SYLLABUS

PAOKC-cursus Klinische Chemie en Laboratoriumgeneeskunde

‘65+, JONG EN VITAAL’

Donderdag 28 juni 2012

Antropia, Driebergen

Nederlandse Vereniging voor KlinischeChemie en Laboratoriumgeneeskunde

PROGRAMMA

OCHTENDPROGRAMMA voorzitter Dr. J.W. Smit

10:00 10:15 Algemene InleidingDr. J.W. Smit

10.15 – 10.45 De kenmerken van familiaire langlevendheidDr. D. Van Heemst

10.45 – 11.15 Penopauze. Voorkomen, suppleren of accepteren?Dr. B.E.P.B. Ballieux

11.15 – 11.30 Koffie/thee en standbezoek

11.30 – 12.00 Diagnostiek van DVT en LE bij ouderenDr. F.J.L.M. Haas

12.00 – 12.30 Gezond ouder worden in een pro inflammatoire Westerse maatschappijProf.dr. F.A.J. Muskiet

12.30 – 13.00 Veroudering van het immuunsysteemProf.dr. A.M.H. Boots

13.00 – 14.00 Lunch en standbezoek

MIDDAGPROGRAMMA voorzitter Dr. M.M.J.F. Koenders

14.00 – 14.30 Telomeerlengte en verouderingProf.dr. P.M. Lansdorp

14.30 – 15.00 Behandelingen met Mesenchymale Stamcellen: Zeker en onzekerheden Dr. J.J. Zwaginga

15.00 – 15.15 Koffie/thee en standbezoek

15.15 – 15.45 Hoe functioneert het oudere brein?Dr. L.H.P. Eggermont

15.45 – 16.15 Neurodegeneratieve ziekten; eiwitschade en eiwitvouwingDr. E.A.A. Nollen

16.15 – 16.45 Neurodegeneratieve ziekte vanuit de klinische chemieDr. C.E. Teunissen

16.45 Afsluiting en borrel

1

SPREKERS

Dr. B.E.P.B. BallieuxKlinisch ChemicusUniversitair Medisch Centrum, Leiden

Prof.dr. A.M.H. BootsAfdelingshoofd Reumatologie en Klinische ImmunologieUniversitair Medisch Centrum, Groningen

Dr. L.H.P. EggermontAssistent professor Klinische NeuropsychologieVU Medisch Centrum, Amsterdam

Dr. F.J.L.M. HaasKlinisch Chemicus

Dr. D. Van HeemstAssociate professor OuderengeneeskundeLUMC, Leiden

Prof.dr. P.M. LansdorpWetenschappelijk DirecteurEuropean Research Institute on the Biology of Ageing, Groningen

Prof.dr. F.A.J. MuskietKlinisch ChemicusUniversitair Medisch Centrum, Groningen

Dr. E.A.A. NollenAssistent professor GeneticaUniversitair Medisch Centrum, Groningen

Dr. J.W. SmitKlinisch ChemicusLab Noord, Groningen

Dr. C.E. TeunissenAfdelingshoofd Neurologisch LaboratoriumVU Medisch Centrum, Amsterdam

Dr. J.J. ZwagingaHematoloog afd. Immunohematologie en bloedtransfusie/transfusiespecialist Jon J van Rood Centerfor Clinical Transfusion Medicine ResearchUniversitair Medisch Centrum, Leiden

2

ORGANISATIE

Dr. J.W. SmitLabNoord, Groningen

Prof.dr. I.P. KemaUniversitair Medisch Centrum, Groningen

Dr. H. De WaardRijnstate, Arnhem

Mw.dr. B.S. JakobsSt. Elisabeth Ziekenhuis, Tilburg

Mw.dr. M.M.J.F. KoendersSt. Elisabeth Ziekenhuis, Tilburg

3

SPONSORS

Deze PAOKC 65+, jong en vitaal wordt mede mogelijk gemaakt door bijdragen van de volgendesponsors:

Abbott Diagnostics

Beckman Coulter B.V.

