NEDERLANDSE SAMENVATTING
ACHTERGROND Diabetes mellitus ofwel suikerziekte is een metabole ziekte waarbij de glucosehuishouding in het menselijk lichaam ontregeld raakt, doordat de patiënt onvoldoende insuline aanmaakt of er onvoldoende gevoelig voor is. Het gevolg is een veranderlijke en vaak sterk verhoogde glucosespiegel in het bloed, waardoor glucose wordt afgebroken tot vrije vetzuren of wordt uitgescheiden via de urine. Dit laatste is vaak een van de eerst merkbare symptomen. De term ‘diabetes’ komt dan ook van het Oudgriekse δια-βαινω, wat doorstromen betekent. De Latijnse term ‘mellitus’ betekent zoet. Gevolgen zijn op de korte termijn veel plassen en veel drinken, terwijl in sommige gevallen een acute keto-acidose kan ontstaan (verzuring als gevolg van ophoping van vrije vetzuren). Op de lange termijn kan de ziekte leiden tot aantasting van bloedvaten, met een desastreus effect op wondgenezing en allerlei organen waaronder de nieren, het netvlies, de bloedvaten en delen van het zenuwstelsel. Diabetes mellitus kan worden ingedeeld in meerdere vormen, waarvan de belangrijkste type 1 en type 2 zijn. Type 2, vroeger bekend als ‘ouderdoms-diabetes’, kenmerkt zich door onvoldoende gevoeligheid van insulinereceptoren en is het probleem bij 80 tot 90% van de patiënten. Type 1 (ca. 10% van de patiënten, 0.3% van de bevolking) kenmerkt zich door een absoluut tekort aan insuline doordat de insulineproducerende cellen (zgn. β-cellen) in de eilandjes van Langerhans in het pancreas (alvleesklier) worden afgebroken door het eigen immuunsysteem. Hierbij spelen met name T cellen (afweercellen aangemaakt in de thymus (zwezerik)) een belangrijke rol. Het onderzoek in dit proefschrift richt zich op nieuwe behandelingsmodaliteiten voor type 1 diabetes. Zoals beschreven in Hoofdstuk 1, kan het grootste deel van de patiënten naar tevredenheid worden behandeld door het inspuiten van insuline. Hiermee wordt echter de oorzaak van de ziekte, het autoimmuunproces, niet bestreden en ook kunnen op de lange termijn alsnog complicaties ontstaan. Daarnaast is er een groep patiënten van wie het glucosegehalte moeilijk te regelen is met insuline en die als gevolg hiervan veel complicaties ondervinden. Er is kortom een groot aantal redenen om op zoek te gaan naar nieuwe behandelingen voor type 1 diabetes. Deze nieuwe behandelingen zijn globaal onder te verdelen in twee soorten. Een eerste soort nieuwe behandeling probeert het autoimmuunproces tegen te gaan op het moment dat er nog β-cellen aanwezig zijn. Voorbeelden hiervan zijn het toedienen van immuunonderdrukkende medicijnen en het modificeren van afweercellen zodat ze niet langer
218
Nederlandse samenvatting
auto-immuniteit veroorzaken. Een tweede soort behandeling vervangt de verloren gegane β-cellen. Voorbeelden hiervan zijn het transplanteren van een pancreas of geïsoleerde eilandjes van Langerhans van een overleden donor, danwel het injecteren van nieuwgevormde β-cellen. Het proces om dergelijke β-cellen bijvoorbeeld uit stamcellen te verkrijgen bevindt zich echter nog in een experimenteel stadium. Na een transplantatie dient zowel het terugkerende autoimmuunproces als het bij elke transplantatie optredende rejectieproces te worden bestreden. De rol van T cellen voor beide soorten behandeling in zowel het autoimmuun- als het rejectieproces wordt nader onderzocht in dit proefschrift.
