{"id":6126,"date":"2026-03-31T12:35:18","date_gmt":"2026-03-31T12:35:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/chris-de-witte\/"},"modified":"2026-03-31T12:35:23","modified_gmt":"2026-03-31T12:35:23","slug":"chris-de-witte","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/chris-de-witte\/","title":{"rendered":"Chris De Witte"},"content":{"rendered":"","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":8,"featured_media":6127,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-6126","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Relating genomic and functional heterogeneity to clinical outcomes in epithelial ovarian cancer","samenvatting":"Kanker heeft een enorme impact op de wereldwijde gezondheidszorg. Eierstokkanker in het bijzonder is een ziekte met slechte uitkomsten. In tegenstelling tot andere kankersoorten is er bij eierstokkanker de afgelopen decennia weinig vooruitgang geboekt, ondanks meer gedetailleerde chirurgische behandelingen en het introduceren van nieuwe medicijnen. Van de vrouwen die de diagnose eierstokkanker krijgen leeft slechts 38% nog na 5 jaar.\n\nEierstokkanker is een heterogene ziekte, dat wil zeggen dat er veel verschillende uitingsvormen zijn. Op basis van weefselbeoordeling door de patholoog kan eierstokkanker onderverdeeld worden in een aantal verschillende histologische subtypen, ieder met specifieke eigenschappen. Een voorbeeld hiervan is het meest voorkomende en tevens ook meest agressieve subtype, \u2018hooggradig sereus ovariumcarcinoom\u2019 (HGSC). Door ontwikkelingen binnen het onderzoek naar DNA (erfelijk materiaal) is de afgelopen jaren aangetoond dat er niet alleen op weefselniveau maar ook op DNA-niveau uitgebreide verschillen bestaan tussen de verscheidene vormen van eierstokkanker. Dit betreft verschillen tussen de tumoren van diverse pati\u00ebnten (ook bij pati\u00ebnten die allen hetzelfde histologische subtype hebben) en het betreft verschillen tussen meerdere tumorlocaties van individuele pati\u00ebnten.\n\nOndanks deze uitgebreide verschillen is de behandeling van uitgezaaide eierstokkanker zeer uniform. De eerstelijnsbehandeling bestaat uit een zogenoemde \u2018debulking-operatie\u2019 waarbij alle zichtbare tumor wordt verwijderd en platinum-bevattende chemotherapie. Hoewel de meeste pati\u00ebnten initieel goed reageren op deze behandeling, komt bij de meerberheid van de pati\u00ebnten de ziekte na verloop van tijd terug en wordt de kanker uiteindelijk resistent voor chemotherapie.\n\nLaboratoriummodellen kunnen uitkomst bieden bij het verbeteren van behandelkeuzes voor individuele pati\u00ebnten. Kankercellen van de pati\u00ebnt kunnen buiten het lichaam getest worden op diverse medicijnen, alvorens een medicijn aan de pati\u00ebnt wordt toegediend. De meest gebruikte laboratorium modellen voor onderzoek naar eierstokkanker zijn 2D-cellijnen en muizen. Beide modellen hebben specifieke voor- en nadelen. Twee-dimensionele cellijnen (monolagen) groeien erg snel en zijn daardoor geschikt voor het simultaan testen van vele medicijnen. Ze zijn echter slechts een simplistische weergave van de tumor, ze missen de meerlaagse celopbouw zoals deze in het lichaam aanwezig is. Muismodellen (muizen waar een tumor in getransplanteerd is) zijn daarentegen complexe kankermodellen die meer gelijkenis vertonen met kanker in het menselijk lichaam dan cellijnen. Daarnaast kunnen met behulp van muismodellen medicijnen in een levend organisme worden getest. Het nadeel van muismodellen is echter het gebruik van levende wezens. Tevens zijn deze modellen erg arbeidsintensief en daardoor ongeschikt voor grootschalige medicijnstudies.\n\nOngeveer tien jaar geleden is het organo\u00efde model ontwikkeld. Organo\u00efden (\u2018mini-orgaantjes\u2019) groeien in tegenstelling tot traditionele 2D-cellijnen, in drie dimensies, en vormen hierdoor mini-orgaantjes of tumoren. De eerste organo\u00efden waarover in 2009 werd gepubliceerd, waren gezonde darmcellen van muizen, al snel gevolgd door organo\u00efden van menselijke darmcellen en darmkankercellen. Inmiddels zijn er organo\u00efde modellen ontwikkeld van vele verschillende gezonde weefsels en kankersoorten (inclusief recentelijk van eierstokkanker) door het celkweekmedium aan te passen aan de uiteenlopende behoeften van de diverse cellen. In hoofdstuk 2 beschrijven we de opzet en de diverse toepassingen van een organo\u00efde biobank van