B7 coreceptor molekulen als klinisch-relevante surrogaat biomarkers in de Hyper-IgD syndroom vorm van mevalonaat kinase deficientie

Cholesterol en isoprenoiden zijn noodzakelijk voor celmembranen, embryonale
ontwikkeling, intracellulaire signaaltransductie, 'vesicular trafficking'
(vervoer in blaasjes) en de celcyclus (Goldstein et al 2006; Gong et al
2006a,b).

HIDS/MKD is een autoinflammatoire ziekte die gekenmerkt wordt door systemische
ontsteking zonder duidelijke infectieuze oorzaak. Mevalonaat kinase deficientie
(MKD) is een genetisch enzymdefect dat bij de mens een spectrum van ziekte kan
veroorzaken. Onder andere klassieke mevalonacidurie (MA) en hyper-IgD syndroom
(HIDS) (Drenth, 1999; Simon, 2004). Het grootste verschil tussen MA en HIDS
zijn de (ernstige) neurologische verschijnselen bij MA die bij HIDS eigenlijk
niet voorkomen (Prietsch, 2003; Hoffmann, 1993). Mensen met MA of HIDS kunnen
lijden aan hepatosplenomegalie, lymfadenopathie, anemie, verhoogde acute fase
reactie, leukocytose en verhoogde excretie van leukotrienen in de urine
(Prietsch, 2003). Mensen met HIDS lijden aan recidiverende koortsaanvallen met
huiduitslag en pijn van spieren en gewrichten (Rigante, 2009; Steichen, 2009;
Touitou, 2008; van der Hilst, 2008; Sornsakrin, 2008). Vaak is het serum IgD en
IgA1 verhoogd, maar er is weinig correlatie tussen de hoogte van het IgD en de
ernst van ziekte, en MKD kan ook voorkomen zonder verhoogd IgD. Mutaties bij
MKD zitten in het mevalonaat kinase (MVK) gen.

MKD en ontsteking: bij patienten met MKD is de regulatie van interleukine-1*
(IL-1*) gestoord. IL-1* is een belangrijk ontstekingseiwit. Gestimuleerde PBMCs
(peripheral blood mononuclear cells) van mensen met MKD scheiden meer IL-1*
uit. Dit is geassocieerd met een tekort aan ge-geranylgeranyleerde eiwitten
(Houten, 2003a and 2003b; Mandey, 2006b). Recent hebben Marcuzzi et al.
(Marcuzzi, 2008) de ontsteking die gezien wordt bij HIDS kunnen reproduceren in
BALB/c muizen door toediening van aminobisfosfonaten (die het mevalonaat
metabolisme remmen). Toevoeging van isoprenoiden van buiten (geraniol, farnesol
en geranylgeraniol) kon deze aminobisfosfonaat-geinduceerde ontsteking remmen.
Dolichol wordt ook gemaakt via isoprenoid precursors, en verlies van MVK
activiteit zal leiden tot een tekort aan dolichol. Het is onze hypothese dat
dit tekort aan dolichol kan leiden tot verkeerde glycosylatie van eiwitten. Dit
kan ook de gestoorde 'shedding' of uitscheiding van IgD verklaren, dat normaal
gesproken een membraan-gebonden immuunglobuline op B-lymfocyten is. Daarnaast
kan een tekort aan dolichol leiden tot een veranderde expressie van
costimulatoire B7-glycoproteinen op verschillende cellen (zie hieronder). Ook
veranderde oxysterol productie zou kunnen leiden tot verandering in het
immuunsysteem (Hannedouche, 2011).

Costimulatoire B7-glycoproteinen in het MKD muis model: in de Mvk+/- muis, een
model voor HIDS, hebben we de activatie en proliferatie van milt-lymfocyten
populaties bestudeerd. Mvk-/- muizen overleven het embryonale stadium niet,
terwijl Mvk+/- muizen een fenotype vertonen met verhoogde concentratie van IgD,
IgA1 en TNF*, gestoorde temperatuurregulatie, hematologische afwijkingen en
splenomegalie. Flowcytometrie van cel-oppervlakte markers op T en B lymfocyten
en macrofagen toonde gestoorde expressie van B7 glycoproteinen in alle
miltcellen. In Mvk+/- CD4 en CD8+ T-cellen werden veranderde expressie van
CD25, CD80, CD152 en CD28 aangetoond (figuur 2, bovenste linker en rechter
afbeeldingen). Mvk+/- milt macrofagen hebben een veranderde expressie van CD80,
CD86, CD40 en CD11c (figuur 2, onderste linker afbeelding), terwijl Mvk+/- B
lymfocyten een andere expressie van CD40, CD80 en CD86 vertoonden (figuur 2,
onderste rechter afbeelding).