Instruchemie

Siemens Healthcare Diagnostics B.V.

Sysmex Nederland B.V.

Thermo Scientific Biomarkers

4

INHOUD 

                                                                 Pag.  

Algemene inleiding Dr. J.W. Smit                                                        6  De kenmerken van familiaire langlevendheid Dr. D. van Heemst                                                    8  Penopauze. Voorkomen, suppleren of accepteren? Dr. B.E.P.B. Ballieux                                                    11  Diagnostiek van DVT en LE bij ouderen Dr. F.J.L.K. Haas                                                      13  De opmaat voor het insulineresistentiesyndroom en sequelae Behorend bij de voordacht getiteld ‘Gezond ouder worden in een pro‐inflammatoire  Westerse maatschappij’ Prof.dr. F.A.J. Muskiet                                                  21  Veroudering van het immuunsysteem Prof.dr. A.M.H. Boots                                                  28  Telomeerlengte en veroudering Prof.dr. P.M. Lansdorp                                                  29  Mesenchymale stromaleceltherapie: zeker‐ en onzekerheden Behorend bij de voordacht getiteld ‘Behandelingen met Mesenchymale Stamcellen:  zeker‐ en onzekerheden’ Dr. J.J. Zwaginga                                                      31  Hoe functioneert het oudere brein? Dr. L.H.P. Eggermont                                                  38  Neurodegeneratieve ziekten; eiwitschade en eiwitvouwing Dr. E.A.A. Nollen                                                      41  Neurodegeneratie vanuit klinisch chemisch perspectief 

Behorend bij de voordracht getiteld ‘Neurodegeneratieve ziekte vanuit de klinische chemie’ Dr. C.E. Teunissen                                                    42 

5

ALGEMENE INLEIDING

Dr. J.W. Smit, klinisch chemicus

Op 20 september 2012 is de Nederlandse Vereniging voor Klinische Chemie (NVKC) 65 jaar.

Daarmee behoort ze tot de “babyboomgeneratie”, hetgeen inhoudt dat de NVKC, evenals

diegene die net na de tweede wereldoorlog werd geboren, de pensioengerechtigde leeftijd

nadert. Het verschil tussen de vereniging NVKC en deze 65 jarige is gelegen in de continue

input die de NVKC ondergaat van nieuwe leden en ontwikkelingen. Helaas ontbeert het

menselijk lichaam een dergelijke vorm van regeneratie, waardoor het veroudert.

De levensverwachting van de mens is de afgelopen eeuw aanzienlijk gestegen. Echter, de

cijfers van het CBS laten ons zien dat dit gepaard gaat met een daling van het aantal jaren

zonder chronische ziektes, hetgeen betekent dat we steeds langer leven met chronische

ziektes. Dat is geen prettig vooruitzicht voor de jongere generaties en het gaat ook nog eens

hand in hand met een stijging van de kosten van de gezondheidszorg. De brandende vraag is

hoe we dit tij kunnen keren: op welke wijze kunnen we gezond(er) oud worden?

Klinische chemie is de wetenschap die zich bezighoudt met het meten van cellen en

moleculen in lichaamsvloeistoffen. Het vakgebied levert daarbij een belangrijke bijdrage aan

de gezondheidszorg, zowel in de 1e, 2e als 3e lijn. Door het toenemende belang van

(secundaire) preventie van chronische ziektes en ons inzicht in het verouderingsproces

ontstaat binnen de klinische chemie een nieuw aandachtsgebied, waarbij de nadruk ligt op

leefstijlfactoren en het bepalen en monitoren van prognostische markers. Of we in dat

kader gebaat zijn met onze vertrouwde “referentiewaarden” is maar zeer de vraag. Want is

het verouderingsproces nu fysiologie of pathofysiologie: hoe ziet een “gezonde oudere” er

eigenlijk uit? En staat ook in deze ons brein het hoogst in de hiërarchie, ten koste van het

