De rol van de immunolgie bij diabetes mellitus en zwangerschap

Vrouwen met Diabetes Mellitus (DM) die zwanger worden hebben een verhoogde kans
op zwangerschapscomplicaties, zowel op maternaal als foetaal niveau. Deze
complicaties worden over het algemeen toegeschreven aan de verhoogde
glucosewaarden. Echter, ondanks een strikte metabole instelling zien we nog
steeds een verhoogd aantal complicaties. Dit wekt de suggestie dat andere
factoren een rol spelen. Dit project beoogt een mogelijke factor te
identificeren, nl de immunologie.

De immunologie wordt gekenmerkt door de aangeboren en verworven immuniteit. De
aangeboren immuniteit is vooral verantwoordelijk voor de eerstelijns
verdediging, terwijl de verworven immuniteit de tweedelijns verdediging vormt
en zich kenmerkt door antigeen-specifieke reacties en het opbouwen van memorie.
Deze verworven immuniteit wordt weer onderverdeeld in de cellulaire en humorale
immuniteit, gekenmerkt door activering van T- en B-lymfocyten respectievelijk.
Bij de T-lymfocyten worden helper T-lymfocyten (Th), cytotoxische T-lymfocyten
(Tc) en regulatoire T-cellen (T-regs) onderscheiden. De Th-cellen produceren
cytokines, terwijl Tc-cellen direct bedreigingen kunnen doden. De Th-cellen
kunnen onderverdeeld worden in Th1 en Th2. Deze verdeling is gebaseerd op het
type geproduceerde cytokine. Th1-cellen produceren o.a. de cytokines
interferon-γ (IFN- γ), tumour necrosis factor-α (TNF-α) en interleukine-2
(IL-2). Th2-cellen produceren andere cytokines, zoals IL-4, IL-5, IL-9, IL-10
en IL-13. Tussen de Th1- en Th2-cellen bestaat een zekere balans.
T-regs zijn lymfocyten die de *FoxP3* tot uiting brengen en zijn CD4+ CD25+.
Zij zijn in staat om een actieve T-cel reactie te inactiveren door het IL-2
activatie-proces te stoppen.

Tijdens de zwangerschap spelen immuunreacties een belangrijke rol. Immers een
semiallogene foet moet 9 maanden geaccepteerd worden door het maternale
immuunsysteem. De aanpassingen in immunologie van de zwangerschap worden
gekarakteriseerd door een verschuiving van de Th1/Th2-balans in de richting van
de Th2-respons, een verhoging van T-regs, activering van de ontstekingscellen
monocyten en granulocyten. Het belang van deze aanpassingen wordt duidelijk
doordat verschuivingen in de Th1/Th2-balans richting Th1 geassocieerd zijn met
pre-eclampsie, vroeggeboorte en/of abortus.
Aanpassingen in de maternale immunologie zijn ook van belang voor de
innesteling van de blastocyst en voor de vorming van de placenta. Voor deze
implantatie en vorming van de placenta, zijn met name NK cellen, monocyten en
T-regs van belang. Deze cellen zijn dus ook prominent aanwezig in de placenta.
Zij vervullen hun functie vooral door cytokine productie. Te weinig of te veel
van deze cellen in de placenta kan resulteren in zwangerschapscomplicaties als
pre-eclampsie of foetale groeivertraging.

De immunologie speelt zowel bij DM1 als DM2 een belangrijke rol. In het geval
van DM1 infiltreren macrofagen en T-cellen de eilandjes van Langerhans, waarbij
de macrofagen zich presenteren als antigen presenting cells (APCs). Deze cellen
activeren T-cellen die op hun beurt de β-cellen vernietigen middels een
auto-immuunrespons. Hierdoor is het pathofysiologisch proces van DM1
voornamelijk een door de verworven immuniteit geïnitieerd proces, waarbij een
Th1 immuunrespons een belangrijke rol speelt. Opvallend is ook dat het aantal
T-regs en de functie van deze cellen bij DM1 verlaagd is. Bij DM2 is er door
verschillende factoren sprake van een chronische inflammatie van de β-cellen
door o.a. glucotoxische, lipotoxische en cytotoxische stress. Dit activeert
macrofagen, wat kan resulteren in destructie van deze insulineproducerende
cellen. Bovendien treedt bij DM2 een gegeneraliseerde milde ontstekingsreactie
op. DM2 is daardoor vooral een door de aangeboren immuniteit gekenmerkt proces.
Het precieze pathofysiologisch mechanisme is onduidelijk.

Uit bovenstaande blijkt dat de immuunrespons van DM1 en DM2 patiënten anders is
dan bij gezonde vrouwen. Op belangrijke punten is de immuunrespons van DM1
patiënten zelfs tegengesteld aan wat er in de normale zwangerschap gebeurt,
namelijk DM1 is een Th1-repons met een verlaagd aantal T-regs. Voor de
zwangerschap is het juist belangrijk een Th2-respons te hebben met een verhoogd
aantal T-regs. DM2 patiënten hebben voor de zwangerschap al een geactiveerd
aangeboren immuunrespons. Aangezien tijdens de zwangerschap de aangeboren
immuunrespons nog verder wordt geactiveerd, zou dit kunnen leiden tot
complicaties.

