Dynamiek van leukocytenpopulaties in gezondheid en ziekte: in vivo labelling van delende leukocyten met gedeutereerd water

In de afgelopen decennia is onze kennis van het immuunsysteem sterk verbeterd.
Desondanks bestaat er nog veel onduidelijkheid over hoe lang de belangrijkste
cellen van het immuunsysteem leven, hoe snel ze delen en hoe snel ze
geproduceerd worden in de thymus en het beenmerg, onder normale, gezonde,
omstandigheden. Tegelijkertijd probeert men te begrijpen wat er met de dynamiek
van leukocyten gebeurt in situaties waarin het immuunsysteem is verstoord,
zoals in HIV-1 infectie of na een hematopoietische stamceltransplantatie
(HSCT). Het spreekt voor zich dat we - voordat we kunnen begrijpen hoe de
leukocytendynamiek verstoord raakt tijdens ziektes - eerst beter inzicht moeten
krijgen in de leukocytendynamiek onder gezonde omstandigheden. Dankzij een
combinatie van de recentelijk ontwikkelde stabiele isotoop-labellingtechniek en
mathematische modellering is het nu mogelijk om in vivo, onder fysiologische
omstandigheden, de dynamiek van leukocyten te bestuderen.

Doel van deze studie is om te bepalen wat de turnover parameters zijn van
diverse leukocytenpopulaties in gezondheid (jonge volwassenen, zestigplussers)
en deze te vergelijken met diverse situaties die het immuunsysteem verstoren
(HIV-1 infectie, HSCT, thymectomie). Kennis van deze basale parameters is van
essentieel belang om inzicht te krijgen i) hoe HIV-1 infectie de dynamiek van
leukocyten beinvloedt, ii) hoe het immuunsysteem zich herstelt in
HSCT-patiënten, iii) hoe groot de bijdrage van de thymus is in het behoud van T
cellen, en iv) hoe veroudering de dynamiek van diverse leukocytenpopulaties
beinvloedt. Verbetering van ons inzicht in de dynamiek van het immuunsysteem in
diverse ziektebeelden zal hopelijk tevens leiden tot betere perspectieven op de
ontwikkeling of verbetering van therapeutische interventies.

De studie betreft een open observationeel onderzoek, bestaande uit de
tijdelijke consumptie van stabiele isotoop-gelabeld (gedeutereerd, of zwaar)
water (2H2O), en prospectieve bloedafnames en urineafnames voor
laboratoriumonderzoek. Bloedafnames vinden maximaal 7 maal plaats in de periode
dat zwaar water wordt gedronken (oplabelling fase) en maximaal 8 maal in de
periode daarna (delabelling fase). Verscheidene celpopulaties zullen uit de
bloedmonsters worden gesorteerd, waarna in het DNA uit deze populaties de
deuteriumverrijking kan worden gekwantificeerd met behulp van een combinatie
van gaschromatografie en massaspectrometrie (GC-MS). Frequente afname van
urinemonsters maakt het mogelijk om per tijdspunt te corrigeren voor de inname
van label door een individu.

De lichamelijke belasting voor deelnemers aan deze studie is zeer beperkt.
Inname van kleine hoeveelheden 2H2O zoals beschreven in deze studie is niet
schadelijk voor de gezondheid en kan dagelijks thuis worden ingenomen. Alleen
de initiële bolus 2H2O van 10ml per kg lichaamsgewicht, die in kleine beetjes
gegeven wordt op de dagbehandeling, kan mogelijk tot enige duizeligheid en/of
misselijkheid leiden. Bloedafnames van 50 ml per afname vinden maximaal 7 maal
plaats tijdens de periode dat 2H2O wordt ingenomen en nog 7 maal in de periode
nadat gestopt is met het drinken van 2H2O. Eventueel volgt ten minste een jaar
na stoppen met 2H2O nog een vijftiende bloedafname. Bloednames kunnen
incidenteel leiden tot subcutane hematoomvorming. Het totaal aantal
bloedafnames binnen de beoogde periode valt binnen de norm die aangehouden
wordt door de Sanquin Bloedbank. De deelnemers zullen in totaal dus 14 à 15
maal naar het UMC Utrecht moeten komen en zullen hier tijd voor vrij moeten
maken, wat voor matige persoonlijke belasting kan zorgen. Waar mogelijk zullen
we deze belasting zoveel mogelijk beperken door deze afspraken te laten
samenvallen met controle-afspraken (HSCT patiënten, HIV-1-geïnfecteerden) en
door de bloedafnames (met uitzondering van de eerste) voor de gezonde
zestigplussers te laten plaats vinden in het seniorenwooncentrum.