eierstokkanker. Dit hoofdstuk bevat een protocol waarmee cellen van eierstokkanker gedurende lange termijn als organo\u00efden gekweekt kunnen worden. We hebben middels dit protocol 56 organo\u00efden van 32 pati\u00ebnten ontwikkeld, waarbij alle belangrijke subtypen van eierstokkanker vertegenwoordigd zijn. Alle samples zijn uitvoerig gekarakteriseerd, omdat het erg belangrijk is dat de gekweekte cellen in het laboratorium grote gelijkenis vertonen met de originele kankercellen. We hebben aangetoond dat organo\u00efden van pati\u00ebnten met eierstokkanker (patient-derived organoids, PDO\u2019s) zowel op histopathologisch vlak als op DNA-niveau een goede weergave zijn van de originele kankercellen. Tevens zijn ze in het laboratorium stabiel gedurende een langere periode. De eerste medicijn testen op PDO\u2019s vertoonden tevens subtype-specifieke responses. Van een individuele pati\u00ebnt waarbij op meerdere momenten in de ziekte organo\u00efden zijn gemaakt, vertoonden de PDO\u2019s de transitie van chemotherapie gevoeligheid naar resistentie, overeenkomend met de transitie die de pati\u00ebnt doormaakte. Verder werd het door het transplanteren van PDO\u2019s in muizen mogelijk om tumoren van pati\u00ebnten in een levend organisme te behandelen. Hoofdstuk 2 beschrijft ook de opzet en genetische modificatie van organo\u00efden van gezond weefsel van eileiders en eierstok oppervlakte epitheel, waardoor tumorvorming kon worden nagebootst. Over het geheel genomen laten de resultaten van deze studie de potentie van PDO\u2019s van eierstokkanker zien voor de wetenschap.\n\nAlvorens PDO\u2019s in de kliniek kunnen worden ge\u00efntroduceerd moet er vastgesteld worden dat de respons van PDO\u2019s op medicijnen overeenkomt met hoe de pati\u00ebnt op deze medicijnen reageert. In hoofdstuk 3 hebben we de laboratorium respons van PDO\u2019s vergeleken met de klinische respons van pati\u00ebnten, om vast te stellen of PDO\u2019s gebruikt kunnen worden voor respons predictie. We hebben hiervoor zeven organo\u00efden van vijf verschillende pati\u00ebnten getest op de eerstelijns chemotherapie voor eierstokkanker, bestaande uit carboplatine en paclitaxel combinatietherapie. We lieten zien dat PDO\u2019s representatief zijn voor de klinische respons, op basis van diverse klinische uitkomstmaten (histologisch, biochemisch en radiologisch). PDO\u2019s van pati\u00ebnten met de meest gunstige klinische respons vertoonden ook de beste reactie in het laboratorium, terwijl pati\u00ebnten met minder goede PDO-uitslagen ook slechtere klinische uitkomsten hadden. Een andere belangrijke voorwaarde voor de introductie van PDO\u2019s in de kliniek is een korte doorlooptijd. In hoofdstuk 3 laten we zien dat het mogelijk is vanaf het moment van weefsel biopt binnen drie weken een organo\u00efde te laten groeien en een medicijn uitslag te hebben. Dit resultaat komt overeen met recente publicaties van andere onderzoeksgroepen.\n\nHoewel er veel onderzoek is gedaan naar de heterogeniteit van eierstokkanker op DNA-niveau, is er minder bekend over functionele heterogeniteit. In hoofdstuk 3 vergelijken we de medicijn respons van verschillende pati\u00ebnten, voor zowel standaard chemotherapeutica als gerichte therapie\u00ebn. PDO\u2019s vertoonden zowel verschillen in medicijnrespons tussen pati\u00ebnten alsmede binnen pati\u00ebnten (dus tussen PDO\u2019s van verschillende tumorlocaties van een individuele pati\u00ebnt). Een deel van deze verschillen konden we verklaren door geobserveerde variaties in het DNA. Een belangrijke notie is dan ook dat een enkel biopt mogelijk niet voldoende is om een goede inschatting te maken voor de verwachte medicijn respons bij een individuele pati\u00ebnt.\n\nEr is een vervolgstudie nodig om de aangetoonde relatie tussen de laboratorium resultaten en de klinische resultaten te versterken. Hoewel we in hoofdstuk 3 een reeds een correlatie hebben aangetoond was de studiepopulatie hier klein en werd de klinische respons enkel gedefinieerd door middel van directe uitkomsten en niet door lange termijn uitkomsten. Hoofdstuk 4 beschrijft een studieprotocol voor een prospectieve observationele cohortstudie. Het doel van deze studie is het vaststellen van de voorspellende waarde van PDO\u2019s voor lange termijn klinische respons (gedefinieerd als progressie vrije overleving). Daarnaast willen we in deze studie een afkapwaarde vaststellen voor slechte responders op basis van de organo\u00efde medicijntest, zodat pati\u00ebnten met een slechte prognose in de toekomst eerder kunnen worden ge\u00efdentificeerd. De uitkomsten van deze studie zouden PDO\u2019s dichterbij de kliniek kunnen brengen. Aangezien het percentage van succesvolle organo\u00efde kweken nog beperkt is voor het HGSC-subtype adviseren wij nog een aanvullende medium optimalisatie stap voordat de studie zoals beschreven in hoofdstuk 4 van start gaat.