IMMUNOTHERAPIE Voor activering van een T cel zijn twee signalen nodig: ten eerste de primaire herkenning van een antigeen op een antigeen-presenterende cel en ten tweede binding van zogenaamde costimulatie-moleculen. Het blokkeren van deze costimulatie-moleculen is een potentieel succesvolle methode om immuunresponsen te voorkomen of te onderdrukken. Een van de meest interessante moleculen is CTLA4, dat de immuunrespons juist onderdrukt en niet activeert. Daarnaast is er een verband aangetoond tussen het gen dat codeert voor CTLA4 en het ontstaan van type 1 diabetes. In Hoofdstuk 2 wordt ingegaan op het mechanisme waarmee het CTLA4-molecuul werkt: in een harttransplantatiemodel bij ratten werd aangetoond dat CTLA4 niet alleen functioneel is door aan andere cellen te binden maar ook door in de cel signalen af te geven. Vervolgens werd in menselijke autoimmune T cellen gericht tegen β-cellen getest of het toedienen van CTLA4 leidt tot vermindering van de autoimmuunrespons. Dit was niet het geval, terwijl een rejectierespons wél kon worden geremd. Dit duidt erop dat een reeds bestaande, snel reagerende autoimmune T celrespons op een andere manier bestreden moet worden dan het voorkomen van de primaire afstotingsreactie waarbij afweercellen voor het eerst in contact komen met lichaamsvreemd materiaal. Een andere manier om autoimmuniteit te bestrijden is door het induceren van een immuunregulerende respons die een activerende respons kan onderdrukken. In diermodellen van type 1 diabetes is dit gelukt door het inspuiten van het lichaamseigen eiwit DiaPep277. In Hoofdstuk 3 wordt het effect beschreven van een klinische trial die het effect van dit eiwit beschrijft bij patiënten net nadat de diagnose type 1 diabetes is gesteld en bij wie nog β-cellen resteren. Behandelen met het peptide bleek veilig en leidde tot minder snelle progressie van de diabetes. Ook werden hierbij tekenen gezien van een immuun-regulerende respons (o.a. de productie van het immuun-onderdrukkende cytokine IL10). Deze trial bewijst daarmee het potentieel van immunisatie voor het tot stand komen van een immuun-regulerende respons en biedt houvast voor toekomstige, uitgebreidere klinische trials. Bovendien toont deze uitkomst dat immunologische studies zich goed kunnen lenen om succes of falen van een immunotherapie te meten.
Nederlandse samenvatting
TRANSPLANTATIE Transplantatie van een pancreas of geïsoleerde eilandjes van Langerhans heeft als voordeel dat een geheel nieuwe bron van insulineproductie wordt geïntroduceerd. Nadelen zijn de invasieve procedure en de noodzaak tot het langdurig gebruik van immuunonderdrukkende medicatie om afstoting van het orgaan te voorkomen. Deze ‘immunosuppressiva’ moeten in het geval van pancreas- of eilandjestransplantatie echter niet alleen de primaire, alloimmune rejectierespons, maar ook de terugkerende autoimmuunrespons remmen. Belangrijk hierbij is dat zij historisch met name zijn ontwikkeld om alloimmuniteit te onderdrukken. Hoewel eilandjestransplantatie een minder invasieve procedure is dan pancreastransplantatie, is de uitkomst ervan tot op heden minder goed. Er is weinig bekend over de factoren die de uitkomst van eilandjestransplantatie beïnvloeden, maar deze zijn logischerwijs te zoeken in de getransplanteerde eilandjes zelf, het immuunsysteem van de ontvanger, of de immunosuppressiva. Het is inmiddels bekend dat de hoeveelheid getransplanteerde eilandjes van belang is. De invloed van verschillende immuungerelateerde factoren op de uitkomst van eilandtransplantatie wordt geanalyseerd in Hoofdstuk 4. In een groep patiënten die op een gestandaardiseerde manier een transplantatie onderging, bleek de aanwezigheid van autoimmune T cellen zowel voor als na de transplantatie van negatieve invloed op de klinische uitkomst. Vervolgens werd aangetoond dat de algemene hoeveelheid afweercellen (lymfocyten) voor de transplantatie lager lag bij patiënten met een uiteindelijk succesvolle transplantatie. Zowel het bestrijden van zowel auto-immuniteit als lymfocytose (verhoogd aantal afweercellen) voordat wordt aangevangen met transplantatie biedt dus mogelijkheden om het resultaat te verbeteren. In deze patiëntengroep hadden alloimmune afweercellen (zgn. cytotoxische T cellen) geen invloed op de overleving. Deze cellen waren wel van invloed bij patiënten die onder andersoortige immunosuppressiva (met sirolimus) een transplantatie