Kanker Cachexie: Orgaan-specifieke Eiwit Synthese

Pancreas kanker is een ernstige ziekte met een hoge mortaliteit. Het is de
achtste meest voorkomende vorm van kanker bij mannen en de negende in vrouwen
met respectievelijk 138,100 en 127,900 doden jaarlijks wereldwijd. In Nederland
is het de tiende meest voorkomende vorm van kanker bij mannen (incidentie 1024)
en achtste bij vrouwen (incidentie 1052) met een algemene 1- en
5-jaarsoverleving van respectievelijk 18% en 4%. Kanker cachexie is een groot
probleem bij patiënten met pancreas kanker en het vermindert de overleving en
kwaliteit van leven drastisch. Kanker cachexie is verantwoordelijk voor 80% van
alle pancreas kanker gerelateerde doden. Kanker cachexie is een complex
syndroom wat gekarakteriseerd wordt door gewichts- en spierverlies als gevolg
van een negatieve energie en spiereiwit balans veroorzaakt door anorexie en
katabole factoren zoals systemische inflammatie. De definitie van kanker
cachexie is gewichtsverlies van >= 5% of gewichtsverlies van >= 2% samen met een
BMI van <= 19 of sarcopenie (spierverlies) bij kanker patiënten.

Er zijn vele theorieën over de oorzaak van het gewichtsverlies en het
spierverlies bij cachexie. Spiereiwit metabolisme is een dynamisch proces dat
gekarakteriseerd wordt door een balans tussen synthese en afbraak van
spiereiwitten. Een verstoring van dit evenwicht kan leiden tot verlies van
spiermassa en cachexie. Enkele theorieën beschrijven een verhoogde hoeveelheid
van katabole factoren terwijl anderen focussen op anabole resistentie. Hoewel
beide theorieën waar kunnen zijn, zijn deze nog nooit bewezen in mensen. De
beschikbaarheid van met stabiele isotopen gelabelde aminozuren genereerde de
mogelijkheid om aminozuren te volgen op verschillende tijdpunten in het
aminozuur metabolisme door gebruik te maken van massa spectronomie. Echter,
eerdere studies genereerde tegenstrijdige data. Sommige studies lieten zien dat
er inderdaad sprake was van een verhoogde spierafbraak terwijl andere studies
in mensen en dieren aantoonden dat dit juist niet het geval was en er een
verminderde spiereiwit aanmaak is.

Naast spiereiwit metabolisme zou orgaan-specifiek eiwit metabolisme (bijv.
lever, dunne darm) een belangrijke rol in cachexie kunnen spelen. Een recente
studie bij een koe liet zien dat orgaan-specifieke eiwit synthese veel hoger
ligt dan spiereiwit synthese. Daarnaast is tumor eiwit metabolisme nog nooit
goed onderzocht. Sommige eerdere studies vonden een hogere eiwit synthese in
colon- en overige gastro-intestinale tumoren maar gebruikten de 'flooding dose'
tracer techniek welke veel limitaties heeft vergeleken met de 'constant
infusion' techniek. Bij pancreas kanker is het verschil in metabolisme van de
tumor vergeleken met het normale stroma belangrijk aangezien er steeds meer
aanwijzingen zijn dat het normale pancreas stroma een sleutel rol speelt in de
prognose en progressie van pancreas kanker.

In de voorgestelde studie zullen we de eiwitsynthese meten in spierweefsel en
verschillende abdominale organen. Daarnaast zullen we het verschil in
eiwitsynthese tussen de pancreastumor en het pancreas stroma onderzoeken.

Primaire doelstellingen:
1. Het vergelijken van de eiwit synthese van pancreas, lever, darm, vet- en
spierweefsel en leukocyten in cachectische patiënten.
2. Het vergelijken van de eiwit synthese van een pancreascarcinoom met normaal
pancreas weefsel.

Secundaire doelstelling:
1. Het bepalen van het effect van anesthesie op spier eiwit synthese in
cachectische patiënten.

Deze studie zal een prospectieve observationele studie zijn in het Maastricht
Universitair Medisch Centrum (MUMC, Maastricht, Nederland).

Overzicht
In deze studie zal de eiwit turnover en incorporatie in verschillende organen
en weefsels van operabele pancreas kanker patiënten worden geanalyseerd door
middel van intraveneuze infusie van met stabiele isotoop gelabelde aminozuren
(L-[U-13C6]-fenylalanine en L-[3,5-2H2]-tyrosine). Na tekenen voor informed
consent zal de eerste data collectie plaatsvinden en een venapunctie voor
afname van 10ml bloed. Hieruit zal het hemoglobine, aantal leukocyten, HbA1C,
nuchter insuline en nuchter glucose bepaald worden. De volgende patiënt
karakteristieken zullen worden verzameld:
- Leeftijd
- Geslacht
- American Association of Anesthesiologists (ASA) classificatie
- Body mass index (BMI)
- Gewichtsverlies in de afgelopen zes maanden
- Intoxicatie (roken, alcohol, drugs)
- Gebruik van systemische steroïden of non-steroidal anti-inflammatory drugs in
de afgelopen vier weken
- World Health Organisation (WHO) performance status
- Aanwezigheid van diabetes mellitus
- Aanwezigheid van cardiale comorbiditeit
- Aanwezigheid van pulmonaire comorbiditeit
- Neoadjuvante therapie
De screening zal ongeveer 30 minuten in beslag nemen op de polikliniek
chirurgie.

