Epigenetische biomarkers om ziekteprogressie te voorspellen - naar therapie op maat.

Psoriasis is een chronische inflammatoire aandoening die huid en gewrichten
beïnvloedt. Haar pathogenese is multifunctioneel en bepaald door een aantal
genetische risicofactoren en omgevingsfactoren. Het ziekteproces omvat een
defecte huidbarrière-reparatiefunctie en een daarmee gepaard gaande verkeerde
regulering van de aangeboren immuunrespons op schadelijke stoffen zoals
bacteriën en trauma waardoor ontstekingen ontstaan. Uiteindelijk zal het
adaptieve immuunsysteem in het spel komen en zal de inflammatoire respons
aangehouden worden door o.a. TNF-alfa en IL12/23 signalen. Een subset van
T-helpercellen, Th17, heeft waarschijnlijk een sleutelrol bij de reeks
gebeurtenissen hierboven beschreven. Echter, het hele proces begint
waarschijnlijk in de epidermale barrière en haar belangrijkste onderdeel, de
keratinocyten. Psoriasis is een chronische ziekte die bij manifestatie
wisselende activiteit kan vertonen met spontane remissies en excacerbaties.
Psoriasis beïnvloedt de levenskwaliteit negatief en kan gepaard gaan met
significante comorbiditeit zoals het metabool syndroom die bijdraagt aan
chronische inflammatoire activiteit. Daarnaast zal minimaal 30% van de
patiënten arthritis psoriatica ontwikkelen, dat kan leiden tot gewrichtsschade
en invaliditeit. Dus psoriasis is een potentiaal ernstige systemische
aandoening die kan zorgen voor significante morbiditeit.

In analogie met reumatoide artritis, is het waarschijnlijk dat vroege
interventie met disease-modifying drugs (zoals biologicals) gewrichtsschade en
andere lange termijn complicaties in patienten met psoriasis, kan voorkomen.
Dit concept heeft zijn waarde bewezen in de behandeling van reumatoide
artritis, waar vroege interventie met DMARDs (disease-modifying antirheumatic
drugs) de incidentie van invaliditeit significant heeft verminderd. Een aantal
van deze DMARDs, zoals adalimumab, zijn specifieke humane en gehumaniseerde
monoklonale antilichamen die TNF-alfa en IL12/23 signalen onderdrukken. Deze
zijn bewezen zeer effectief bij de behandeling van psoriasis, PASI scores
kunnen tot 90% verminderen. Ze zijn ook effectief tegen arthritis psoriatica.
Echter, we kunnen momenteel niet voorspellen welke psoriasis patiënten
arthritis en andere lange-termijn complicaties zullen ontwikkelen. Het is zeer
goed mogelijk dat er veel psoriasis patiënten eigenlijk een biological zouden
moeten krijgen om complicaties te voorkomen, maar dat gezien de huidige ernst
van de aandoening nu niet te rechtvaardigen is.

Daarom is het zeer wenselijk een een set biomarkers te hebben die
ziekteprogressie voor individuele patiënten kan voorspellen. Als het mogelijk
is deze personen te selecteren die veel baat zouden hebben van een biological,
kan dit het ook economisch haalbaar maken om biologicals voor te schrijven ter
preventie van lange-termijn complicaties. De biomarkers zijn nog niet
beschikbaar, hoewel er al een aanzienlijke inspanning geleverd werd om deze te
identificeren (meer dan 1500 PubMed artikelen tot medio 2013). De huidige
inspanningen richten zich op genetische en (serum) inflammatoire makers, maar
tot nog toe met weinig succes. Er zijn momenteel geen serum- of weefsel markers
voorhanden die het risico op ziekteprogessie kan voorspellen.

Deze studie stelt een innovatieve benadering voor om een prognostische
biomarker te ontwikkelen, met behulp van een biologisch fenomeen dat
grotendeels genegeerd werd bij psoriasis onderzoek en andere huidaandoeningen.
We gebruiken onze ervaring met nieuwe technologie die potentieel relevante
biomarkers kan leveren in het relatief korte tijd.

Het is algemeen bekend dat psoriasis een sterke erfelijke component heeft,
alhoewel omgevingsinvloeden een cruciale rol spelen bij het triggeren van de
expressie van de ziekte. Het is niet bekend waarom de aandoening aanhoudt
wanneer deze eenmaal manifest is. Er zijn geen bekende genetische of
omgevingsfactoren die dit fenomeen kunnen verklaren.

Primair Doel:
Het bepalen van een belangrijkste set genen (bepaald uit differentiële
methylatie) die meest betrouwbaar (r >=0.95, FDR<0.05) onderscheid maken van
psoriasis en normale huid. Op deze manier worden potentiele biomarkers bepaald.

Secundaire doelen:
Methyloom analyse zal ook antwoorden geven op de volgende vragen:
1) Verschilt het globale methylatie patroon in psoriasis huid met dat van
normale huid, in patiënten met psoriasis?
2) Is de globale methylatie van niet-aangedane huid anders tussen personen met
en personen zonder psoriasis? (Kunnen we een epigenetische predispositie
detecteren?)
3) Welke gen promotors zijn differentieel gemethyleerd tussen de twee
belangrijkste groepen psoriasis en normale huid?
4) Duiden deze genen samen met de RNA data op pathways die al bekend zijn in
betrokkenheid bij de pathogenese van psoriasis, en worden er nieuwe pathways
gesuggereerd die mogelijk therapeutische targets bieden?
5) Is het methyloom van guttata psoriasis anders dan van psoriasis vulgaris?