Het is onze hypothese dat verstoringen in de expressie van cel-oppervlakte
eiwitten die nodig zijn voor activatie, proliferatie en regulatie van de
intensiteit en duur van een immuunrespons kunnen leiden tot een defect in T-cel
activatie, proliferatie en effector functies in het HIDS muismodel, en mogelijk
ook in HIDS in de mens. Dit willen we onderzoeken in HIDS patienten. Daarbij
willen we ook onderzoeken of deze B7 glycoproteinen een correlatie laten zien
met ernst van het ziektebeeld, andere bekende biomarkers in HIDS, en ook met
isoprenoid metabolieten. Dit onderzoek zou mogelijk een biomarker op kunnen
leveren die specifiek is voor HIDS. Het zou ook kunnen bijdragen aan onze
kennis over de pathofysiologie van dit ziektebeeld.

Figuren en referenties: zie onderzoeksprotocol.

Het doel van dit onderzoek is het meten van potentiele nieuwe, unieke
biomarkers in patienten met HIDS, die in de toekomst mogelijk gebruikt zouden
kunnen worden als uitkomstparameters voor grotere, gecontroleerde klinische
studies. Ons longitudinaal onderzoek in een kleine pilot groepkan ook nieuw
inzicht in de pathofysiologie opleveren.
De primaire hypothese is dat de afwijkingen van de costimulatoire B7
glycoproteinen die gevonden zijn in het HIDS muis model ook gevonden zullen
worden in sera van mensen met HIDS, voor, tijdens of na een koortsaanval. Een
secundaire hypothese stelt dat B7 glycoproteinen concentraties een correlatie
zullen vertonen met een klinische symptoom-score, andere bekende biomarkers in
HIDS (IgD, IgA en IL-6), ontstekingsparameters (CRP/ESR en leukocytenaantal),
en/of markers van het isoprenoid metabolisme (onder andere lathosterol als een
maat voor cholesterol synthese, cholesterol en oxysterols, mevalonzuur in de
urine, farnesyl glucuronide, dolichol en ubiquinone).

Prospectief observationeel pilot onderzoek bij mensen met HIDS.

Op 4 momenten worden een 24-uurs urinemonster en bloedmonsters verzameld. De
eerste keer in een asymptomatische periode, tenminste 14 dagen na de laatste
aanval. Vanaf dat moment houdt de deelnemer dagelijks zijn temperatuur en
klachten bij. Een koortsaanval begint zodra de temperatuur *38.0*C is en de
symptoomscore * 20. Dit is het 2e moment. 72 uur na het begin volgt het derde
urine- en bloedverzamelmoment. En aan het eind van de aanval (temperatuur
<38.0*C en symptoomscore <20) wordt voor de laatste keer urine en bloed
afgestaan. Een maand later volgt een follow-up bezoek of telefoon-contact om
mogelijke 'adverse events' te noteren.
Tijdens de hele studie moeten de deelnemers hun normale dieet volgen. Ze mogen
geen medicijnen nemen voor hun HIDS, dus ook geen pijnstillers of
ontstekingsremmers.

Zie voor een onderzoeksschema figuur 3, pagina 13 van het onderzoeksprotocol.

Hematoom tgv venapunctie; klein litteken tgv huidbiopt.

Eén koortsaanval doormaken zonder behandeling: hierdoor zal de patiënt meer
symptomen (koorts, alg malaise, huiduitslag, buikpijn) doormaken, gedurende
meer dagen (5-6 dagen in plaats van beste geval 2 dagen met behandeling)
Er is geen andere manier om dit onderzoek uit te voeren. Het kan waardevolle
informatie opleveren over de pathogenese van deze zeldzame ziekte.
Er bestaat geen mogelijkheid om deze erfelijke aandoening te genezen; de
huidige behandeling bestaat uit het remmen van ontsteking om de symptomen van
de koortsaanvallen zo veel mogelijk te onderdrukken. Deze behandeling kan
echter de resultaten van de studie beïnvloeden. Niet gebruiken van medicatie
tijdens een koortsaanval is belastend voor de patiënt maar niet gevaarlijk.