Op de dag van de pancreas operatie zijn de patiënten reeds opgenomen in het
ziekenhuis. De operatie zal gepland worden om rond 9.00 uur te beginnen (t=0).
Twee en een half uur voor de operatie (t=-150) zal de hoofdonderzoeker een
polyethyleen catheter plaatsen in de antecubitale vene. Deze catheter is voor
tracerinfusie. Een tweede polyethyleen catheter zal in de dorsale hand vene
worden geplaatst voor het nemen van gearterializeerde bloedmonsters. De hand
wordt in een hotbox (60°C) gelegd om de bloeddoorstroming te bevorderen en
occlusie te voorkomen. Een eerste gearterializeerde bloedmonster (10ml) zal
worden afgenomen voor het bepalen van basale bloedwaardes. Op t=-120 zal de
patiënt een bolus dosering toegediend krijgen van L-[U-13C6]-fenylalanine en
L-[3,5-2H2]-tyrosine waarna een continu infuus met beide aminozuren zal worden
gestart. Hierna zullen op verschillende tijdpunten gearterializeerde
bloedmonsters (5ml) worden afgenomen: t=-90, -60 en -30. Inductie van de
anesthesie zal rond 8.45 plaatsvinden. Als deel van de standaard
peri-operatieve zorg zal de anesthesist een polyethyleen catheter plaatsen in
de a. radialis voor peroperatieve bloedafnames. We zullen deze catheter
gebruiken voor arteriële bloedafnames (5ml) op t=-15, 0, 15, 30, 45, 60, 90,
120, 150 en 180. Na een uur opereren zal er adequaat zicht adequaat zicht zijn
op de abdominale organen (t=60). Een eerste spierbiopt van de m. vastus
lateralis en de m. rectus abdominis zullen worden afgenomen. Daarnaast zal een
eerste biopt van de lever, dunne darm, subcutaan vet en visceraal vet worden
afgenomen. Vervolgens zal als deel van de operatie de galblaas verwijderd
worden. Nadat deze uit het lichaam is verwijderd zal de chirurg een chirurgisch
biopt afnemen van de galblaas. Op t=90 kan de chirurg beslissen of resectie van
de pancreas tumor mogelijk is (dit hangt af van verschillende voorwaarden die
peroperatief worden vastgesteld). Als dit het geval is zal een biopsie van de
tumor en het normale pancreas weefsel genomen worden met een Tru-Cut®
bioptnaald. De resectie van de tumor duurt hierna nog ongeveer 60 tot 90
minuten. Wanneer de tumor en het omliggende pancreas- en darmweefsel bijna
verwijderd kan worden zal een laatste biopt worden genomen van de tumor,
pancreas, lever, dunne darm, visceraal vet, subcutaan vet, m. vastus lateralis
en m. rectus abdominis (t=±180). Hierna zal het tracer-infuus worden gestopt.
Aangezien alle bepalingen en data collectie plaatsvinden als de patiënt zich op
de afdeling chirurgie of operatie kamer plaatsvindt zal er geen
extra-tijdinvestering zijn voor de patiënt voor deze testdag. Na het
vaststellen van de diagnose door de patholoog (na ong. 1 week) wordt het
grootste deel van het bij chirurgie uitgenomen weefsel vernietigd. In
samenspraak met de verantwoordelijk patholoog zal het restweefsel (bevroren
danwel gefixeerd in formaline) dat anders zou worden vernietigd verzameld en
opgeslagen worden voor additionele analyze, aangezien de hoeveelheid weefsel
die tijdens de operatie wordt afgenomen beperkt is.

Er zijn risico's verbonden aan deelname aan deze studie. Het inbrengen van
infusen in de arm en hand is te vergelijken met een normale bloedafname en
heeft als enige risico het ontwikkelen van een klein hematoom. Hetzelfde geldt
voor het spier biopt. De incisie die gemaakt wordt voor het verkrijgen van een
spierbiopt zal door een ervaren arts worden uitgevoerd en zal volledig genezen.
Binnen onze onderzoeksgroep is uitgebreide ervaring met het nemen van
spierbiopten. Gedurende de follow-up na het nemen van een spierbiopt is in het
verleden nog nooit een complicatie opgetreden. De biopsiën van de dunne darm,
subcutaan vet, visceraal vet, pancreas en tumor zullen worden genomen van delen
die worden verwijderd als deel van de operatie wat blijvende complicaties
voorkomt. Een mogelijke peroperatieve bloeding zal door de chirurg worden
gestopt middels elektrocoagulatie. Het leverbiopt heeft een kleine kans op een
bloeding. Dit kan door de chirurg worden gestopt middels elektrocoagulatie. Het
galblaas biopt heeft geen risico's aangezien dit pas wordt afgenomen als de
galblaas uit het lichaam is verwijderd. Alle abdominale biopten zullen worden
afgenomen door een ervaren hepatobiliairepancreas chirurg.
De gelabelde aminozuur tracers die in dit experiment worden gebruikt zijn niet
radioactief en zijn daarom volkomen veilig. De productie van de tracers voor
intraveneuze toediening wordt gedaan in een steriele omgeving volgens GMP
richtlijnen.