Verband biologische markers,

ziekteactiviteit en progressie MS

Judith Eikelenboom wilde met haar onderzoek beter inzicht krijgen in de verschillende ziekteprocessen bij MS. Kun je door het meten van het gehalte van sommige eiwitten van bloedcellen iets voorspellen over de ernst en het beloop van de ziekte MS? Het gaat daarbij om bloedcellen, die betrokken zijn bij het ontstaan van een ontsteking. Eikelenboom stelde vast dat sommige eiwitten, als zogeheten biomerker, daarvoor mogelijk geschikt zijn. Door het meten van eiwitten uit de steuncellen van de zenuwen (glia-cellen) zijn de verschillende vormen van MS te onderscheiden.Ook onderzocht zij een afbraakproduct van het steunweefsel, het neurofilament-eiwit. Het fosfaat-bevattende gedeelte van dit eiwiteen chemische stof, die is opgebouwd uit een aaneenschakeling van kleine moleculen (aminozuren. Die bevatten als kenmerk alle stikstof. Van die aminozuren zijn er 20 verschillende. De volgorde waarin ze aan elkaar geknoopt worden is geregeld vanuit de kernen van de cellen volgens een daarin opgeslagen vaste volgorde van 4 stoffen, de 'basen'. De volgorde waarin de basen aan elkaar geknoopt zijn is dus bepalend voor de samenstelling van een eiwit. Zo'n streng basen vormt samen een molecuul DNA. Het bevindt zich in één van de kernlissen in de kern -zie chromosomen. Een hoofdtaak van eiwitten is het regelen van de stofwisseling - zie enzymen. Eiwitten kunnen ook dienen als bouwmateriaal voor het lichaam. Ze maken dan onderdeel uit van de stofwisseling. Meer... lijkt een goede voorspeller van invaliditeit.

Proefschrift van M.J. Eikelenboom

Genetische en omgevingsfactoren lijken de gevoeligheid voor de ziekte MS te bepalen. De ontstekingsverschijnselen bij MS zijn het gevolg van een immunologische reactie, waarbij witte bloedcellen (T-cellen) een belangrijke rol spelen bij het begin van het proces. Deze T-cellen komen uit het bloed en passeren de grenslaag tussen zenuwvloeistof (liquor) en bloed, waarna er bij het herkennen van een antigeen een immunologische reactie volgt. Daarbij komen onder andere eiwitten (cytokines en chemokines) vrij. Bij de ontstekingsreactie ontstaan harde littekens, de zogeheten plaques.

Naast deze plaques is er echter ook in normaal uitziende witte stofschade, zichtbaar. Dit zou betekenen dat naast de ontsteking ook sprake is van afbraak van zenuwweefsel. Het verband tussen ontsteking en zenuwafbraak enerzijds en de verschillende ziektestadia anderzijds is onbekend. Het verkrijgen van inzicht in deze processen in verschillende MS subgroepen, zal hopelijk uiteindelijk leiden tot verbetering van de behandeling.

Verband tussen immunologische metingen en klinisch ziektebeloop

Judith mat het gehalte van receptoren (CCR5 en CXCR3) – eiwitten op het oppervlak van bloedcellen die een brug kunnen vormen met antigenen- op bloedcellen. Bij mensen met MS vond zij hogere percentages CD8 positieve cellen bij de secundair progressieve (SP) vorm dan bij de primair progressieve (PP) vorm van MS.

PP patiënten blijken een hoger gehalte (hogere expressie van) CCR5 CD‘oppervlakte-eiwit’, specifiek aanwezig (als label) op bloedcellen . De diverse CD-eiwitten worden onderscheiden met een nummer bijvoorbeeld CD4, CD24, CD80 Meer... 8 positieve cellen te hebben dan relapsing remitting (RR) patiënten. De resultaten van het onderzoek wijzen op een hogere CD8 celexpressie van receptor CCR5 in progressieve (SP en PP) MS patiënten dan bij RR patiënten. Doel van het onderzoek was het vaststellen van de voorspellende waarde van (1) CXCR3 expressie op CD8 positieve cellen in de gehele groep, (2) de CXCR3 expressie op CD4 en CD8 positieve cellen (in SP) en (3) de CCR5 expressie op CD8 positieve cellen (in RR), voor de jaarlijkse veranderingen in tegelijk met MRI gemeten T2 laesies in de hersenen.

De resultaten suggereren dat de twee receptoren CCR5 en CXCR3 – producenten van de respectievelijk gemeten ‘chemokines’ CCL5 en CXCL10 – een rol spelen bij de actieve vorm van de ziekte, omdat de expressie van CCR5 en CXCR3 op T lymphocyten de toekomstige activiteit van de ziekte voorspellen zoals gemeten op MRI-scans. Aangezien de productie (de expressie d.w.z. hoeveelheid aantoonbare eiwitten) van de receptoren samenhangt met veranderingen in T2 laesies (nieuwe laesies voorstellende) en niet met T1 laesies (voorstellende meer destructieve laesies), lijken de onderzochte chemokines een rol te spelen bij beginnende laesies en niet bij de uitkomst van laesies op de lange termijn.

Judith beschrijft een onderzoek naar de chemokines CXCL10 en CCL2 in bloed en liquor bij MS patiënten. Deze biomerkers heeft zij vergeleken met klinische bevindingen en MRI metingen. Zij vond geen verschil tussen de verschillende soorten MS en geen verband tussen de chemokines en de klinische en MRI gegevens.

