Simpelere diagnostiek en kennis uitbreiding van Facioscapulohumerale spier dystrofie (FSHD)

Facioscapulohumerale spierdystrofie (FSHD) is een erfelijke dystrofische
myopathie die wordt gekenmerkt door een progressieve en onomkeerbare
spierzwakte. De spierzwakte begint meestal in de spieren van het gelaat, de
schouders en de bovenarm. Momenteel is er geen therapie voor FSHD en zijn de
behandelingsmogelijkheden beperkt.
FSHD wordt veroorzaakt door een contractie van de D4Z4-repeat (FSHD1), of door
mutaties in SMCHD1 of DNMT3B (FSHD2). Beiden resulteren in
D4Z4-chromatine-relaxatie wat leidt tot misexpressie van de transcriptiefactor
DUX4 in spieren. Vanwege het complexe genetische mechanisme is de genetische
diagnostiek omslachtig en momenteel niet geschikt voor de huidige routine
technieken, zoals bijvoorbeeld next-generation sequencing. Recente studies
tonen aan dat het mogelijk is om epitheel en stamcellen uit midstream urine te
isoleren en dat deze cellen, direct of na transdifferentiatie in myogene
cellen, kunnen worden gebruikt voor de diagnose van een aantal
spierdystrofieën. FSHD is hierbij nog niet getest, maar DUX4-detectie in cellen
uit urine kan een aantrekkelijk alternatief zijn voor FSHD-diagnostiek. In onze
FSHD-muismodellen hebben wij relatief hoge DUX4-niveaus in de epidermale laag,
de epitheelcellen van de huid (waarschijnlijke de keratinocyten) kunnen
detecteren. Voorlopige studies suggereren dat dit expressiepatroon dat van de
FSHD-patiënten weerspiegelt. Om de diagnose te vereenvoudigen en vanwege de
beperkte invasiviteit, stellen we daarom voor om te onderzoeken of epitheel of
stamcellen uit urine, wangslijmvlies of huidbiopten kunnen worden gebruikt als
alternatief voor FSHD-diagnose. Bijkomend voordeel is dat met behulpo van DUX4
detectie, zowel de diagnose FSHD bij FSHD1 als FSHD2 patienten gesteld kan
worden.
Naast het dienen van een diagnostisch doel, zal de identificatie van nieuwe
stam- of somatische celpopulaties die DUX4 tot expressie brengen (zonder dat
zij een duidelijk nadelig effect ondervinden van DUX4 zoals waargenomen in
spierweefsel) een nieuwe bron van cellen verschaffen die ons kan helpen het
fundamentele pathologische mechanisme van FSHD te begrijpen. Verder kan
detectie van DUX4 (en detectie van de doelgenen van DUX4) in elk van deze
weefsels ook dienen als een biomarker voor de ernst van de ziekte of als
biomarker in aanstaande klinische proeven met geneesmiddelen die gericht zijn
op het onderdrukken van DUX4. Naast DUX4 kunnen cytokines dienen als biomarkers
voor de ontwikkeling en progressie van FSHD, aangezien een toenemend aantal
studies wijst op een rol voor het immuunsysteem bij FSHD-pathogenese. Daarom
stellen we ook voor om cytokineniveaus te meten in bloedmonsters van
FSHD-patiënten, gezonde personen en patiënten met een niet-gerelateerde
neuromusculaire ziekte. Doel: identifeceren van nieuwe biomarkers die voor
natuurlijk beloop en toekomstige klinische onderzoeken gebruikt kunnen worden.

Momenteel zijn de genetisch testen voor FSHD lastig en niet toegankelijk voor
de huidige routine technologieën, zoals bijvoorbeeld next-generation
sequencing. Ook zijn met de huidige testen niet alle FSHD patienten
diagnostificeerbaar. Met dit onderzoek zal blijken of epitheel- of stamcellen
verkregen uit urine, wangslijmvlies of huidbiopten gebruikt kunnen worden als
alternatief voor FSHD-diagnose. Dit zal de diagnostiek voor FSHD vereenvoudigen
en verbreden, waarbij urine onderzoek patient (cq kind-) vriendelijker is.

Daarnaast zal de identificatie van nieuwe stam- of somatische celpopulaties die
het DUX4 gen zonder schijnbaar schadelijk effecten aanmaken zorgen voor een
beter begrip van het pathologisch mechanisme van FSHD. Voorts kan detectie van
DUX4 en/of cytokines en/of RNA transcripten in elk van deze weefsels dienen als
een biomarker voor ziekte ernst en/of als uitkomstmaat dienen in aanstaande
klinische studies.

Exploratief, case-control observationeel onderzoek.

FSHD een onomkeerbare progressieve spierziekte die leidt tot functionele
beperkingen. Het genetisch testen is omslachtig en de diagnose van de
FSHD-subtypen, FSHD1 en FSHD2, vereist verschillende testmethoden.
DUX4-detectie in urine, huidbiopsieën of wangslijmvlies bieden aantrekkelijke
nieuwe diagnosemethoden. Het genereren van cell modellen, zoals iPS-cellen, zal
leiden tot meer inzicht in het ziektemechanisme en zal preklinische
therapeutische testen mogelijk maken. Ten slotte is de identificatie van
cytokines en/of RNA transcripten die kunnen dienen als biomarkers voor de
ontwikkeling en ernst van de ziekte belangrijk voor natuurlijk beloop en
toekomstige klinische onderzoeken.

Gezien het lijden van patiënten met FSHD, is de belasting van de deelnemers
relatief klein en kan deze studie worden geclassificeerd als een onderzoek met
een verwaarloosbaar risico. Een bezoek aan het LUMC Leiden is verplicht. Voor
de verzameling van bloed (DNA, RNA en plasma) zullen bloedmonsters worden
afgenomen door venapunctie, een procedure met slechts geringe risico's. Op de
plaats van injectie kan wat roodheid en zwelling verschijnen en kan het
individu malaise ervaren. Voor het verzamelen van urine, zullen de deelnemers
worden gevraagd om hun urine te verzamelen in een speciale container. Als
deelnemer expliciet toestemming geeft, zal een huidbiopt worden uitgevoerd, die
minimaal invasief is en het risico op hematoom en/of lokale hypo-esthesie met
zich meebrengt. Deelnemers krijgen de kans om bezwaar te maken tegen het nemen
van een biopsie van de huid of het wangslijmvlies.