\n\nWaar in de voorgaande hoofdstukken whole genome sequencing (WGS) met name ingezet is om organo\u00efden te karakteriseren, focussen we in hoofdstuk 5 op deze techniek. We beschrijven hier de analyse van WGS-data van een grote groep van pati\u00ebnten met uitgezaaide eierstokkanker. Momenteel is de behandelkeuze met name gebaseerd op het histologische subtype, ziektestadium, tijd tot de terugkeer van ziekte en eerdere respons op platinum-bevattende chemotherapie. In dit hoofdstuk bestuderen we de relatie tussen WGS-data en klinische (respons) data van pati\u00ebnten met eierstokkanker. Met als doel om op basis van DNA-informatie een meer gepersonaliseerde behandeling te cre\u00ebren. Hiervoor hebben we met computer analyses de WGS-data \u2018automatisch gesorteerd\u2019 waardoor data van pati\u00ebnten die op DNA-niveau het meest op elkaar lijken in dezelfde groep eindigen. We laten in hoofdstuk 5 zien dat deze methode specifieke groepen cre\u00ebert, ieder met specifieke respons percentages en prognoses. Hierdoor is het mogelijk om tumoren te classificeren buiten de traditionele histopathologische criteria om. Daarnaast werden bij een analyse gericht op het identificeren van DNA-veranderingen waar een gerichte behandeling voor bestaat, interessante behandelopties gevonden. Echter, de meeste van deze behandelopties betreffen medicijnen die nog niet regulier beschikbaar zijn voor pati\u00ebnten met eierstokkanker, of waarvan de werkzaamheid nog niet met voldoende zekerheid is aangetoond. Opmerkelijk genoeg vertoonde pati\u00ebnten in het cluster met de slechtste prognose het vaakst een DNA-verandering waar een indicatie voor een experimentele gerichte therapie voor bestaat.\n\nConcluderend heeft het werk in dit proefschrift geresulteerd in de ontwikkeling van een nieuw preklinisch PDO modelsysteem voor eierstokkanker, dat representatief is voor de originele tumor, geschikt is voor het screenen van medicijnen en tevens de complexiteit en heterogeniteit van eierstokkanker weet te vatten, zowel ten aanzien van de verschillen tussen pati\u00ebnten als binnen pati\u00ebnten. PDO\u2019s zijn waardevolle modelsystemen die de potentie hebben om inzicht te verkrijgen in medicijn respons van individuele pati\u00ebnten met eierstokken, complementair aan genetische testen. Een vervolgstudie is noodzakelijk waarin de correlatie tussen PDO medicijn respons en lange termijn klinische respons wordt aangetoond. Verder kunnen we door middel van WGS ons inzicht in medicijn respons vergroten en potentieel de keuze voor de juiste behandeling voor pati\u00ebnten met uitgezaaide eierstokkanker verbeteren. Door het complexe en heterogene karakter van eierstokkanker te onderkennen en een meer ge\u00efndividualiseerde aanpak na te streven is het mogelijk om uiteindelijk de vooruitzichten voor pati\u00ebnten met eierstokkanker te verbeteren.","summary":"Cancer has a major impact on global health. Epithelial ovarian cancer (EOC) in particular is a disease with poor outcomes. In contrast to some other cancer types, survival rates of EOC have hardly improved over the last decades, despite efforts like more aggressive surgical approaches and the introduction of novel systemic therapies. The current five-year survival rate is 38%.\n\nEOC is a heterogeneous disease on multiple levels. Firstly, EOC comprises a range of histological subtypes with distinct morphological and genetic features, of whom the most common as well as most aggressive subtype is high grade serous ovarian cancer (HGSC). Secondly, advancements in DNA sequencing techniques have revealed extensive genomic heterogeneity both between and within patients, especially in patients with HGSC. Interpatient genomic heterogeneity describes the genomic variation between tumors of different patients (with the same histological subtype) and intrapatient genomic heterogeneity describes differences in the genomic make-up of tumors from multiple sites of an individual patient.