Bestuderen van humane huidziekten met in vitro 3D gereconstrueerde huid

Opheldering van ziekte etiologie en pathogenese wordt vaak gedaan met behulp
van diermodellen of traditionele op cel-gebaseerde in vitro systemen. In
experimentele dermatologie is het gebruik van driedimensionale (3D)
gereconstrueerde huidmodellen een krachtig hulpmiddel gebleken om de biologie
van normale huid en die van huidziekten te onderzoeken. Dit heeft ons ertoe
aangezet een onderzoeksproject op te starten om deze modellen te ontwikkelen en
toe te passen, gericht op het oplossen van de onderliggende biologische
genetische risicofactoren van psoriasis en atopische dermatitis (AD). Tevens
willen wij de biologische functie van genen waarvan bekend is dat ze gemuteerd
zijn bij zeldzame Mendeliaanse huidaandoeningen (genodermatosen) onderzoeken.
De resultaten van dit project zullen bijdragen tot een beter begrip van het
effect van genetische variatie op ziekten en tot kennis met betrekking tot
genfunctie, en het kan bijdragen aan gepersonaliseerde therapeutische
benaderingen.

In dit project willen wij primaire keratinocyt cellijnen uit huidbiopten van
geselecteerde huidziekten maken om hiermee 3D-huidconstructen te genereren.
Bovendien zal het patiënten DNA worden gegenotypeerd voor genetische
risicofactoren (psoriasis en AD) of causatieve mutaties (genodermatoses) om de
biologische respons in vitro te analyseren in relatie tot genetische
achtergrond.

Patiënten die deelnemen aan de studie worden behandeld in de reguliere zorg.
Inclusie van patiënten en het verzamelen van samples zal zoveel mogelijk op
regelmatige polikliniekbezoeken worden uitgevoerd. Als er op deze manier niet
genoeg patiënten kunnen worden geïncludeerd, hebben we een lijst met
vrijwilligers die zich hebben aangemeld voor deelname aan onderzoek en hebben
toegestemd om benaderd te worden. Patiënten krijgen mondelinge en schriftelijke
informatie over deelname aan deze studie, en er zal een *informed
consent* (toestemmingsformulier) getekend worden.

* Van elke patiënt wordt speeksel verzameld ten behoeve van DNA-analyse, om
ziekte specifieke kandidaat-genen te analyseren, bijvoorbeeld het FLG-genotype
bij atopisch eczeem en het HLA-Cw6 en LCE3BC_del genotype bij psoriasis. In het
geval van patiënten met een genodermatose zal de mutatie meestal bekend zijn en
door ons worden bevestigd.
* Er worden 4 huidbiopten van 4 mm diameter afgenomen van patiënten die worden
behandeld voor een chronische inflammatoire huidziekte (psoriasis en atopisch
eczeem) en van patiënten met een genodermatose. Uit 3 biopten worden primaire
keratinocyten geïsoleerd welke vervolgens gebruikt worden voor het genereren
van 3D-huidequivalenten. Deze in vitro huidmodellen zullen verder gebruikt
worden in het onderzoek naar pathogenese en therapierespons in relatie tot de
genetische eigenschappen van de donor. Eén van de 4 afgenomen biopten zal
worden gebruikt voor histopathologie, immunohistochemie, en gen expressie
studies. Primaire humane keratinocyten van gezonde controles zijn al eerder
verzameld. De in vitro huidmodellen zullen worden gebruikt om de pathogenese en
therapierespons te bepalen in relatie tot de genetische kenmerken van de
gastheer. De huidconstructen worden in vitro geanalyseerd mbt genexpressie na
stimulatie met ziektespecifieke inflammatoire cytokines (in het geval van
psoriasis en atopisch eczeem). Uitlezing zal geschieden met kwantitatieve PCR
(qPCR) op een groot panel aan genen. Deze data zullen worden geanalyseerd met
multivariate analyse technieken. Verder zullen de in vitro huidconstructen ook
met immunohistochemische kleuringen worden geanalyseerd mbt eiwit expressie en
morfologie. Epidermale extracten kunnen worden gebruikt voor biochemische
assays om de biologische routes te bestuderen die verstoord zijn, b.v. in
constructen van genodermatosepatiënten.

Het nemen van huidbiopten geeft een klein risico op (overmatige) bloeding na de
biopsie, infectie van de biopsiewond en littekenvorming. Ondanks het feit dat
biopsies op grote schaal worden uitgevoerd in de dagelijkse dermatologische
praktijk, worden ernstige complicaties echter nauwelijks aangetroffen.
Patiënten met de neiging om hypertrofische littekens te ontwikkelen, zullen
worden uitgesloten van deze studie. Genetische analyses zullen zich richten op
gemeenschappelijke genetische varianten (SNPs) en genetische varianten die
verband houden met de pathofysiologische mechanismen van inflammatoire
huidziekten (kandidaat-genen zoals FLG en LCE3B/C_del). *Whole exome* of *whole
genome-sequencing* wordt niet uitgevoerd, dus er is geen risico op incidentele
(genetische) bevindingen.