Ontwikkeling van een TLR4 challenge in de huid van gezonde vrijwilligers

Ontsteking is een reactie op beschadigd weefsel en/of pathogenen resulterend in
afgifte van cytokinen en daaropvolgende cellulaire activering. Hoewel
ontsteking in principe een gezond proces is, kan in sommige gevallen een
overmatige en/of slecht gereguleerde ontstekingsreactie schadelijk zijn. Bij
veel inflammatoire aandoeningen is dit het geval.

Toll-like receptoren behoren tot de familie van patroonherkenningsreceptoren
(PRR's). Deze sterk geconserveerde receptoren herkennen pathogeen-geassocieerde
moleculaire patronen (PAMPs) en gevaar-geassocieerde moleculaire patronen
(DAMPs). Na herkenning veroorzaken PRR's de activering van een sterke
ontstekingsreactie en daardoor de start van de aangeboren immuunrespons.
Toll-like receptor 4 (TLR4) is in staat om verschillende exogene liganden te
herkennen waarvan lipopolysacchariden (LPS) gevonden op gram-negatieve
bacteriën het best bekend zijn (Molteni et al. 2016).

Systemische LPS-toediening bij de mens is een veel gebruikte, veilige en goed
getolereerde methode om een gecontroleerde systemische inflammatoire respons te
bestuderen (Andreasen et al. 2008, Van Poelgeest et al. 2018). Deze
ontstekingsreactie biedt een platform voor het onderzoeken van
farmacodynamische en potentieel klinisch significante effecten bij de vroege
ontwikkeling van geneesmiddelen. Het nadeel van een systemische LPS-challenge
is dat deze relatief belastend is voor de vrijwilliger en dat deze niet na
verloop van tijd kan worden herhaald. Een lokaal LPS-challenge model zou een
interessant hulpmiddel voor de ontwikkeling van geneesmiddelen kunnen zijn,
omdat het herhaalde of meerdere LPS-stimulaties in de loop van de tijd bij één
vrijwilliger mogelijk zou maken. Echter, een lokale huidrespons op LPS bij
gezonde mensen is slechts eenmaal onderzocht (Basran et al. 2013). De interesse
in die studie lag voornamelijk bij werven van neutrofielen, daarom ontbreekt
een meer diepgaande karakterisering van de TLR4-respons op LPS in de menselijke
huid nog steeds.

In 2016 Motwani et al. werd een challenge model gepresenteerd waarin ze
intradermale UV-gedode E. coli (een Gram-negatieve bacterie en dus LPS)
injecteerden bij gezonde vrijwilligers. Hoewel UV-gedode E. coli leidde tot een
sterke maar voorbijgaande lokale ontstekingsreactie, is het nadeel dat E. coli
meerdere verschillende PAMP's bevat, wat de daaropvolgende ontstekingsreactie
minder specifiek maakt.
Specifieke kennis over de TLR4-respons in de menselijke huid is van belang
omdat TLR4-signalering is gezien bij verschillende huidziekten zoals psoriasis
en acne vulgaris.

Het doel van deze studie is om de inflammatoire respons op intradermale
LPS-injectie bij gezonde vrijwilligers te karakteriseren. Door dit te doen
creëren we een challenge model dat een tijdelijke huidontsteking induceert via
een specifieke route die toekomstige toepassing als bewijs van farmacologie of
drugsprofilering mogelijk maakt in ontwikkelingsprogramma's voor
geneesmiddelen.

Karakteriseren van de respons op intradermale LPS door:
- Klinische metingen
- Biofysische metingen
- In beeld brengen
- Moleculaire en cellulaire reacties
- Standaard veiligheidsmetingen

Een fysiologisch zout-gecontroleerde, interventionele studie om de
inflammatoire respons op intradermale LPS bij gezonde vrijwilligers te
karakteriseren.

LPS, gezuiverd lipopolysaccharide bereid uit Escherichia Coli: 113: H10:K negatief (U.S. Standard Reference Endotoxin)

Van deze studie kan geen medisch voordeel worden verwacht voor de deelnemende
proefpersonen.
Risicobeoordeling
Verwachte bijwerkingen gerelateerd aan LPS-toediening
Intraveneuze toediening van LPS kan leiden tot griepachtige symptomen
(bijvoorbeeld rillingen, hoofdpijn, ooggevoeligheid voor licht, misselijkheid,
spierpijn en artralgie), toename van de kerntemperatuur en polsfrequentie, en
afname van de gemiddelde arteriële druk. De meeste symptomen zijn
dosisafhankelijk en verdwijnen binnen 2-6 uur. (Andreasen et al., 2008). Zoals
met elk onderzoek met toediening van een exogene stof, kunnen zeldzame
bijwerkingen niet van tevoren worden uitgesloten. Er zijn meldingen van een
afname van de hartcontractiliteit gemaakt na toediening van 4 ng / kg
lichaamsgewicht (Suffredini et al., 1989), maar deze waren tijdelijk en werden
na 8 tot 12 uur verdwenen. Vermeldenswaardig is dat CHDR uitgebreide ervaring
heeft met zowel in vivo als ex vivo LPS-challenges (Dillingh et al., 2014;
Monnet et al., 2017; van Poelgeest et al., 2018) en geen LPS-dosering van meer
dan 0,5 ng - 0,8 ng/kg (op basis van het lichaamsgewicht van 50 kg - 80 kg zal
toedienen), waardoor de kans op ongewenste bijwerkingen die in het verleden
hebben plaatsgevonden wordt geminimaliseerd. Basran et al. Hebben tot 45 ng LPS
verdeeld over 3 intradermale injecties toegediend en dit leidde tot een
gelokaliseerd pijnloos erytheem en er werden geen nadelige effecten waargenomen
die geacht werden verband te houden met systemische LPS-blootstelling. Een
verwant onderzoek door Gilroy et al. gebruikte UV-gedode E. coli om een
intradermale ontstekingsreactie te induceren. Deze ontstekingsreactie bereikte
een piek bij 4-6 uur en daalde gedurende een periode van ongeveer 48 uur. In
deze huidige studie zal de LPS-challenge een veiliger en meer gecontroleerd
alternatief bieden in vergelijking met de UV-gedode E. coli-challenge.

Verwachte bijwerkingen met betrekking tot de zuigblaar
Tijdens de studie zullen zuigblaren worden geïnduceerd op de met LPS en
zoutoplossing geïnjecteerde huid. Het afzuigapparaat (NP-4, Electric
Diversities, Maryland, VS) wordt veel gebruikt in dermatologische
onderzoeksomgevingen. Onder negatieve druk (tot 8 in / Hg) wordt een blaar met
een diameter van 10 mm gevormd in ongeveer 60 tot 90 minuten. Het
blaarvormingsproces is niet pijnlijk. Zodra de blaar is gevormd, wordt deze
doorgeprikt met een naald en wordt de blaarvloeistof afgezogen, waarna de blaar
wordt afgedekt met een klein gaasje. Zeldzame complicaties van de blaar
omvatten infectie en post-inflammatoire hyperpigmentatie. Om het risico op
post-inflammatoire hyperpigmentatie te minimaliseren, zijn huidtypen 4-6 van
Fitzpatrick uitgesloten.