EEN SYSTEEM BIOLOGIE BENADERING VOOR OCULAIRE ONTSTEKING

Oculaire ontsteking is een chronische, progressieve en degeneratieve ontsteking
van een of meer compartimenten van het oog waaronder de uvea (o.a. uveïtis en
leeftijdsgebonden maculaire degeneratie), het hoornvlies en orbita, en
veroorzaken een onmiddellijke bedreiging van het zicht. De pathogenese van
oogontsteking is slecht begrepen . Huidige behandelstrategieën omvatten
verschillende immunosuppressieve medicijnen , maar zijn niet in staat om de
daling van de visuele functie te voorkomen of te stoppen, en veroorzaken
meestal veel negatieve bijeffecten die de kwaliteit van leven beïnvloeden,
aangezien immunosuppressieve therapie vaak levenslang is. Daarom is verder
onderzoek om de pathogenese beter te begrijpen en de prognose te verbeteren
voor deze patiënten zeer gerechtvaardigd. Systeembiologie is een
interdisciplinair benadering die systematisch de complexe interacties tussen
alle onderdelen in een biologisch systeem beschrijft, teneinde opheldering van
nieuwe biologische regels om het gedrag van het biologisch systeem te kunnen
voorspellen. Daartoe worden gegevens verzameld van alle componenten van het
biologische systeem, geanalyseerd en geïntegreerd om een wiskundig model te
vormen dat de reactie van het systeem op individuele verstoringen te kunnen
voorspellen.

Systeembiologie is een interdisciplinair benadering die systematisch de
complexe interacties tussen alle onderdelen in een biologisch systeem
beschrijft, teneinde opheldering van het gedrag van het biologisch systeem.
Daartoe worden gegevens verzameld van alle componenten van een biologisch
systeem, geanalyseerd en geïntegreerd om een wiskundig model dat de reactie
van het systeem op individuele verstoringen beschrijft of voorspelt te kunnen
genereren. Door de integratie van de biologische informatie ( bijv. mRNA ,
microRNA , methylation status proteoom ) en diverse cellulaire subsets (
bijvoorbeeld B -cellen , T-cellen , dendritische cellen , NK cellen ) kan met
high -throughput technologie de moleculaire signaturen van die verschillende
vormen van intraoculaire ontsteking worden geïdentificeerd en biedt zo nieuwe
therapeutische targets.

Wij streven naar een " omica " - driven systeembiologische aanpak voor oculaire
ontsteking om de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan het
ontstaan van oculaire ontsteking te identificeren. Hiernaast kunnen de
resultaten van het onderzoek klinisch bruikbare markers voor de ziekte uitkomst
en behandeling respons voorspellen.
Dit doen we door:
1. T-cellen , B -cellen , plasmacytoïde dendritische cellen , monocyten en NK
-cellen , de frequentie , functie en fenotype van circulerende immuuncellen te
onderzoeken . Plasma en serum wordt verzameld om de circulerende cytokines met
Luminex en de immuuncellen te meten . De antigenen en intracellulaire cytokine
productie van deze cellen worden geanalyseerd door flow cytometrie . De
T-cellen , zal pDCs en monocyten worden gekweekt en de supernatanten na
stimulatie geanalyseerd door Luminex , hiernaast zal de genexpressie van de
cellen onderzocht worden middels qPCR .
2. het transcriptoom en epigenome van circulerende immuuncellen wordt
onderzocht door RNA- sequencing miRNA profilering en genoom - brede methylering
van cel subsets
3. Het identificeren, met behulp van high throughput technologie, van de
moleculaire handtekeningen die de verschillende vormen van oculaire ontsteking
en haar ziekteactiviteit typeren .

