Veranderingen van het microbioom bij patiënten met Ichthyosis Vulgaris.

Ichthyosis vulgaris is de meest voorkomende erfelijke oorzaak van een gestoord
keratinisatieproces van de huid. Uit onderzoek is gebleken dat loss-of-function
mutaties in het filaggrine gen de oorzaak zijn van ichthyosis vulgaris. Het
precieze mechanisme waarop deze mutaties bijdragen aan de ontwikkeling van
ichthyosis vulgaris is niet geheel opgehelderd.
Tevens heeft 60-70% van de patiënten met ichthyosis vulgaris ook atopisch
eczeem. Recent onderzoek heeft laten zien dat filaggrine mutaties
verantwoordelijk zijn voor 10-15% van alle atopische eczeem gevallen in de
populatie. Beide ziekten hebben met elkaar gemeen dat ze geassocieerd zijn met
een verandering in de huidbarrière.

Het is bekend dat bacteriën de potentie hebben om de huidbarrière te
veranderen. Door recente ontwikkelingen in de moleculaire biologie is het nu
mogelijk om een analyse te maken van de samenstelling van de bacteriële
huidflora (het zogenaamde *microbioom*) Uit recent onderzoek blijkt dat er een
grote inter-persoonlijke variatie bestaat in aanwezige bacteriële flora op de
huid, en dat huidziekten gepaard kunnen gaan met veranderingen in het
microbioom. Analyse van het microbioom van patiënten met atopisch eczeem en
psoriasis is reeds verricht. De relatie tussen atopisch eczeem en filaggrine
mutaties is nog niet onderzocht.
Mogelijkerwijs bestaat er een relatie tussen het microbioom en de filaggrine
status. Aanwijzingen hiervoor zijn al reeds aangeleverd in muizen met een
matriptase-deficiëntie (een protease die zorgt voor de omzetting van
profilaggrine naar filagrine). Bij deze muizen werd een verandering van het
microbioom waargenomen.
In dit onderzoek zullen wij materiaal verzamelen om deze hypothese te
onderzoeken.

Referencies:

1. Sandilands A, O*Regan GM, Liao H, Zhao Y, Terron-Kwiatkowski A, Watson RM,
Cassidy AJ, Goudie DR, Smith FJ, McLean WH, Irvine AD. Prevalent and rare
mutations in the gene encoding filaggrin cause ichthyosis vulgaris and
predispose individuals to atopic dermatitis. J Invest Dermatol. 2006 Aug;
126(8): 1770-5.

2. Palmer CN, Irvine AD, Terron-Kwiatkowski A, Zhao Y, Liao H, Lee SP, Goudie
DR, Sandilands A, Campbell LE, Smith FJ, O'Regan GM, Watson RM, Cecil JE, Bale
SJ,Compton JG, DiGiovanna JJ, Fleckman P, Lewis-Jones S, Arseculeratne G,
SergeantA, Munro CS, El Houate B, McElreavey K, Halkjaer LB, Bisgaard H,
Mukhopadhyay S, McLean WH Common loss-of-function variants of the epidermal
barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic
dermatitis. Nat Genet. 2006 38:441-6

3. Brown SJ, McLean WH. One Remarkable Molecule: Filaggrin. Journal of
Investigative Dermatology (2012) 132, 751-762

4. Grice EA, Kong HH, Conlan S, Deming CB, Davis J, Young AC, Bouffard GG,
Blakesley RW, Murray PR, Green ED, Turner ML, Segre JA (2009). Topographical
and temporal diversity of the human skin microbiome. Science 324: 1190-1192.

5. Scharschmidt TC, List K, Grice EA, Szabo R; NISC Comparative Sequencing
Program, Renaud G, Lee CC, Wolfsberg TG, Bugge TH, Segre JA.
Matriptase-deficient mice exhibit ichthyotic skin with a selective shift in
skin microbiota. J Invest Dermatol. 2009 Oct; 129(10):2435-42

Het doel van ons onderzoek is om een microbioom analyse te maken van huid van
patiënten met ichthyosis vulgaris (FLG -/-). Naast een beschrijvende
inventarisatie van de bacteriële flora, zullen wij deze samenstelling
vergelijken met de bacteriële flora van gezonde personen (FLG +/+) en
eerstegraads verwanten (FGL +/-).
Wij hopen aanwijzingen te verkrijgen over de betrokkenheid van micro-organismen
bij deze aandoening. Inzichten in variaties van het microbioom van patiënten
met ichthyosis vulgaris en/of atopisch eczeem kan mogelijk in de toekomst
bijdragen tot het ontwikkelen van doelgerichtere behandelingen.
Tevens willen wij een celbank aanleggen van keratinocyten van patiënten met
ichthyosis vulgaris. Deze celbank zal dienen voor experimenten in het kader van
de Zon MW Top subsidie, waarbij de barrièrefunctie van de huid wordt
onderzocht.

