CYTOF analyse van mucosale immuuncellen in inflammatoire darmziekte: relatie tussen ziekte fenotype en locatie.

Inflammatoire darmziekte ( IBD ) is een complexe ziekte gekenmerkt door een
chronische, idiopathische ontsteking van de darm. De etiologie van IBD is
multifactorieel, en hangt af van de interactie van genetische gevoeligheid van
de gastheer, microbiële antigenen en adjuvantia, omgevingsfactoren die reacties
initiëren en effect van de immuunrespons. Ziekte van Crohn (CD) en colitis
ulcerosa (UC) zijn de twee belangrijkste vormen van IBD. Om de ziekte te
classificeren, en om het vergelijken van groepen in klinische studies te
vergemakkelijken kan de Montreal Classification worden gebruikt (oa
lokalisatie van de zieke en de ernst) voor volwassenen en de Paris
classificatie voor kinderen. In vergelijking met volwassen onset IBD, is de
pediatrische onset IBD vaak uitgebreider en daardoor vaak geassocieerd met
ernstige exacerbaties en slechtere prognose.
Het intestinale immuunsysteem is het meest prominente verdedigings mechamisme
van ons lichaam. Immuuncellen op verschillende plekken van de darm en hun
bijdrage in het immuunsysteem is een belangrijke focus van onderzoek. De
recente ontwikkelingen wijzen op specialisatie binnen het immuun compartiment.
Om de volledige diversiteit van intestinale aangeboren lymfocyten en hun
relatie met de ILC familie te onderzoeken, kunnen we gebruik maken van de
high-parameter massa cytometrie (cytometrie door time-of-flight, CyTOF).
Hiervoor hebben we een CyTOF panel ontwikkelt met 36 monoklonale antilichamen
(voor lineage markers, activatiemerkers en chemokine en cytokine-receptoren,
waaronder verschillende merkers gewoonlijk gebruikt om ILC's te identificeren).
Door de combinatie van bio-informatica tools is het mogelijk een hiërarchische
clustering (SPADE) en niet-lineaire dimensionaliteitsreductie (viSNE) te maken.

CyTOF lijkt ongekende diepte te bieden in de analyse van de cellulaire
heterogeniteit van zowel het aangeboren en adaptieve lymfocyt compartiment
aanwezig in intestinale biopten. We zouden graag aanvullende studies verrichten
om functioneel inzicht te krijgen in de rol van aangeboren en adaptieve
subpopulaties in inflammatoire darmziekten.

Naast single cell CyTOF zijn er met de komst van imaging CyTOF deuren naar een
nieuwe wereld geopend. Tot op heden werden de cellen met single cell (sc)
CyTOF niet geanalyseerd in het context van de weefsel. Nu met imaging CyTOF is
het mogelijk om, net zoals bij scCyTOF, een panel van >40 markers te gebruiken
op een coupe. Gezien onze groep veel ervaring heeft met deze CyTOF techniek
zouden we ook graag dit gebruiken voor dit cohort naast de single cell data.

Tevens zouden we graag de single cell techniek RNA-sequencing naast CyTOF
gebruiken. Data op eiwit niveau en gen niveau kunnen elkaar goed aanvullen, wat
het onderzoek zal versterken.

1. Uitgebreide fenotypische analyse en vergelijking van mucosale immune
compartiment bij alle deelnemers ex vivo ( jaar 1,2 en 3 ) ;
2. Uitgebreide fenotypische analyse en vergelijking van mucosale stromale cel
compartiment bij patiënten en controles ex vivo ( jaar 1,2 en 3) ;
3. Vergelijking van het immuunsysteem en stromale cellen compartimenten tussen
kinderen en volwassen patiënten ( jaar 1,2 en 3 ) ;
4. Vergelijking van het immuunsysteem van naive IBD patienten en IBD patienten
met actieve ziekte/in remissie die al gediagnosticeerd zijn en medicatie
gebruiken (jaar 4)
5. Bepaling van correlaties tussen veranderingen in immune en stromale
celcompartimenten en respons op therapie ( jaar 3 en 4 ) ;
6. Functionele analyse van geselecteerde immuun- en stromale cel subsets op
basis van analyse 1-4 hierboven ( jaar 3 en 4 ) .

We zullen een case-control studie uit voeren bij patiënten met zowel de ziekte
van Crohn en colitis ulcerosa leeftijd 10-40 jaar oud . " Gezonde " controles,
zijn patienten, ook leeftijdsgroep 10-40 jaar, die endoscopie ondergaan om
redenen die niets met CD , UC of microscopische colitis te maken hebben.
Daarnaast verrichten we een case studie onder 2 specifieke patientgroepen en
dienen de cases EN de controles van deel 1 als controle groep.
Patiënten zullen worden gevraagd op de IBD polikliniek, zowel volwassenen als
kinder afdeling.
De studieduur zal 36 maanden zijn.

Deel 1:
1. Inclusie van 25 CD patiënten / 25 UC patiënten / 15 controles en interim
data-analyse in maand 12.
2. Inclusie van extra 25 CD patiënten / 25 UC patiënten / 15 controles in maand
24.
3. Inclusie van extra patienten met actieve ziekte/in remissie (die al
gediagnosticeerd zijn en behandeling hebben): 35 CD patienten / 35 UC patienten
/ 20 controles in maand 48
3. Vaststelling van de correlaties tussen de cellulaire samenstelling en de
respons op de behandeling in maand 48.
4. Voltooiing van functionele analyse en indienen van manuscript (en) in maand
60.

2 specifieke patientgroepen binnen de 170 geincludeerde IBD patienten:
Groep A:
Patienten met de ziekte van Crohn, ileum lokalisatie, leeftijd 18-40 jaar, die
in de voorgeschiedenis een ileocoecaalresctie ondergingen, maar die sinds
operatie geen immunosuppressiva gebruiken. Indien bij scopie toch weer tekenen
van M Crohn worden gezien, kunnen patienten deelnemen aan dit onderzoek.

Groep B: patienten met colitis ulcersoa, leeftijd 18-40, die een ileoanale
pouch hebben en die afgelopen 3 maanden geen immunosuppressiva danwel
antibiotica kregen en bij wie bij scopie een pouchitis wordt vastgesteld.

Patient merkt weinig tot niets van het afnemen van de extra biopten. De
colonoscopie duurt er ca. 5 minuten langer door. Het afnemen van extra biopten
brengt geen extra risico met zich mee. Er is in de literatuur beschreven dat
het risico op een bloeding kleiner is dan 1:10000. Voor de colonoscopie moet
altijd geprikt worden, dus voor de extra bloedafname hoeft patient niet apart
geprikt te worden. Het afnemen van 30 ml bloed extra brengt geen extra risico
met zich mee.