De huidige studie is opgezet als een pilot studie waarin de immuunrespons zal
worden onderzocht bij zwangere vrouwen met DM1 en DM2 in vergelijking met niet
zwangere controles met DM1 of DM2 en niet zwangere gezonde controles. Deze
immuunrespons zal zowel op perifeer als lokaal niveau worden bestudeerd in deze
studie met een observationeel design. Wij hanteren de hypothese dat de perifere
en lokale immuunrespons zich anders gedraagt dan in gezonde controles. We
verwachten dat de normaal gesproken shift richting de Th2-respons in mindere
mate aanwezig is, het aantal Tregs verlaagd en het aantal monocyten en
granulocyten zal in toenemende mate geactiveerd zijn in vergelijking met de
normale zwangerschap. Verder stellen wij (van secundair belang) dat de
veranderingen in de immuunrepons bij de zwangerschap gecompliceerd met DM1 of
DM2 geassocieerd kan worden met het verhoogd aantal complicaties tijdens deze
zwangerschappen.

Primaire doel: Het bepalen van de lokale en perifere immuunrespons in
zwangerschappen gecompliceerd door DM1 of DM2 in vergelijking met gezonde
controles. De immuunrespons zal worden bepaald door het tellen van het aantal
Th1/Th2-cellen, Tregs, NK-cellen, monocyten en granulocyten. De geproduceerde
cytokines door verschillende cellen zullen eveneens worden bepaald.

Secundair doel: Het bepalen van de associatie tussen maternale en foetale
outcome van zwangerschappen gecompliceerd door DM1 of DM2 in vergelijking met
gezonde controles en de immuunrespons.

De immuunrespons zal zowel op perifeer als lokaal niveau worden bepaald.

Perifere immuunrespons:
De perifere immuunrespons zal worden bepaald door middel van het afnemen van
twee extra buizen bloed (10 ml gehepariniseerd en 10 ml EDTA) in het derde
trimester van de zwangerschap tijdens een routine controle van de
bloedsuikers/HbA1c. Het aantal Th1/Th2, Tregs, NK-cellen, monocyten en
granulocyten wordt geteld in het gehepariniseerde sample door gebruik van flow
cytometrie. Het overgebleven bloed en het EDTA-bloed zal direct na afname
worden gecentrifugeerd, waarbij het plaatjesvrije plasma wordt geïsoleerd. Deze
plasma samples zullen worden opgeslagen bij een temperatuur van -80 graden
celcius voor eventueel verdere analyse.

Lokale immuunrespons:
Weefsel biopten van ongeveer 0,3 bij 0,3 cm in doorsnede zullen worden
verkregen uit de placenta ter hoogte van decidua (bij alle geïncludeerde
vrouwen) en het myometrium ter hoogte van het placenta bed in de uterus na
loslating van de placenta in het geval dat de bevalling plaatsvindt via sectio
caesara. Deze biopten zullen direct na resectie worden gefixeerd middels
formaline en vervolgens opgeslagen totdat verdere analyse zal plaatsvinden.
Parameters van deze lokale immuunrespons zullen worden bepaald op het niveau
van eiwitten middels immunohistochemie.

De proefpersonen zullen zullen eenmalig, gedurende een routinematige
bloedafname ter bepaling van de bloedsuikers/HbA1c, twee extra buizen à 10 ml
worden afstaan voor de bepaling van de perifere immuunrespons. Ook zullen wij
alle placenta's verzamelen na de partus en enkele biopten hieruit nemen ter
hoogte van de decidua. Als laatste zullen bij vrouwen die bevallen via sectio
caesara biopten worden genomen uit het myometrium ter hoogte van het
placentabed. Dit zullen biopten van ongeveer 0,5 bij 3,0 cm zijn in doorsnede
en worden pas verkregen nadat de placenta is los gelaten bij sectio caeasara.

Gezien het feit dat de bloedafnames zullen plaatsvinden tijdens een
routinecontrole, worden de proefpersonen uit groepen 1-5 niet extra geprikt.
Alleen de personen uit groep 6 zullen eenmaal geprikt moeten worden, aangezien
zij niet onder controle staan van een van onze specialisten en daardoor de
bloedafname niet gecombineerd kan worden met een routine bepaling. De biopten
die genomen worden uit de placenta vormen geen verhoogde risico voor de
proefpersoon, aangezien de placenta het lichaam reeds heeft verlaten en hier
dan ook geen deel meer vanuit maakt. Daarnaast is uit eerder onderzoek door Dr.
R.B. Donker (METc-registrationnr 2003/026) en mw. Dr. M.M. Faas (ABR 25930)
gebleken dat het nemen van biopten uit het myometrium na loslating van de
placenta bij een sectio caesara geen extra risico voor de patiënt met zich
meebrengt.