Nadat we potentiële biomarkers hebben gevonden, zullen deze vervolgens
gevalideerd worden en ontwikkeld worden in een prospectieve translationele
studie gericht op het verkrijgen van biomarkers die progressie van de ziekte te
voorspellen.

Onderzoeksopzet
De voorgestelde studie betreft een niet-gerandomiseerde, niet-therapeutische
observationele klinische studie waarbij vier huidbiopten en een bloedsample
worden afgenomen als invasieve ingreep op t=0. Dit patiëntenmateriaal zal
alleen ex-vivo in een laboratorium worden onderzocht. Er wordt daarom geen
follow-up gepland voor de patiënten.

Duur
We verwachten dat de studie ongeveer 18 ± 3 maanden zal duren: 3 maanden voor
inclusie van patiënten, 6-9 maanden voor DNA/RNA analyse en 9 maanden voor data
analyse en biomarker selectie.

Setting
De studie zal plaatsvinden in het Maastricht Universitair Medisch Centrum + in
2014. Patiënten worden naar de spreekuren op de polikliniek van de afdeling
dermatologie gestuurd door hun huisarts of door hun perifeer dermatoloog. Als
patiënten voldoen aan de inclusiecriteria zal de arts-assistent of dermatoloog
vragen aan de patiënt of zij interesse hebben mee te doen aan het psoriasis
project. De arts-onderzoeker zal hen dan uitleg geven over het onderzoek.
Aanwezige partners van patienten met psoriasis die in aanmerking komen zullen
ook gevraagd worden deel te nemen als controlepatient. Indien we onvoldoende
controlepatienten op deze manier kunnen includeren, zullen ook partners
gevraagd worden deel te nemen, van patienten met psoriasis die niet voldoen aan
de inclusiecriteria.

Verantwoording van onderzoeksopzet
In deze studie willen we eerst het gehele methyloom en transcriptoom analyseren
om een set van differentiele gemethyleerde genen te bepalen, om op deze wijze
potentiele biomarkers te bepalen. Daarvoor volstaat een niet-gerandomiseerde,
niet-therapeutische observationele klinische studie.

Flow-chart
Niet van toepassing

Deelname aan de studie houdt slechts een klein risico in. Het nemen van een
huidbiopt en het nemen van een bloedsample zijn technieken die we zeer vaak
gebruiken in de diagnostiek in de dagelijkse klinische praktijk. Voor afname
van het biopt zullen we een anaestheticum gebruiken. De lidocaine 1% kan
kortdurend een branderig gevoel geven. Het nemen van het biopt zal door de
verdoving niet gevoelig zijn. Het nemen van het bloedsample middels een
venapunctie is nauwelijks pijnlijk. De totale belasting is daarom minimaal.

De risico's die gepaard gaan met afname van de biopten en het bloedsample, zijn
tevens benoemd in de patienteninformatiefolder.
- Na afname van het biopt zal een litteken ontstaan. Normaal gesproken is dit
litteken zeer klein en na verloop van tijd zal deze vervagen waardoor deze
nauwelijks meer zichtbaar is. Sommige patienten neigen tot overmatige
littekenvorming. Indien een patient hiermee bekend is, betekent dit een
exclusiecriterium voor deelname aan de studie.
- Tijdens afname van het biopt en het bloedsample is het mogelijk dat er een
kleine bloeding ontstaat. Normaal gesproken stoppen we dit met behulp van
compressie. Het is daarnaast ook mogelijk dat dit na verloop van tijd weer
begint te bloeden. In de patienteninformatiebrief staat hoe
onderzoeksdeelnemers hiermee moeten omgaan.
- Een ander mogelijk risico is die van een wondinfectie. Een infectie van de
wond kan relatief eenvoudig worden behandeld. Deelnemers ontvangen informatie
wanneer er mogelijk sprake is van een wondinfectie en wat dan te doen.
- In zeldzame gevallen is het mogelijk dat tijdens afname van het biopt een
zeer oppervlakkige zenuw wordt geraakt. Het is mogelijk dat een klein gebied
van de huid na de ingreep (blijvend) doof aanvoelt.

Psoriasis heeft een negatieve impact op de kwaliteit van leven en is
geassocieerd met belangrijke comorbiditeit zoals het metabool syndroom.
Daarnaast zal minimaal 30% van de patienten arthritis psoriatica ontwikkelen,
dat kan leiden tot gewrichtsschade en invaliditeit. Deze studie zal bijdragen
aan het bepalen van biomarkers voor deze lange-termijn complicaties van
psoriasis. Zoals genoemd in de introductie, kan vroege interventie
gewrichtsschade en andere lange-termijn complicaties voorkomen.

De risico's en belasting van deelname aan de studie zijn minimaal, de mogelijke
baten zijn zeer groot.