Zij deed ook een onderzoek naar de expressie van een aantal gebonden eiwitten  op T-cellen om te kunnen onderscheiden tussen de subgroepen van MS en een voorspelling te kunnen doen voor de mate van ziek zijn. Zij stelde verschillen vast bij de CD11a en CD18 expressie op T cellen en ook bij de CD49d+ CD8+cellen en CD29+ T cellen.

De onderzoekster toonde met onderzoek bij andere groepen T-cellen aan dat met name de integrines een belangrijke rol spelen bij beginnende laesies. In een ander onderzoek vond zij, dat er een verschil was in aantal cytokine-producerende T-cellen bij de  geslachten. De verschillen in cytokineproductie tussen de geslachten kunnen worden gevonden in de diverse stadia van de ziekte en houden mogelijk verband met het onderliggende ziektemechanisme.

Tenslotte stelde Judith een verschil vast in de verhouding CD4 en CD8 cellen tussen de opticospinale vorm van MS en de klassieke vorm. . Dit is in lijn met een bekende hypothese bij de ziekte van Devic’s (neuromyelitis optica), een ziekte lijkend op opticospinale MS.

Biologische markers bij degeneratie van CZS

De promovenda onderzocht het verband tussen enige biomerkers in liquor van het steunweefsel in de hersenen (gliaweefsel) en de mate van invaliditeit, waarbij zij de bevindingen met een post mortem studie controleerde. De gemeten biomerkers waren genaamdS100B, ferritine en GFAP. Je kunt een trend voor toenemende S100B concentraties van PP naar SP naar RR zien, terwijl de ferritine concentraties in SP hoger zijn dan in controle patiënten.

De S100B: ferritine ratio kan patiënten met RR MS onderscheiden van SP, PP of controles. MS patiënten met veel invaliditeit hebben in hun liquor hogere GFAP concentraties, in vergelijking met mindere geïnvalideerde MS- of controlepatiënten. De post mortem studie laat hogere concentraties S100B in de acute plaques zien dan in de subacute, terwijl de ferritine concentraties verhoogd zijn in alle MS laesies, ongeacht hun stadium. Concluderend lijkt S100B samen te hangen met de relapsing fase van de ziekte, terwijl ferritine gedurende het gehele ziektebeloop relatief verhoogd is. GFAP hangt samen met de invaliditeits-schalen en kan een goede maat zijn voor de irreversibele schade.

Judith onderzocht het verband tussen MRI-gegevens over weefselschade en het gehalte van de neurofilament-eiwit ( NfH: een eiwit in de steunweefsels van de zenuwen) in gepaarde CSF en serumVloeistof uit het bloed. Bloed waaruit de cellen zijn verwijderd. Meer... samples van mensen met verschillende subgroepen van MS. Deze metingen blijken het niet mogelijk te maken onderscheid maken tussen de subgroepen. Wel hangen de gevonden gehaltes direct samen met de op andere wijze te meten hersenschade  Deze studie kan dan ook richting geven aan verder onderzoek naar biomerkers, die kloppen met de in vivo met MRI gevonden ernst van de ziekte.

Maar ook bekeek de onderzoekster de samenhang van de ernst van de ziekte met het fosfaathoudende gedeelte van het NfH- molecuul (NfH p). Driekwart van de patiënten met een progressief beloop krijgen op den duur bij controles een verhoging van de NfH p concentratie en dat zie je ook bij éénvijfde van de RR groep. Mensen met PP MS krijgen in het ziektebeloop een grotere verhoging van de concentratie van NfH p dan stabiele RR MS patiënten. Bij de eerste meting hadden mensen met klinisch progressieve RR hogere concentraties dan klinisch stabiele RR MS patiënten.
Het gehalte van NfH p hield gelijke tred met de klinische schalen.
Het meten in liquor van NfH-p is kennelijk een goede manier om de neurologische schade in RR MS te voorspellen. Gedurende de progressieve fase van de ziekte zie je een verhoging van de concentratie en dat wijst op een toenemende axonale schade.

Conclusies

• Immunologische markers op  T cellen in het bloed, met name chemokine receptoren (CXCR3 en CCR5) en adhesie moleculen (met name integrines), hebben een voorspellende waarde voor het ontwikkelen van laesies;
• Je kunt verschillen vinden tussen de sexen in cytokine productie van T cellen bij de verschillende ziektestadia;
• Opticospinale MS lijkt een Th2- afhankelijke ziekte, zoals ook wordt verondersteld bij neuromyelitis optica;
• Het bepalen van de glia activiteit, zoals die tot uiting komt in het gehalte van S100B en GFAP in liquor, kan helpen de subgroepen in MS te onderscheiden ;
• NeurofilamentNeurofilamenten zijn eiwitten die uitsluitend in zenuwcellen voorkomen en deze stabiliseren en hen een geraamte geven. Er zijn meerdere varianten van de neurofilamenten waarvan de zogenaamde Neurofilament Light chain voor MS heel passend blijkt te zijn. Meer... antilichamen lijken in vivo ziekte op de MRI te weerspiegelen;
• In liquor is NfH-p een  voorspeller voor de mate van neurologische schade en invaliditeit, met name in de schubfase van de ziekte.

Proefschrift:  Biological markers related to disease activity and progression
Promotor: prof.dr. C.H. Polman Co-promotoren: dr. J. Killestein en dr. B.M.J. Uitdehaag
Dit onderzoek is via financiering van de hersenbank gedeeltelijk gefinancierd door de stichting MS Research