebaseerde benadering gebruikte de sterke leveropname van klassieke LNP\u2019s om de lever tijdelijk als cytokine productie \u201cmachine\u201d te laten fungeren. In lijn met de doelstellingen van dit proefschrift richtten we ons echter op aflevering aan lymfo\u00efde weefsels in plaats van aan de lever, omdat de locatie van expressie bepalend kan zijn voor effectiviteit.\n\nIn hoofdstuk 6 ontwikkelden we op basis van het geoptimaliseerde aNP platform een cytokine-mRNA immunotherapie door mRNA voor interleukine-2 (IL-2) en interferon-gamma (IFN-\u03b3) af te leveren aan secundaire lymfo\u00efde organen. We lieten zien dat aNP\u2013mRNA formuleringen een hogere opname bereikten in lymfo\u00efde organen, met minder lever accumulatie dan klassieke LNP\u2019s, ondersteund door PET\/CT beeldvorming met \u2078\u2079Zr-gelabelde aNP\u2019s. We toonden functionele mRNA translatie aan in monocyten in de milt en detecteerden lokale, langdurige IL-2 productie in secundaire lymfo\u00efde organen. Binnen de geteste doseringen zagen we geen relevante afwijkingen in standaard lever- en nierwaarden. Functioneel resulteerde deze toepassing in anti-tumor effecten en verbeterde overleving in zowel het B16F10 melanoommodel als het MC38 coloncarcinoommodel bij muizen. Tot slot demonstreerden we translationele potentie in NHP\u2019s met PET\/MRI beeldvorming, functionele mRNA translatie in bloed monocyten en detectie van mRNA-gecodeerde IL-2 in serum. Aanvullend lieten we in primaire monocyten van kankerpati\u00ebnten zien dat aNP\u2013mRNA transfectie resulteerde in functionele IL-2 expressie, waarmee we de brug sloegen van muis naar menselijk materiaal.\n\nIn hoofdstuk 7 integreerde ik de bevindingen en plaatste ik de centrale boodschap in een mechanistisch en translationeel kader. Samengevat legde dit proefschrift de preklinische basis en de eerste translationele stappen voor nanogeneeskunde-gebaseerde immunotherapie. De stap naar klinische studies vraagt om een ge\u00efntegreerde aanpak, waarin immunologie, oncologie, CMC (Chemistry, Manufacturing and Controls), klinische ontwikkeling en regulatie strategie samenkomen. Dit proefschrift vormt daarom geen eindpunt, maar een startpunt voor de verdere ontwikkeling van immunotherapie\u00ebn op basis van het aNP platform.","summary":"In this thesis, I developed and evaluated apolipoprotein A1-based nanoparticles (aNPs) for functional RNA delivery to immune cells, with a strong focus on translational relevance. We showed that aNPs had a clearly different biodistribution profile in vivo than classical lipid nanoparticles (LNPs). While LNPs mainly accumulated in the liver, aNPs reached relatively more secondary lymphoid organs (spleen and lymph nodes) and the bone marrow. This is relevant because immune priming and myelopoiesis are regulated precisely in these compartments. By delivering RNA specifically to myeloid cells, we were able to reprogram immune functions and induce anti-tumor effects. The work ranged from nanoparticle design and development, through therapeutic proof-of-concept in mouse tumor models, to positron emission tomography (PET)-guided biodistribution determination in non-human primates (NHPs). In addition, we validated the results in primary human monocytes from cancer patients.\n\nIn Chapter 1, I described how nanomedicine in oncology shifted from avoiding immune cells to deliberately activating and directing them. I argued that durable, systemic anti-tumor immunity depends not only on processes in the tumor, but especially on reaching the places where the immune system is \"trained\" and where myeloid cells are produced. Based on this reasoning, I introduced high-density lipoprotein (HDL) biology and apolipoprotein A1 (apoA1) as a starting point for designing aNPs that could effectively reach myeloid cells in secondary lymphoid tissues and bone marrow.\n\nIn Chapter 2, we outlined the design of HDL\/apoA1-inspired nanoengineering and substantiated why HDL-based materials were well-aligned with immunotherapy. We described how such constructs could be made reproducibly, how physicochemical properties could be controlled, and why this has an effect on in vivo delivery to immune-relevant organs. This chapter defined the design logic and validation strategy that guided the subsequent experimental chapters.