De Biliaire Bicarbonaat Paraplu in Fibroserende Cholangiopathieën

Cholestatische leverziekten zijn verantwoordelijk voor 10% van de
levertransplantaties. Helaas zijn de etiologie en pathofysiologie van
fibroserende cholangiopathieen zoals primair scleroserende cholangitis, primair
biliaire cholangitis en IgG4-gerelateerde hepatobiliaire ziekte onbekend.
Recentelijk hebben we echter de hypothese van de 'biliaire bicarbonaat paraplu'
geïntroduceerd. Deze hypothese stelt dat cholangiocyten een beschermende
alkalische omgeving creëren door bicarbonaat uit te scheiden, en dat deze
biliaire bicarbonaat paraplu gestabiliseerd wordt door een apicale cholangiocyt
glycocalyx. Deze glycocalyx is een 20-40nm dikke membraan gebonden barrière die
bestaat uit glycoproteïnen die (1) mogelijk een hindernis kunnen vormen voor
gesecreteerd bicarbonaat en (2) galzuren kunnen wegstoten van de cholangiocyt
membraan. De resulterende apicale omgeving die gecreëerd is door bicarbonaat
secretie en retentie in de glycocalyx kan daarmee toxische
glycine-geconjugeerde galzuren in hun gedeprotoneerde, polaire en membraan
impermeable staat houden. We speculeerden dat afwijkingen in de het bicarbonaat
secretiemechanisme of verstoring van de stabiliserende glycocalyx zouden
resulteren in protonatie van de glycine geconjugeerde galzuren, waardoor deze
apolair worden en door de celmembraan kunnen diffunderen en daarmee tot schade
in de cholangiocyt kunnen leiden waardoor fibroserende cholangiopathieen kunnen
ontstaan.

We zijn in staat geweest om onze hypothese deels in vitro te kunnen verifiëren
en hebben uit onze bevindingen geconcludeerd tot defecten in de biliaire
bicarbonaat paraplu een kritieke rol kunnen spelen in de ontwikkeling van
fibroserende cholangiopathieen. We hebben laten zien dat afwijkingen in
bicarbonaat secretie en degradatie van de glycocalyx leiden tot meer galzuur
permeatie en cholangiocyt schade, iets wat bevestigd is door andere
onderzoekers. Wetende dat disruptie van de biliaire bicarbonaat paraplu
cholangiocyten kwetsbaar maakt voor galzuur permeatie en daarmee cholangiocyt
schade, roept de volgende belangrijke vragen op:
(1) is de structuur, compositie en barrière functie van de biliaire bicarbonaat
paraplu afwijkend in fibroserende cholangiopathie patiënten?
(2) is het mogelijk de biliaire bicarbonaat paraplu te stabiliseren en daarmee
galzuur permeatie en cholangiocyt schade te voorkomen, waarmee mogelijk nieuwe
therapeutische aangrijpingspunten geïdentificeerd kunnen worden?

Gebaseerd op ons voorgaande werk hebben we twee hypotheses opgesteld:
(1) de biliaire bicarbonaat paraplu is afwijkend op een structureel, compositie
en functioneel niveau in fibroserende cholangiopathieen, waarmee het zijn
beschermde barrière functie verliest tegen toxische galzuren, en dus een
belangrijke rol speelt in de pathogenese van fibroserende cholangiopathieen.
(2) de biliaire bicarbonaat paraplu kan gestabiliseerd worden door
pharmacologische interventies, waarmee galzuur permeatie en geassocieerde
cholangiocyt schade voorkomen kan worden.

Alhoewel voorgaande experimenten onze hypotheses ondersteunen, is deze kennis
verkregen in cel modellen die tegenwoorden ouderwets/inferieur zijn. Het was
met deze cel modellen niet mogelijk om cholangiocyten van fibroserende
cholangiopathie patiënten te kweken. Recentelijk zijn er technieken ontwikkeld
die juist dit mogelijk maken, waarbij stamcellen geisoleerd worden uit weefsel
om hieruit zogenaamde cholangioiden te kweken ('galwegen in een schaaltje').
Dit biedt ons de mogelijkheid om ons begrip van fibroserende cholangiopathieen
enorm uit te breiden, onze hypotheses beter te testen en mogelijk nieuwe
therapeutische aangrijpingspunten te identificeren.

