De mogelijkheden van veneuze bloed samples in het stellen van de diagnose en het monitoren van patiënten met pulmonale hypertensie, en het bepalen van de genetische basis van de ziekte

Pulmonale hypertensie (PH) is een progressieve aandoening van het vaatbed in de
longen die leidt tot een progressieve toename van de pulmonale weerstand en
uiteindelijk hartfalen. Behandeling is symptomatisch, en gericht op
vasodilatatie en de onderliggende oorzaak van de drukverhoging, indien bekend.
De enige curatieve optie is longtransplantatie. Er is een dringende behoefte
aan meer kennis over de pathofysiologie van PH, van waaruit nieuwe
behandelmogelijkheden kunnen ontwikkeld worden.

De diagnose en follow up van PH is afhankelijk van een invasieve procedure: de
rechter hart catheterisatie. Een gemiddelde druk van >25mmHg in de longarterie
is bevestigend voor de aanwezigheid van PH. Omdat de behandeling onder continue
evaluatie staat is het ondergaan van catheterisatie een terugkerende belasting
van de patient. Hierom is het ontwikkelen van nieuwe diagnostische tools en
biomarkers van groot belang voor de patient.

In onze studie zijn wij op zoek naar alternatieve methoden om het ziekteproces
in de longen van een PH patient vast te stellen en te vervolgen op basis van
een simpele bloedtest. In de eerste plaats zullen wij gebruik maken van de
mogelijkheden van diagnostiek aan bloedplaatjes. Circulerende bloedplaatjes
bevatten DNA en RNA moleculen afkomstig van door ziekte aangedane weefsels. Wij
verwachten dat de patronen van DNA en RNA expressie in bloedplaatjes, een
verhoogde mate van celgroei en ontsteking in de longcirculatie zullen
reflecteren. Naast het gebruik van bloedplaatjes, zullen wij onderzoeken of
circulerende endotheelcellen (EC) afwijkend zijn in het bloed van patienten met
pulmonale hypertensie. EC spelen een essentiële rol in de ziekteprogressie van
PH, aangezien deze druk en flow in het vaatbed signaleren en cascades in gang
zetten die het vat de mogelijkhed geven zich aan een verhoogde druk of flow aan
te passen. Dit proces lijkt gestoord in PH, met name is er sprake van een
verstoorde reactie van EC op hoge flow. Op dit moment zijn wij voor ons
onderzoek aan EC afhankelijk van longbiopten (verkregen tijdens obductie of
transplantatie), waaruit wij microvasculaire endotheel cellen (MVEC) kweken.
Dit materiaal is echter zeer schaars, hetgeen de vooruitgang van ons onderzoek
belemmerd. Endothelial colony forming cells (ECFC) zijn circulerende ECs die
gemakkelijk kunnen worden verkregen uit veneus bloed. ECFCs hebben een hoge
proliferatieve capaciteit en hebben eigenschappen die representatief zijn voor
microvasculaire endotheelcellen.

In onze studie maken wij gebruik van een veneuze bloedafname om bloedplaatjes
en ECFCs van PH patienten te vergelijken met die van gezonde proefpersonen.
Door het bestuderen van bloedplaatjes en ECFCs kunnen wij de kennis van de
pathofysiologie van PH vergroten, hetgeen mogelijkheden zal creeeren tot het
ontwikkelen van nieuwe behandelmethodes Daarnaast kunnen bloedplaatjes en ECFCs
mogelijk een rol spelen in de vroege detectie en het monitoren van PH.

Het derde onderdeel van het onderzoek is ' optioneel' ; proefpersonene kiezen
zelf of zij al dan niet wensen deel te nemen aan genetisch onderzoek. Bij dit
onderzoek gaan wij op zoek naar mutaties die het ontstaan van de endotheel cel
dysfunctie zoals wij die zijn bij pulmonale hypertensie kunnen
verklaren/voorspellen. Dit is een onderzoek dat wij doen in samenwerking met de
universiteit van cambridge. Alle deelnemers wordt een consult met de klinisch
geneticus aangeboden, die hen voor ligt over de mogelijke gevolgen van deelname
aan genetisch onderzoek. Patienten kiezen zelf of zij op de hoogte willen
worden gesteld van eventuele relevante mutaties die de onset van PH kunnen
bepalen. Toevalsbevindingen worden nooit met de proefpersoon gecommuniceerd.