\n\nDespite the observed heterogeneity, treatment for primary advanced EOC is fairly uniform and consists of debulking surgery and platinum-based chemotherapy. While most patients initially respond well to primary treatment, the majority of patients will experience recurrent disease and become resistant to chemotherapy. Preclinical model systems could aid in improving treatment stratification for individual patients by allowing treatment response assessment in vitro prior to administering the drugs in the clinic. Traditionally most preclinical research on EOC has been performed on 2D-cell cultures and xenografts, each with their own advantages and limitations. 2D-cell lines are fast-growing model systems that allow high throughput drug screening. However, they are also simplified tumor representations which lack cellular hierarchy. In contrast, xenografts (mouse models) are complex cancer models that allow in vivo drug response assessment but they require the use of animals and are not suitable for high throughput drug screening assays.\n\nThe organoid culture model was developed approximately 10 years ago and offers the opportunity to model patient-derived tumors in a three-dimensional manner, as the cells are expanded in a supportive extracellular matrix. The first organoid models were derived from healthy intestinal stem cells of mice in 2009, quickly followed by the establishment of human healthy intestinal organoids as well as organoids derived from patients with colorectal cancer. By now, patient-derived organoids (PDOs) have been established from multiple healthy and tumorous tissues by adapting the medium composition to specific tissue needs, including as of recently ovarian cancer.\n\nIn chapter 2 we describe the establishment of an EOC organoid biobank and its range of applications. A protocol is outlined, which enables the derivation and long-term expansion of PDOs of EOC. We established 56 organoids from 32 patients including all main subtypes of EOC. All samples were subjected to thorough characterization, as a proper patient-derived model system should faithfully represent the original tumor. PDOs recapitulated the histopathological and genomic features of the tumors they were derived from and were genomically stable over time. Gene expression analysis of PDOs revealed histopathological subtype-specific clustering. Further, PDOs were amenable to drug screening and in vitro drug responses were representative of subtype-specific clinical responses. Interestingly, drug response of organoids derived at different timepoints of an individual patient captured the transition from primary chemotherapy sensitive disease to recurrent chemotherapy resistant disease. Additionally, the transplantation of PDOs in mice enabled in vivo drug screening of patient-derived tumors. Chapter 2 also described the establishment and genetic modification of healthy fallopian tube (FT) and ovarian surface epithelium (OSE) organoids to mimic tumorigenesis. Overall, the results of this study show the wide potential of EOC PDOs for the research community, also confirmed by recent publications of other research groups on EOC PDOs.\n\nIn order for PDOs to obtain a role in clinical care, the correspondence between in vitro PDO drug response and in vivo patient drug response has to be established. In chapter 3 we compared PDO drug response and patient drug response to standard first line chemotherapy for seven organoids of five patients, to evaluate if PDOs can be used to predict clinical drug response. We established that PDOs recapitulated clinical drug response to first-line carboplatin and paclitaxel combination treatment for histological, biochemical and radiological outcomes. PDOs of patients with the best clinical response were most responsive in the drug screening assay, while patients with less responsive PDOs exhibited poorer clinical outcomes. Another requisite for incorporating PDOs in clinical care is a short turn-around time. We show in chapter 3, in line with results from other studies, that it is feasible to establish and screen PDOs within three weeks of tissue sampling.\n\nWhile genomic heterogeneity of EOC has been studied extensively, the extent of functional heterogeneity is less known. We compared drug response to standard chemotherapeutics as well as targeted drugs for PDOs of multiple patients in chapter 3. PDOs exhibited both inter- and intrapatient drug response heterogeneity, which could partly be explained by genetic variation. The importance of our finding of extensive intrapatient drug response heterogeneity is that a single biopsy might not be sufficient for drug response prediction in individual patients.