Deze studie is bedoeld als een observationele studie voor de duur van 4 jaar.
Voor het huidige onderzoek zullen we patiënten met uveïtis, ontsteking van het
hoornvlies en leeftijdsgebonden macula degeneratie werven bij de afdeling
oogheelkunde van het UMC Utrecht of bij een wervend centrum. We schatten ( op
basis van de stroom van nieuwe patiënten) dat wij 630 patiënten met oculaire
ontsteking zullen vragen om een bloedmonster (uveitis (anterior uveitis (n=60),
intermediate uveitis (n=60) posterior uveitis (n=60), panuveitis (n=60) and
scleritis (n=60)), leeftijdsgebonden maculadegeneratie ( n=60), retinale
dystrofie (n=60), multifocale choroidale retinitis (n=60), inflammatory corneal
disease (n=40), orbital inflammatory diseases and orbital lymphoma (n=80), en
strabismus (n=30)). Een venapunctie wordt uitgevoerd om een bepaalde
hoeveelheid bloed, afhankelijk van leeftijd, te verkrijgen:
- Leeftijd van 0-6: een totaal van 11 ml bloed: 6 ml EDTA bloed voor plasma
samples en 5 ml stolbloed voor verkrijgen van serum of 9 ml lithiumheparine of
natriumheparine bloed en 2 ml stolbloed.
- Leeftijd van 7-15: een totaal van 29 ml bloed: 27 ml lithiumheparine of
natriumheparine bloed en 2 ml stolbloed.
- Leeftijd van 16 of ouder: een totaal van 81 ml bloed: 70 ml lithiumheparine
of natriumheparine bloed voor het onderzoeken van circulerende immuuncellen met
flowcytometrie, Luminex en qPCR, 6 ml EDTA bloed voor plasma en 5 ml stolbloed
voor de verzameling van het serum.

Bloed van de patiënten gaat naar het Radstake lab waarna diverse
immuuncelsubsets worden geïsoleerd ( B , T en NK -cellen, myeloïde DCs
plasmacytoïde DCs en monocyten ) voor de bepaling van het transcriptoom ( RNA
sequencing ) en het epigenome ( miRNA profilering en genoom-brede methylatie ).
Tegelijkertijd zullen deze cel subsets fenotypisch geanalyseerd worden. Naast
de verordening op cellulair niveau , zullen we de circulerende mediatoren
bestuderen door gebruik te maken van de Luminex kernfaciliteit ( UDAIR )
aanwezig in ons lab. UDAIR is geoptimaliseerd voor ~ 150 cytokines / chemokines
/ groeifactoren in kleine volumes ( 50 ul ) te meten . Daarnaast bestuderen we
de mate van oxidatieve stress markers en de aanwezigheid van inflammatoire
lipiden in samenwerking met onze metabolomics faciliteit. Daarnaast, om
bevindingen in bloedsamples te koppelen met klinische data, willen we
oogheelkundig onderzoek verrichten indien klinische data afwezig is. Het
oogheelkundig onderzoek zal bestaan uit het toedienen van mydriatica om de
pupil verwijden en een spleetlamponderzoek met flare metingen. Een flare meting
is een techniek waarbij we een kleine lichtstraal gebruiken om terugkaatsingen
te meten die eiwitten in het voorste deel van het oog aantonen. Dit geeft ons
een indicatie van ontsteking in het oog.

De risico's van een venapunctie worden over het algemeen beschouwd als zeer
laag. Het is mogelijk dat een hematoom ontstaat op de plaats van de
venapunctie. De risico's van topische mydriatica zijn laag. Na toediening
kunnen patiënten wazig zicht en fotofobie ervaren. Topische mydriatica zullen
niet gegeven worden aan zwangere patiënten of wanneer een patiënt borstvoeding
geeft. Ook patiënten met een verhoogde kans op (het ontwikkelen van) glaucoom
zullen geen mydriatica krijgen. Flare metingen worden verricht tijdens regulier
oogheelkundig onderzoek. De bijwerkingen zijn nihiel. Patiënten kunnen
korstondig nabeelden ervaren.