Isolatie van huidfibroblasten van MS patienten ten behoeve van hun reprogrammering tot "induced pluripotent stem cells" (IPS cellen)

Multiple sclerose (MS) is een neurodegeneratieve ontstekingsziekte die
gekarakteriseerd wordt door klinische episodes van "relapsing/remitting".
Tijdens de relapses ("sjoeps") ontstaan laesies in de hersenen en het ruggemerg
door het lokaal binnendringen van ontstekingscellen, de afbraak van myeline en
beschadigingen aan axonen. In de fase na zo'n relapse is (gedeeltelijk) herstel
mogelijk door de remyeliniserende activiteit van locale OPCs. Het moment dat de
locale OPCs niet langer meer in staat zijn om beschadigde axonen te
remyeliniseren en verdere schade aan de axonen te voorkomen veranderd de
relapsing/remitting vorm van MS in een secondaire progressieve vorm. In de
primaire progressieve vorm van MS treedt een continue verslechtering al op
vanaf het moment van MS diagnose. Hoewel duidelijk is dat het (auto)
immuunsysteem een prominente rol speelt in MS pathogenese, is gesuggereerd dat
mogelijk kleine intrinsieke afwijkingen in de fysiologie van de
oligodendrocyten van MS patienten mogelijk de primaire trigger is. Onderzoek
aan oligodendrocyten van MS patienten was tot voor kort onmogelijk. De
ontdekking dat gewone somatische cellen ( zoals bijvoorbeeld huidfibroblasten)
gereprogrammeerd kunnen worden tot pluripotente stamcellen, de zgn induced
pluripotent stem cells of IPS cellen, heeft geleid tot de mogelijkheid elk type
cel in grote hoeveelheden van een patient te verkrijgen. Die patient-eigen
cellen kunnen gebruikt worden voor celvervangingstherapieen, maar ook voor
uitgebreide in-vitro analyses van het cel specifieke pathogenese proces
karakterisitek voor de ziekte van de patient (b.v. Parkinson, Huntington, ALS
etcc...) en zo leiden tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en
behandelingsmethodes. Met de IPS technologie lijkt het nu voor het eerst echt
mogelijk om (epi) genetische verschillen tussen oligodendrocyten van MS
patienten en die van gezonde controle personen te bestuderen en daarmee
wellicht nieuw inzicht te verkrijgen in de primaire triggers voor MS.

Het doel van dit onderzoek betreft de hypothese dat oligodendrocyten en
oligodendrocyte precursor cellen (OPCs) van MS patienten (epi) genetisch
bepaalde verschillen vertonen in eiwit expressie en functioneel gedrag in
vergelijking met die van gezonde controles. Om dat te onderzoeken willen we IPS
cellen afkomstig van MS patienten gebruiken met de volgende specifieke
doelstellingen:
1. Het isoleren van huidfibroblasten van MS patienten onder locale anesthesie
en het opslaan daarvan na in-vitro vermenigvuldiging.
2. Het reprogrammeren van de huidfibroblasten van MS patienten tot IPS cellen
om daaruit OPCs en oligodendrocyten te laten differentieren in vitro
3. Het vergelijken van de expressie profielen van MS-patienten OPCs met die
van controle OPCs gebruikmakend van RNA sequencing, proteomics en epigenetische
karakterisering.
4. Het blootstellen van MS-patienten OPCs en controle OPCs aan verschillende
vormen van locale stress (excitotoxisch, oxidatief and inflammatoir) in vitro
en het vergelijken van hun responses daarop wat betreft gedrag en expressie
profielen.
5. Het co-kweken van MS-patienten OPCs en controle OPCs met rat DRG
neuronen/axonen om de in-vitro myeline vorming capaciteit van beide OPC
populaties te vergelijken.

Voor ons hier voorgestelde (pilot) onderzoek gebruiken wij 2 groepen MS
patienten: 5 RRMS patienten en 5 PPMS patienten.
Van elke patient zal een huid punch biopt genomen worden volgens een standaard
protocol onder steriel condities en na locale anesthesie op de afdeling
Dermatologie (UMCG). De huid biopten worden opgevangen in koud steriel basic
medium en overgebracht naar het lab van de afd. Neurowetenschappen van het
UMCG. Na dissociatie, zullen de fibroblasten daar opgekweekt worden en een deel
daarvan zal gebruikt worden voor reprogrammering tot IPS cellen en vervolgens
differentiatie tot OPCs. Daarna zullen op de uit IPS gegenereerde OPCs
uitgebreide analyses uitgevoerd worden met o.a. mRNA sequencing, proteomics
and epigenetic profiling (e.g. DNA methylation patterns). Als controles worden
OPCs gebruikt, gedifferentieerd uit IPS cellijnen van 5 gezonde age-matched
personen verkregen via de IPS faciliteit, LUMC, Leiden en uit eigen IPS
cellijnen, d.w.z. reeds gegenereerd binnen de afdeling Neurowetenschappen,
UMCG, Groningen.

Het enige risico dat het nemen van een kleine huidbiopt bij de MS patienten met
zich mee kan brengen is het mogelijk ontstaan van infecties (<1% v.d.
gevallen); goed behandelbaar met lokale antibiotische zalven die vergoed zullen
worden door de onderzoeker.
Kans op minimaal litteken in de huid na biopsie