Primair doel:
Onderzoeken of de structuur, compositie en/of barrière functie van de biliaire
bicarbonaat paraplu intrinsiek afwijkend is in cholangioiden en lever biopsieën
van fibroserende cholangiopathie proefpersoenen vergeleken met
niet-fibroserende cholangiopathie patiënten, en of deze afwijkingen leiden tot
verhoogde galzuur permeatie en cholangiocyt schade.

Secundair doel:
De effecten van potentieel therapeutische agentia vergelijken zoals UDCA
conjugaten, norUDCA, FXR agonisten en fibraten op de structuur, compositie en
barrière functie van de biliaire bicarbonaat paraplu om cholangioids te
beschermen tegen de schadelijke effecten van toxische galzuren.

Ten eerste zullen mogelijke proefpersonen benaderd worden door hun behandelend
arts of zij interesse hebben om deel te nemen aan de studie, en of zij akkoord
gaan dat de arts-onderzoeker contact met hen opneemt en in hun klinisch dossier
kijkt of zij in aanmerking komen voor de studie. De arts-onderzoeker zal deze
proefpersonen vervolgens screenen voor in- en exclusie criteria.

Ten tweede, informed consent zal worden afgenomen bij proefpersonen die in
aanmerking komen.

Ten derde, indien informed consent is verleend zullen proefpersonen hun reeds
geplande procedures ondergaan.

Ten vierde, lichaamsmateriaal zal gedurende deze procedures worden afgenomen

Ten vijfde, lichaamsmateriaal zal worden gebruikt voor laboratorium studies.
Leverbiopsieën zullen gebruikt worden voor transmissie electron microscopie en
confocale microscopie. Lichaamsmateriaal verworven bij ERCP, PTC, Whipple
procedures en lever resecties zal worden gebruikt om stam cellen te isoleren om
hieruit cholangioids te maken. Bloed en duodenum vocht zal worden gebruikt om
experimentele resultaten te correleren aan klinische gegevens.


Controle groep: proefpersonen die dezelfde interventies ondergaan, omdat we
toegang nodig hebben tot hetzelfde lichaamsmateriaal. De diagnoses voor de
controle groep zijn zo uitgekozen omdat we bij deze diagnoses geen afwijkingen
in de bicarbonaat paraplu verwachten.
Duur: proefpersonen zullen geïncludeerd worden over een tijdsperiode van 4
jaar. Voor verlengd gebruik en opslag van lichaamsmateriaal zal een biobank
aanvraag worden ingediend.
Setting: collectie van lichaamsmateriaal zal plaatsvinden in het Amsterdam UMC.
Lichaamsmateriaal zal worden verwerkt en experimenten zullen worden uitgevoerd
in het Tytgat Institute for Liver and Intestinal Research. Proefpersonen zullen
worden vervolgd door hun behandelend arts.

Alle proefpersonen moeten door het proces van informed consent gaan (sommige
proefpersonen extra t.a.v. galaspiratie gedurende ERCP) andere voor het gebruik
van hun lichaamsmateriaal voor gebruik in wetenschappelijk onderzoek en toegang
tot hun klinische data.

Risico's: gebaseerd op de literatuur zijn wij van mening dat er geen
additionele risico's zijn ten gevolge van gal en duodenum vocht aspiratie
gedurende ERCP. Alhoewel gal en duodenum vocht aspiratie tijdens ERCP geen
standaard procedure is, wordt het gebruikt voor diagnostische doeleinden en is
het een relatief snelle en simpele procedure. In het c1 protocol sectie 13 word
de literatuur ten aanzien van de risico's uitgebreid besproken. Bloedafname
brengt zoals bekend minimale extra risico's met zich mee.

Voordelen: geen directe voordelen voor deelnemende proefpersonen.
De rechtvaardiging voor de voorgestelde studie is dat we indirecte lange
termijn voordelen verwachten voor de hele groep fibroserende cholangiopathie
patiënten, dit doorat we in staat zullen zijn de etiologie en pathogenese van
fibroserende cholangiopathieen beter te kunnen begrijpen. Dit zal zich hopelijk
vertalen in het identificeren van therapeutische targets in fibroserende
cholangiopathieen.