Pilot studie: humane darmbiopten als in vitro model

Zwaarlijvigheid of obesitas is en wordt een steeds groter probleem in de gehele
wereld. Zwaarlijvigheid komt voornamelijk voor in rijke landen; momenteel is
ongeveer 30% van de Amerikaanse bevolking zwaarlijvig. De meest gebruikte maat
voor zwaarlijvigheid is de Body Mass Index (BMI): het lichaamsgewicht in
kilogram, gedeeld door de lichaamslengte in meters in het kwadraat. Een persoon
met een BMI van meer dan 25,0 kg/m2 wordt beschouwd als te zwaar (overgewicht);
een BMI van meer dan 30,0 kg/m2 wordt beschouwd als zwaarlijvig (obesitas). Uit
verschillende epidemiologische onderzoeken is aangetoond dat zwaarlijvigheid
zorgt voor een toename in gerelateerde complicaties, zoals suikerziekte, hoge
bloeddruk, verhoogd cholesterol en hart- en vaatziekten.

Obesitas is onder andere gerelateerd aan het eetgedrag en dus aan het
hongergevoel (eetlust) en het gevoel van genoeg hebben (verzadigd). De
regulatie van eetlust en verzadiging in algemene zin is zeer complex en omvat
diverse signaalsystemen, organen en processen. Onder andere hormonen in het
maagdarmkanaal regelen dit proces en kunnen dus de voedselinname verminderen en
verhogen. Een belangrijk onderzoeksveld hierin is de fase van de herkenning en
signalering van voedingsbestanddelen in het maagdarmkanaal. Vele betrokken
onderzoekers onderschrijven het belang van het incorporeren van een goed
darmmodel om dit te onderzoeken. Dit om in de toekomst studies te kunnen doen
naar integriteit en functionaliteit van het darmepitheel bij de ontwikkeling en
screenen van voedingsingrediënten en mogelijke farmaca. Op basis hiervan kunnen
uitspraken gedaan worden over het effect van verzadiginghormonen op de
darmfunctie. Een varkensmodel zal mogelijk als darmmodel gebruikt kunnen
worden. Echter dient eerst dit gevalideerd te worden ten opzichte van de humane
darm.

Het uiteindelijke doel is om een goed darmmodel van een varkensmodel te maken.
Hiertoe dient dit varkensmodel eerst gevalideerd te worden middels humane
darmbiopten. In een volgend project kan dan het in vitro darmmodel van het
varken verder ontwikkeld worden voor de bestudering van de effecten van
geneesmiddelen en voedingscomponenten op de darmfunctie.

In deze studie worden normale dunne darm biopten van patiënten verzameld, die
om uiteenlopende redenen een endoscopisch onderzoek van het maag-darmkanaal
ondergaan, en gebruikt voor verschillende in vitro experimenten. De biopten
worden in kweek gehouden gedurende maximaal 1 dag voor de meting van
verschillende verzadigingshormonen.

Om de verzadigingshormonen te meten worden de biopten blootgesteld aan een
concentratiereeks van caseïne hydrolysaat. Caseïne hydrolysaat is een positieve
controle voor de release van verzadigingshormonen. Dit wordt uitgevoerd in
24-wellsplaten of ussing chambers.

24-wellsplaten
Na 1 uur incubatie met caseïne wordt het medium eraf gehaald en bewaard voor de
meting van eventueel vrijgekomen verzadigingshormonen. Er worden 2 belangrijke
verzadigingshormonen gemeten in het medium met behulp van een radio immuno
assay (RIA); CCK en GLP-1.

Ussing chambers
Om vast te stellen of er actief dan wel passief transport is van de
verschillende verzadigingshormonen worden de biopten in een ussing chamber
geplaatst. Hierbij wordt de apicale en basolaterale kant vastgesteld. Het biopt
wordt blootgesteld aan de apicale zijde. Vervolgens kan door de scheiding van
de compartimenten het transport van de apicale naar de basolaterale kant worden
bepaald. In het medium worden mbv RIA assays de CCK en GLP-1 concentraties
bepaald. Ter vergelijking worden de referentie stoffen mannitol en cafeïne als
markers voor paracellulair en transcellulair transport in darmepitheel
meegenomen.

Deze studies zullen parallel lopen met experimenten die uitgevoerd worden met
darmsegmenten van het varken. Deze resultaten zullen met elkaar vergeleken
worden zodat op deze manier de studie met varkensdarm gevalideerd kan worden.
Vervolgonderzoek met geneesmiddelen en voedingscomponenten zal dan uitgevoerd
worden in varkensdarm.

De endoscopie wordt uitgevoerd los van dit onderzoek. Er worden tijdens de
endoscopie maximaal 6 extra biopten afgenomen. Dit is in verhouding een kleine
belasting.