a a a
a a a a
a a a
a a a a
a a a a
a a a
a a a a
a a
EXPERIMENTELE LABORATORIA BASAAL ONDERZOEK LEVERTRANSPLANTATIE
Basaal onderzoek Levertransplantatie (Senior onderzoeker Luc van der Laan)
Achtergrond: De onderzoekslijn van Prof. Dr. Tilanus en Dr. van der Laan concentreert zich op de immunologische en de virologische aspecten van levertransplantatie. Het onderzoek is translationeel van aard en heeft tot doel de basale en toegepaste kennis te vergroten, teneinde het succes van lever transplantatie te vergroten. Hierbij wordt nauw samengewerkt met Dr. Kazemier en Dr. de Jonge van onze afdeling en Dr. Kwekkeboom, Prof. Dr. Janssen en Prof. Dr. Metselaar van de afdeling MDL. De meeste patiënten hebben infectieuze complicaties na transplantatie. Klinische signalen zijn vaak nietspecifiek en in veel gevallen moeilijk te onderscheiden van afstoting van het transplantaat. Daarom is het belangrijk om onze kennis op het gebied van de immunologie van acute afstoting en opportunistische infecties te vergroten. Zo hebben we de rol van regulatoire T cellen (Treg) in immunologische acceptatie van transplantaten onderzocht in een cohort van levertransplantatiepatiënten. Het doel is op basis van Treg frequentie, fenotype en functie patiënten te kunnen identificeren die effectief tolerant zijn voor het levertransplantaat en waarvan de immuunsuppressieve medicatie veilig kan worden afgebouwd. Een belangrijk doel is de verbeterde diagnostiek en behandeling van hepatitis C virus (HCV) her-infectie na levertransplantatie. Het gebruik van de dunne-naald biopsie (FNAB) voor diagnostische doeleinden is onderzocht. Hiermee kunnen op een veilige manier de intrahepatische aspecten van infectie worden beoordeeld. Het was al bekend dat de FNAB techniek een nuttig instrument is voor de diagnose van acute afstoting en hepatitis B infectie. Wij ontwikkelen momenteel een gentherapeutische benadering om HCV infectie van de lever te voorkomen met RNA interferentie. De meest recente onderzoekslijnen binnen onze groep zijn er op gericht om verbeterde leverregeneratie na leverresectie voor levendedonor levertransplantatie te realiseren. De rol van groeifactoren, microRNA en mesenchymale stamcellen is hierbij onderwerp van onderzoek. In deze figuur wordt onze de huidige onderzoeksfocus samengevat.
2
Innovatieve therapie voor hepatitis C her-infectie Chronische virale infecties hebben een enorme impact op de wereldwijde gezondheid en daarom moet er dringend gezocht worden naar betere behandelingen. Infectie met hepatitis C virus (HCV) kan levensbedreigende leverziekten veroorzaken, en ongeveer 170 miljoen mensen wereldwijd worden hier door getroffen. RNA interferentie (RNAi) is een nieuwe, veelbelovende strategie om virale infecties te behandelen. Door recente ontwikkelingen op het gebied van gentherapie is de haalbaarheid van klinische toepassingen van RNAi toegenomen. Ons onderzoek is gericht op de toepassing van RNAi voor de behandeling van HCV. De ontwikkeling van RNAi technologieën heeft geleid tot een snelle verbetering van de basale kennis wat betreft de biologie van HCV. De huidige standaard interferon-alfa therapie die wordt gebruikt voor de behandeling van chronische HCV infectie is slechts effectief in ongeveer de helft van alle patiënten. Monotherapie van RNAi kan op dit moment nog tot therapeutische resistentie leiden door selectie van mutaties in het virus genoom. Om dit te voorkomen hebben wij onderzoek gedaan naar de behandeling met een combinatie van interferon en RNAi. Wij vonden dat interferon geen negatief effect had op de behandeling met RNAi. Transductie van muis hepatocyten in vivo en humane hepatocyten in vitro werd niet door interferon beïnvloed. Behandeling met RNAi en interferon samen leidde tot een versterkt antiviraal effect op HCV replicatie. Wij kunnen hieruit concluderen dat RNAi en interferon doeltreffend kunnen worden gecombineerd, en dat deze combinatie in de toekomst mogelijk een veelbelovende strategie zal zijn voor de behandeling van hepatitis C. Effecten van immuunsuppressieve medicatie op HCV replicatie Immuunsuppressie heeft een groot effect op HCV her-infectie na levertransplantatie en heeft mogelijk een negatief effect op de doelmatigheid van antivirale therapie. In eerder onderzoek hebben wij aangetoond dat mycophenol zuur (MPA of MMF) een direct antiviraal effect heeft op HCV replicatie. Dit wordt nu verder in vitro en in vivo onderzocht in meer uitgebreide virusmodellen. Verder onderzoek was gericht op het effect van de calcineurine remmers FK506 (tacrolimus, Tac) en cyclosporine A (CsA). Het doel van deze studie was een meer uitgebreid onderzoek naar de effecten van calcineurine remmers op de antivirale activiteit van interferon in subgenomische en infectieuze HCV modellen. Onze studie laat zien dat er geen bewijs is dat Tac of CsA het effect van interferon op HCV replicatie en virion productie in vitro negatief beïnvloeden. Optimalisatie van immuun suppressie voor transplantatietolerantie CD4+Foxp3+ regulatoire T cellen (Treg) hebben IL-2 nodig om te overleven en voor hun functie. Door het remmende effect op IL-2 productie kunnen calcineurine remmers (CNI) een negatief effect hebben op Treg. Wij hebben dit onderzocht in een klinische conversie studie waarbij levertransplantatieontvangers zijn geconverteerd van CNI naar mycophenolate mofetil (MMF) monotherapie. Onderzocht is het effect op nierfunctie, Treg frequentie en fenotype. Patiënten met nierinsufficiëntie door CNI gebruik werden naar MMF omgezet en ontvingen een enkele dosis van de IL-2-receptor blokkerende antistof Daclizumab. Controle patiënten werden gecontinueerd op CNI behandeling. Zes maanden na conversie naar MMF was het percentage van CD4+Foxp3+ en CD4+CD25bright T cellen toegenomen. FOXP3 mRNA analyse van bloedcellen bevestigde de verrijking van Foxp3 in bloed. CD25 expressie op CD4+Foxp3+, maar niet CD4+Foxp3- cellen was beduidend toegenomen na zes maanden, vergeleken met preconversie waarden. Na conversie verbeterde de nierfunctie. Dus, na conversie naar MMF neemt het percentage en de CD25 expressie van CD4+Foxp3+ cellen toe wat suggereert dat MMF therapie het repressieve effect van CNI op het circuleren van Treg kan opheffen. Leverschade en regeneratie Beenmerg (BM) mesenchymale stamcellen (MSC) hebben zelfvernieuwende en pluripotente differentiatie eigenschappen. MSC worden gemobiliseerd uit het BM compartiment in reactie op perifere weefselschade en migreren naar deze plekken, waar ze bijdragen aan weefselregeneratie en herstel. Recente studies hebben aangetoond dat MSC trofische factoren produceren die een belangrijke bijdrage leveren aan de regeneratieve activiteit van deze stamcellen. Zo voorkomt bijvoorbeeld de behandeling van acute leverschade in ratten door toediening van kweekmedium dat afkomstig is van MSC in veel gevallen het overlijden van deze dieren. Onze groep heeft onlangs een locale populatie van MSC geïdentificeerd in menselijk leverweefsel. Deze stamcellen zijn zeer vergelijkbaar met BM MSC wat betreft receptor expressie, differentiatiecapaciteit, Wnt-gestimuleerde celdeling en genoomwijde genexpressie profielen. Wij hebben verder aangetoond dat MSC uit leverweefsel kunnen differentiëren tot hepatocyten, 3
zowel in kweek als na transplantatie in immuun gecompromitteerde muizen. Bovendien vonden wij dat lever MSC factoren uitscheiden die leverregeneratie in muizen na gedeeltelijke hepatectomie kunnen bevorderen. Behandeling met geconcentreerd MSC kweekmedium stimuleerde celdeling van hepatocyten en stimuleerde de genexpressie van cytokines en groeifactoren (zoals TNF en HGF). Speciale verdiensten in 2009: Qiuwei Pan heeft de NVH-Altana voordrachtsprijs (hoogst gescoorde abstract) gewonnen op het voorjaarscongres van de Nederlandse Vereniging voor Gastro-enterologie en Hepatologie (NVGE/NVH) in Veldhoven (€500). Suomi Fouraschen ontving de “Astellas Transplantational Research” beurs van de Nederlandse Transplantatie Vereniging (NTV) (€5000). Luc van der Laan en Qiuwei Pan ontvingen de “Rising Star Award” van de “International Liver Transplantation Society (ILTS)” als mentor en mentee voor het onderzoek naar calcineurine remmers en hepatitis C. Deze prijs is uitgereikt op het congres van de ILTS in New York ($3.000). Na een periode van twee jaar als “Associated-editor” is Luc van der Laan gevraagd als nieuw lid van de “Editorial board ” van het top transplantatie tijdschrift “Liver Transplantation”. Een afbeelding van hepatitis C virus replicatie gemaakt door Pan en van der Laan heeft de omslag gehaald van het november nummer van het tijdschrift “Hepatology”.
Samenstelling onderzoeksgroep in 2009: De onderzoeksgroep van Luc van der Laan doet basaal en translationeel levertransplantatie onderzoek. De groep is opgebouwd uit een universitair docent, een research analist, zes promovendi /OIOs en een team van vijf medisch studenten die assisteren bij het verzamelen van materialen bij levertransplantaties: Petra de Ruiter (juni 2009-heden): Senior research analist Varsha Segwobind (start 2006, promotie juni 2010: promotor prof. Weimar, copromotors Carla Baan en Luc vd Laan) Anouk van de Winkel (start 2006, promotie dec 2010: promotor prof. Kuipers, copromotor Luc vd Laan) Qiuwei Pan (start 2007, promotie herfst 2011: promotors prof. Tilanus en prof. Janssen, copromotor Luc vd Laan) Suomi Fouraschen (start 2008, promotie 2012: promotor prof. Tilanus, copromotor Luc vd Laan) Veda Ramakrishnaiah (start jan 2009, promotie 2013: promotor prof. Tilanus, copromotor Luc vd Laan) Waqar Farid, (start aug 2008, promotie 2012: promotor prof. Tilanus, copromotors Geert Kazemier, Luc vd Laan) 4
De groep werkt nauw samen met het MDL lab (dr. Kwekkeboom en prof. Peppelenbosch), het lab Interne geneeskunde (dr. Carla Baan, prof. Weimar), de afdeling MDL (prof. Metselaar, prof. Janssen), de afdeling Hematologie (dr. van Til, prof. Wagenmaker) en de afdeling Celbiologie (dr. Scholte en prof. Grosveld).
5
Fotografie: Layout:
H. Mergental / A.C. van Houwelingen A.C. van Houwelingen
6
7