\n\nIn Chapter 3, we developed the aNP\u2013RNA platform and validated the functional basis step-by-step. With in vivo PET imaging and ex vivo gamma measurements in tissues, we showed that a zirconium-89 (\u2078\u2079Zr)-labeled prototype aNP achieved more uptake in the spleen and bone marrow than both unformulated small interfering RNA (siRNA) and classical LNPs. Based on this bone marrow and lymphoid tropism, we developed and screened a library of 72 aNP\u2013siRNA formulations. We selected a limited set of formulations based on predefined quality and performance criteria and subsequently demonstrated in vivo functional gene suppression in myeloid cells and their progenitors. In doing so, we linked biodistribution directly to biological effectiveness in the intended immune organs. We then expanded the platform to antisense oligonucleotides (ASOs) and mRNA to show that the aNP platform is modular and usable for multiple types of RNA.\n\nIn Chapter 4, we improved the aNP\u2013mRNA platform by designing ionizable dendrimers and tuning their structure and pKa, with the goal of enhancing mRNA uptake. We identified a dendrimer-based aNP formulation that increased in vivo mRNA translation in immune cells, including hematopoietic stem and progenitor cells in the bone marrow, relative to formulations based on the clinically approved ionizable lipid ALC-0315.\n\nIn Chapter 5, we elaborated on the cytokine engineering field and placed cytokine-mRNA in a broader context as a method to guide cytokine pharmacology in vivo and improve the safety profile. We described how systemic cytokine therapy was traditionally limited by toxicity and a short half-life, and how mRNA could improve this via controlled, temporary expression. One mRNA-based approach used the strong liver uptake of classical LNPs to allow the liver to act temporarily as a cytokine production \"machine.\" However, in line with the objectives of this thesis, we focused on delivery to lymphoid tissues instead of the liver, as the site of expression can be decisive for effectiveness.\n\nIn Chapter 6, we developed a cytokine-mRNA immunotherapy based on the optimized aNP platform by delivering mRNA for interleukin-2 (IL-2) and interferon-gamma (IFN-\u03b3) to secondary lymphoid organs. We showed that aNP\u2013mRNA formulations achieved higher uptake in lymphoid organs with less liver accumulation than classical LNPs, supported by PET\/CT imaging with \u2078\u2079Zr-labeled aNPs. We demonstrated functional mRNA translation in monocytes in the spleen and detected local, sustained IL-2 production in secondary lymphoid organs. Within the tested doses, we saw no relevant deviations in standard liver and kidney values. Functionally, this application resulted in anti-tumor effects and improved survival in both the B16F10 melanoma model and the MC38 colon carcinoma model in mice. Finally, we demonstrated translational potential in NHPs with PET\/MRI imaging, functional mRNA translation in blood monocytes, and detection of mRNA-encoded IL-2 in serum. Additionally, we showed in primary monocytes from cancer patients that aNP\u2013mRNA transfection resulted in functional IL-2 expression, bridging mouse to human material.\n\nIn Chapter 7, I integrated the findings and placed the central message in a mechanistic and translational framework. In summary, this thesis laid the preclinical foundation and the first translational steps for nanomedicine-based immunotherapy. The move toward clinical studies requires an integrated approach in which immunology, oncology, CMC (Chemistry, Manufacturing and Controls), clinical development, and regulatory strategy come together. This thesis is therefore not an endpoint, but a starting point for the further development of immunotherapies based on the aNP platform.","auteur":"Tom Anbergen","auteur_slug":"tom-anbergen","publicatiedatum":"27 augustus 2026","taal":"NL","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/tomanbergen?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/62db4657-6542-4580-9f64-b5c020144341\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"18668","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Radboud Universiteit","afbeeldingen":16222,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Radboud Universiteit","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/16220","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=16220"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/16220\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":16223,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/16220\/revisions\/16223"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/16221"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=16220"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=16220"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}