Verschillen in beenmergcellen en beenmergcel functie bij mensen met en zonder eindstadium nierfalen

Chronisch nierfalen (CKD) is wereldwijd een toenemend probleem,dat effect heeft
op meer dan 10% van de populatie, met name door een toename in diabetes,
hypertensie en obesitas. CKD leidt uiteindelijk tot eindstadium nierfalen
(ESRD) en wordt geassocieerd met een toename in cardiovasculaire risico*s en
heeft ook een grote economische impact. Daarom heeft het vertragen van de
progressie van nierfalen een hoge prioriteit.
Een van de kenmerken van CKD is dat een verminderde regeneratieve capaciteit in
het nier- en vaatweefsel ontstaat. In 1997 heeft Asahara et al. de endotheliale
progenitor cel (EPC) beschreven. Dit celtype is afkomstig uit het beenmerg en
terug te vinden in de circulatie bij volwassenen. Deze EPCs hebben de
capaciteit om zich te begeven naar plaatsen waar neovascularisatie nodig is en
ze kunnen in situ differentieeren tot endotheelcellen. We hebben in het
verleden aangetoond dat EPCs afkomstig uit het beenmerg ook bijdragen aan
regeneratie van gespecialiseerde microvasculaire structuur van glomeruli. Deze
observaties hebben geleid tot een grote interesse in het toepassen van
beenmergceltherapie voor het behandelen van cardiovasculaire en renale ziekten.


Beenmergcel therapie in cardiovasculaire en renale ziekten.
In de afgelopen jaren zijn veel studies uitgevoerd om de therapeutische
effectiviteit van beenmergcellen te testen in modellen van zowel hart- als
onderbeenischemie. Twee recente meta-analyses van klinische trials die zijn
uitgevoerd in ischemische hartziekten hebben bevestigd dat beenmergcellen als
veilige en bruikbare therapie gebruikt kunnen worden. Deze studies lieten milde
maar wel significante en klinisch relevante effecten zien op zowel hartfunctie
als hartremodeling. Klinische trials met een relatief laag patiëntenaantal met
onderbeenischemie suggereren eveneens dat er een verbeterde klinische uitkomst
is na het toedienen van beenmergcellen.
Beenmergceltherapie heeft ook in diermodel met acuut nierfalen een gunstig
effect. We hebben recentelijk aangetoond dat een eenmalige toediening van
gezonde beenmergcellen al tot een reductie van de progressie van nierfalen
leidt in een rattenmodel met chronisch nierfalen.


Beenmerg celdysfunctie in cardiovasculaire en renale ziekten.
Verschillende studies hebben laten zien dat circulerende beenmerg EPC aantallen
waren afgenomen en dysfunctioneel in de aanwezigheid van risicofactoren voor
cardiovasculaire aandoeningen. Wij en anderen hebben deze dysfunctie van
circulerende EPCs ook aangetoond in patiënten met nierfalen (pre-dialysefase),
patiënten met het cardiorenaal syndroom en in patiënten met eindstadium
nierfalen (aan hemodialyse of peritoneale dialyse). Ook in patiënten met
chronische ischemische hartaandoeningen zijn de uit het beenmerg afkomstige
cellen en de voorloper cellen functioneel aangedaan. Een kleine klinische
studie die de vaatvormende (angiogene) potentie van de beenmergcellen van
thorax chirurgie patiënten onderzocht, suggereerde dat in patiënten met
nierfalen deze angiogene capaciteit in beenmerg cellen significant is
afgenomen. We hebben recentelijk aangetoond dat therapie met gezonde
beenmergcellen de progressie van nierfalen in een CKD vertraagde maar dat dit
niet het geval was na toediening van beenmergcellen afkomstig uit een uremisch
milieu (diermodel).


Voor het ontwerpen van autologe beenmergceltherapie moet rekening gehouden
worden met de mogelijke, door ziekte veroorzaakte, beenmergceldysfunctie, omdat
dit de therapeutische potentie kan verlagen, met name in CKD patiënten. Het
doel van onze studie is om de functionele karakteristieken te onderzoeken van
beenmerg voorlopercellen afkomstig van CKD patiënten (pre-emptive en dialyse)
en deze te vergelijken met gezonde controles. Hierbij proberen we deze
dysfunctie te relateren aan klinische parameters en zullen we methoden
uittesten om deze dysfunctie te verminderen, dit zowel in vitro als in vivo.

Hypothese:
In CKD is, ondanks standaard medicatie, dysfunctie van beenmerg stam- en
progenitorcellen aanwezig wat de klinische toepasbaarheid om progressie van CKD
te verminderen, zal verlagen.

1. Het kwantificeren en karakteriseren van uit beenmerg afkomstige
voorlopercellen in patiënten met CKD en deze vergelijken met gezonde controles.
2. Strategieën ontwikkelen om deze beenmergcel dysfunctie ex vivo te
verbeteren.

Een cross-sectional case-control studie.

Nadat informed consent is verkregen worden bij 20 CKD-patiënten (ontvangers van
ons donornier programma) en bij 20 gezonde controles beenmergcellen verkregen
via aspiratie.
De controles zijn donoren van ons levende-donor programma en gezonde controles
die een operatie moeten ondergaan en toestemming hebben gegeven om beenmerg te
donoren aan de UMCU Bio Bank. Voor de laatste groep is een aparte aanvraag
gemaakt en ingediend bij de
Biobank Scientific Advisory Board (BSAB).

Humane beenmergsamples zullen worden vergeleken op beenmergcelsamenstelling,
migratie- capaciteit en de mogelijkheid om in vitro te differentiëren tot EPCs
en mesenchymal stem cells (MSC). Van de EPCs zullen de proliferatieve,
adhesieve en angiogene capaciteiten bestudeerd worden. De MSCs zullen gekweekt
worden volgens het protocol van onze Gen en Cel faciliteit. Beenmergcellen,
EPCs en MSCs van CKD-patienten en controls zullen bestudeerd worden voor
verschillen in genexpressie en secretie van groeifactoren.

De beenmergpunctie (20cc beenmerg en een beenmergbiopt) en afname van bloed
(20cc) zal onder algehele anesthesie plaatsvinden op de operatiekamer,
voorafgaand aan de daadwerkelijke ingreep. Grote studies hebben aangetoond dat
complicaties gedurende een dergelijke procedure zich zelden voordoen (<0.1%).
De patiënt heeft zelf geen direct voordeel bij deelname aan de studie.
Daarentegen draagt de patiënt bij aan uitbreiding van de kennis en de inzichten
in stam- en progenitorceldysfunctie bij patiënten met hart- en vaatziekten en
chronische nierinsuffiëntie. Dit vormt de basis voor ontwikkeling en verdere
verbeteringen van cell-based therapieën binnen deze patiëntenpopulaties.