\n\nTo strengthen the correlation between in vitro PDO and in vivo patient drug response, a follow-up study is required. While we established a correlation between PDO drug response and clinical response in chapter 3, the sample size for this comparison was small and clinical drug response was limited to direct measures of response. Chapter 4 outlines a protocol for a prospective observational cohort study, in which we aim to establish the predictive value of PDOs for long-term clinical response, defined as progression free survival. We additionally aim to identify a cut-off for poor responders in the in vitro organoid drug screen assay, which could aid in identifying poor responders earlier. The outcomes of this study could aid in bridging the gap between the laboratory and the clinic for the use of PDOs. To improve the success rate of organoid establishment, which is currently limited for HGSC samples, we recommend an additional medium optimization step, prior to initiating the study described in chapter 4.\n\nWhile WGS has been instrumental in characterizing PDOs in the previous chapters, we switch gears in chapter 5, where we focus on the analysis of WGS tumor data of a large cohort of patients with metastatic EOC. Treatment stratification is currently mainly based on histological subtype, disease stage, time to recurrent disease and response to prior platinum-based chemotherapy. We integrated WGS data of 132 solid tumor biopsies with clinical (treatment response) data to explore genome-informed treatment stratification opportunities. We show that unsupervised hierarchical clustering of genomic data identifies distinct clusters. Clusters were characterized by homologous recombination deficiency, genome stability and duplications and exhibited specific response rates and survival probabilities. Clustering allowed tumors to be classified beyond the traditional histopathological parameters. Moreover, an actionability analysis identified opportunities for genome-informed treatments, although in most cases it concerned off-label gene-drug interactions based on experimental evidence. Interestingly, the cluster with the worst survival rate contained the highest fraction of patients with an actionable target.\n\nIn conclusion, the work in this thesis resulted in the development of a novel preclinical PDO model system for EOC that is representative of the corresponding tumor lesions, is amenable to drug screening and captures both inter- and intrapatient genomic and functional heterogeneity. PDOs are valuable preclinical model systems that have the potential to provide insight in drug response for individual patients with EOC, complementary to genetic testing. A follow-up study which establishes the relationship between PDO drug response and long-term clinical response is warranted. Further, WGS can increase our insight in drug response and potentially improve treatment stratification for patients with metastatic cancer. By acknowledging the complex and heterogeneous nature of EOC and adopting a more individualized approach the outlookes for patients with EOC could ultimately be improved.","auteur":"Chris De Witte","auteur_slug":"chris-de-witte","publicatiedatum":"17 september 2020","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/chrisdewitte?iframe=true","url_download_pdf":"","url_epub":"","ordernummer":"FTP-202603311231","isbn":"978-94-6380-924-5","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Universiteit Utrecht","afbeeldingen":6128,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Universiteit Utrecht","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/6126","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\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6126"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/6126\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6129,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/6126\/revisions\/6129"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6127"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6126"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=6126"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}