Het hoofddoel van deze studie is om vanuit perifeer bloed biomarkers te
ontwikkelen die geschikt zijn om te voorspellen of er sprake is van (een
subtype van) PH. Wij onderzoeken daartoe de expressie van nucleine zuren
(RNA/DNA) in bloedplaatjes en de fysiologische responsen op flow van ECFCs van
PH patienten en gezonde controles. Hiernaast gaan wij met behulp van
genetische screening op zoek naar de genetische basis van pulmonale
hypertensie. Dit onderzoek vind plaats in samenwerking met de universiteit van
Cambridge. Deelname aan genetisch onderzoek is ' optioneel'.

Het VUmc is het expertise centrum voor PAH in Nederland. Alle patiënten die
hiernaartoe worden verwezen zijn in potentie kandidaten voor deelname aan deze
studie. De diagnose wordt gesteld aan de hand van een invasieve meting van
hemodynamische parameters. Dit gebeurd door middel van rechter hart
catheterisatie. Dit is een zware ingreep maar essentieel voor de diagnose.
Gedurende het beloop van de ziekte worden er meerdere hart cathterisaties
uitgevoerd om de hemodynamische status onder behandeling te evalueren. In het
kader van de ingreep is het afnemen van 80mL bloed een kleine extra belasting.
Patiënten zijn zeer gemotiveerd om mee te doen aan onderzoek. Op deze manier
hopen we 50 patiënten te kunnen includeren in het eerste jaar. Een alternatief
vormt het afnemen van bloed met behulp van veneuze punctie.

Als controle groep willen we een wat leeftijd en geslacht overeenkomende groep
controle personen includeren. Bij deze personen zal bloedafname plaatsvinden
door middel van vena punctie. Dit is een laag risico procedure die routineus
wordt toegepast door ervaren artsen van het VUmc. Deelname is vrijwillig.
Controle personen worden gerekruteerd van onze afdeling, onder gezonde
vrijwilligers, en uit de directe omgeving van de patient (vrienden/familie).
Daarnaast rekruteren wij patienten die een diagnostische rechter hart
catheterisatie ondergaan zonder pulmonale hypertensie. Experimenten zullen
worden uitgevoerd in gematchte samples wat betreft leeftijd, geslacht en
rook-status. Controle personen met co-morbiditeit worden niet geexcludeerd
omdat deze kunnen dienen als controles bij PAH patienten met significante
co-morbiditeit.

De procedure om nucleine zuren uit plasma/plaatjes en ECFCs uit bloed te
isoleren zijn lopende techniek op onze onderzoeksafdeling. ECFCs van patienten
met PAH zijn succesvol gekweekt. In dit onderzoek zullen ECFCs van patienten
met PAH vergeleken worden met ECFCs van gezonde controles. Daarnaast zal er een
vergelijking gemaakt worden tussen MVEC en ECFC. Hiernaast nemen bloed af bij
patienten die een longtransplantatie ondergaan, om MVECs en ECFCs van een
patient te hebben. Echter, de MVEC-ECFC vergelijking zal ook gedaan worden in
non-related sample pairs. In alle cel typen zullen we proliferatie, apoptose,
en proteine expressie onderzoeken. In aanvulling hierop zullen ECFCs
blootgesteld worden aan flow en de reactie hierop wordt geanalyseerd.
Onderliggende signaal cascades en genetische predispositie leidend tot
abnormaal EC gedrag wordt onderzocht. Bovendien wordt er, bij patienten die
hier toestemming voor verlenen, bloed met de hierin circulerende PBMCs
afgenomen voor genetisch onderzoek (whole genome and exome sequencing); dit
onderzoek zal plaatsvinden in samenwerking met de universiteit van Cambridge.

Door het ontwikkelen van uit het bloed afkomstige bio-markers kan de belasting
van diagnose en behandeling follow up in patienten met PH verlicht worden. Door
ontwikkeling van deze methodes kunnen we in de toekomst in staat zijn om
populations at risk te identificeren en de uitkomst van behandeling te
voorspellen.

Vena punctie zal worden uitgevoerd door gekwalificeerde artsen van de afdeling
Longziekten van het VUmc. In sommige gevallen kan vena punctie leiden tot het
ontstaan van een hematoom. In totaal zal 80ml bloed worden afgenomen gedurende
de studie. De procedure zal niet meer dan 10 minuten duren.