ondergingen, hetgeen is beschreven in Hoofdstuk 5. Verder wordt in Hoofdstuk 5 gekeken naar de invloed van alloimmune T helper-cellen en de hierdoor geproduceerde cytokines. Deze invloed bleek onder ‘standaard’ immunosuppressiva te verschillen bij succesvolle transplantaties vergeleken met niet succesvolle transplantaties. Met name werd bij geslaagde transplantaties meer en vaker productie van het immuun-onderdrukkende cytokine IL10 gezien, hetgeen leidde tot lagere allo-reactieve T helper-reactiviteit. Deze gegevens duiden erop dat diverse alloimmune T helper cellen van invloed zijn bij eilandjestransplantatie, zowel voor het slagen als het falen, en dat IL10 een potentiële indicator is voor succes. In het Brusselse eilandjestransplantatieprogramma is het streven om immunosuppressiva vanaf 1 jaar na transplantatie af te bouwen omdat de neveneffecten ervan soms meer nadelen opleveren dan het gebruik van insuline. Hopelijk gebeurt dit met behoud van β-celfunctie, wat alleen mogelijk is als het afweersysteem tolerant wordt voor de getransplanteerde eilandjes. Dit fenomeen is wel al waargenomen na niertransplantatie maar nog niet getest na
219
220
Nederlandse samenvatting
eilandjestransplantatie. In Hoofdstuk 6 wordt een pilotstudie beschreven waarin vijf patiënten immunologisch werden gevolgd in de periode waarin hun immunosuppressiva werden afgebouwd. Verschillende immunologische patronen werden waargenomen: sommige patiënten lieten een toename zien van T cel auto-immuniteit, sommige van alloimmuniteit of van beide. Deze veranderingen gingen bij alle patiënten gepaard met een verlies van β-celfunctie en het opnieuw moeten spuiten van insuline. Deze studie biedt echter wel houvast om in de toekomst door intensieve follow-up van immuunfactoren het afbouwen van immunosuppressiva beter te kunnen begeleiden. Onvoldoende immunosuppressie kan leiden tot een slechtere uitkomst van de transplantatie. Overmatige onderdrukking van het immuunsysteem kan echter leiden tot infecties. Het is de vraag welke medicatie het best in staat is om deze balans in evenwicht te houden. In Hoofdstuk 7 wordt de invloed geanalyseerd van verschillende soorten immunosuppressiva op het optreden van cytomegalovirus (CMV)-infectie na nier-pancreastransplantatie. CMV is een veel voorkomende virusinfectie bij mensen met een verminderde afweer, en speelt mogelijk ook een rol bij het ontstaan van type 1 diabetes. Inderdaad bleek dat patiënten die met het breed werkzame ATG werden behandeld, eerder en zwaardere CMV-infecties krijgen dan patiënten die het meer selectief werkzame daclizumab kregen, terwijl beide de afstoting effectief onderdrukten.
CONCLUSIES De belangrijkste implicaties van het onderzoek in dit proefschrift worden beschreven in Hoofdstuk 8. T cellen zijn de belangrijkste veroorzakers van type 1 diabetes en zijn daarom het eerst aangewezen doelwit voor causale therapie. Verschillende vormen van immunotherapie zijn hiervoor beschikbaar en daarnaast relatief goedkoop, weinig belastend en veilig. Hun effectiviteit is echter vaak discutabel en dient verder onderzocht te worden. Bij het implementeren van deze therapieën moet men zich met name realiseren dat het voorkomen van een primaire (alloimmune) afstotingsrespons andere behandeling behoeft dan het ingrijpen in een al langer bestaande, autoimmune respons. Op transplantatie gebaseerde therapieën lijken effectiever, maar hebben met name te lijden onder het grote tekort aan donororganen. Daarnaast is in eilandtransplantatie de huidige immunosuppressie ontoereikend om auto-immuniteit afdoende te onderdrukken; ook hiervoor is nieuwe therapie noodzakelijk om het resultaat te verbeteren. Allo-immuniteit lijkt met name belangrijk wanneer de immunosuppressiva ontoereikend zijn. In dit proefschrift worden meerdere biomarkers geïdentificeerd die kunnen worden gebruikt om patiënten elk afzonderlijk optimaal te conditioneren wanneer zij in aanmerking komen voor een nieuwe therapievorm. Verder is onomstotelijk aangetoond dat voor daadwerkelijke genezing van type 1 diabetes met name verbeteringen in het bestrijden van auto-
Nederlandse samenvatting
immuniteit noodzakelijk zijn. Ook zijn methoden om de effectiviteit van immunotherapie bij mensen te meten ontwikkeld en gevalideerd. Dit kan een belangrijke bijdrage leveren aan het ontwikkelen van een betere, geïndividualiseerde therapie voor type 1 diabetes.
221