Het betreft hier een kleinschalige studie met een pilot karakter. Deze kan
eventueel leiden tot een grotere cohort studie, bijvoorbeeld in atopisch eczeem
patiënten (geen onderdeel van deze studie).
Wij willen een groep van 50 patiënten met de diagnose ichthyosis vulgaris
benaderen voor het verzamelen voor genetisch en celbiologisch onderzoek. Naar
verwachting zullen wij daar 20 patienten van kunnen includeren in ons
onderzoek. Daarvan zullen er ca. 10 over blijven die daadwerkelijk voldoen aan
de criteria voor ichthyosis vulgaris. Inclusiecriteria zijn patiënten met
ichthyosis vulgaris in de leeftijd van 18-65 jaar met zichtbaar aanwezige
ichthyosis vulgaris. Van deze patiënten zal materiaal worden verzameld in de
vorm van speeksel, huidswabs, keelswabs en huidbiopten. Vervolgens zal dit
materiaal geanalyseerd worden in de vorm van histologisch onderzoek, DNA
isolatie, genotypering door middel van PCR en gel-electroforese,
immunohistochemie, celkweek en microbioom analyse.

Van patienten met een bevestigde diagnose (moleculair en histologisch) zullen
wij eerstegraads verwanten benaderen voor deelname aan het onderzoek. Het
betreft dan alleen speekselafname en microbioomanalyse, maar geen bioptafname.

Het onderzoek bestaat uit de volgende experimentele groepen:

Groep 1: Gezonde controles (n=10) (deze informatie is reeds aanwezig)
Groep 2: Patiënten met ichthyosis vulgaris (n=50 die benaderd worden, n=10 voor
uiteindelijke analyse)
Groep 3: Eerstegraads familieleden van patiënten met ichthyosis vulgaris (n=10)

Analyse van het huid microbioom

Analyses:
1. Genotypering van filaggrine status (speeksel DNA)
2. Histologische bevestiging van de diagnose (biopten van ichthyosis vulgaris
patiënten)
3. Microbioom analyse van huid en keel (Ichthyosis vulgaris patiënten en
eerstegraads familieleden)
4. Epidermale keratinocyten van ichthyosis vulgaris patiënten (10 in totaal)
worden in kweek gebracht voor in vitro 3D huid modelkweken.


Groep 1
Deze groep zal bestaan uit al reeds verworven informatie van gezonde
vrijwilligers. Deze groep zal dienen om het microbioom van normale gezonde
personen te vergelijken met het microbioom van patiënten met ichthyosis
vulgaris.


Groepen 2 en 3
Vrijwilligers worden geworven via de database van het UMC St. Radboud en de
database van het Canisius Wilhelmina Ziekenhuis te Nijmegen. Patiënten
ontvangen een informatiebrief thuis waarin tevens een toestemmingsformulier zit
bijgesloten. Een week na het versturen van de informatiebrief zullen wij
patiënten telefonisch benaderen of ze instemmen met het onderzoek.
Indien de patiënt toestemt zal deze eenmalig uitgenodigd worden in het UMC St.
Radboud. Hier wordt een beperkte anamnese afgenomen. Ook zullen in totaal vijf
3 mm huidbiopten worden afgenomen, welke dienen voor histologisch onderzoek en
celkweek. Speeksel wordt afgenomen voor DNA analyse.
Daarnaast worden huidswabs en keelswabs afgenomen welke eveneens dienen voor
analyse van het microbioom.
DNA-analyse zal uitgevoerd worden volgens standaardmethoden.
Vrijwilligers ontvangen een reisvergoeding op basis van openbaar vervoer met
een vergoeding van ¤25,- voor speeksel en huidswab afname en een vergoeding van
¤12,- per afgenomen biopt (3 mm).

Patiënten zullen 1 à 2 uur in het ziekenhuis aanwezig zijn voor anamnese en
afname van materiaal. De patiënt zal hiervoor, afhankelijk van zijn woonplaats,
enige tijd kwijt zijn met reizen. Afname van materiaal betreft: 5 biopten,
huidswab, keelswab en speeksel.

Biopten zijn licht belastend vanwege pijn ten gevolge van de
verdovingsinjectie, pijn/ongemak na afname van het biopt, kans op littekens en
kans op infecties. Daarnaast kan een biopt cosmetisch belastend zijn. De
overige methoden van materiaalafname zijn minimaal belastend.