“disposable soma”? Sterven we uiteindelijk vanwege een verzwakt immuunsysteem en zo ja

betekent dit dat we infecties en inflammatie nog zorgvuldiger moeten voorkomen en

behandelen? De klinische chemie is bij uitstek in staat om gegevens in beeld te brengen

over de voeding van de individuele patiënt, maar mogelijk eveneens over zijn bacteriële

flora en zijn mate van fysieke activiteit, slaaptekort en chronische stress. Inzake de

diagnostiek zijn reeds goede resultaten geboekt in de vroege opsporing van de ziekte van

Alzheimer, maar het zou nog beter zijn als we deze markers nooit hoeven te gebruiken.

6

De tijd zal het leren of we daarvoor ons heil moeten zoeken in het verlengen van onze

telomeren of in de regeneratie van onze weefsels door middel van stamcellen.

Ter gelegenheid van het 65 jarige jubileum van de NVKC is voor deze PAOKC het thema

“veroudering” gekozen. Hierbij wordt het thema in zijn breedste zin onder de loep

genomen. Naast de vele theorieën die het fenomeen “veroudering” kent wordt ruim

aandacht besteed aan de factoren die veroudering kunnen vertragen en hoe we de

schijnbaar onlosmakelijke chronische invaliderende ziektes in een vroeg stadium kunnen

opsporen.

7

DE KENMERKEN VAN FAMILIAIRE LANGLEVENDHEID

D. van Heemst, bioloog

Onze levensverwachting is de afgelopen eeuw aanzienlijk gestegen. Echter, er bestaan nog

steeds grote inter individuele verschillen in de leeftijd van overlijden. Gedacht wordt dat de

volgende drie factoren, elk in ongeveer gelijke mate, bijdragen aan de inter individuele

verschillen in levensduur: toeval, omgeving/leefstijl en genen.

De analyse van de rol van genen in langlevendheid heeft in de jaren negentig van de vorige

eeuw een vlucht genomen toen bleek dat veel langlevende rondwormen hun

langlevendheid te danken hadden aan puntmutaties in genen van de insuline/IGF 1

signaaltransductie route. Vervolgens bleek dat mutaties in genen van de insuline/IGF 1

signaaltransductie route ook tot langlevendheid konden leiden in andere soorten,

waaronder de fruitvlieg en de muis. Een belangrijk kenmerk van langlevende muizen met

een verminderde activiteit van de insuline/IGF 1 signaaltransductie route is een verhoogde

gevoeligheid voor het hormoon insuline en lagere nuchtere bloedsuiker spiegels.

Ook bij de mens bestaat overtuigend bewijs dat langlevendheid vaker voorkomt in bepaalde

families. Dit suggereert een genetische basis voor langlevendheid. Om meer inzicht te

krijgen in de biologie achter gezonde veroudering bestuderen wij in de Leiden Lang Leven

Studie de kenmerken van uitzonderlijk langlevende families. De Leiden Lang Leven Studie

bestaat uit 421 families. Aan de basis van elke familie staat een generatie van broers en/of

zussen waarvan er minimaal twee negentig jaar of ouder zijn. Uit ons onderzoek blijkt dat de

eerstegraads familieleden van deze langlevende broer of zusparen gemiddeld een

overlevingsvoordeel van 30% hebben in vergelijking met de algemene bevolking. Ook

hebben wij gevonden dat de kinderen van deelnemers van negentig jaar en ouder een

aanzienlijk kleinere kans hebben op een myoinfarct, hypertensie en vooral diabetes mellitus

type II.

Een verdere vergelijking van de kinderen van langlevende broer of zusparen met hun

partners in de Leiden Langleven Studie suggereert dat langlevendheid bij de mens ook

8

gekenmerkt worden door verschillen in de regulatie van de suikerstofwisseling. De kinderen

van langlevende broer of zusparen hebben relatief lagere bloedsuikergehaltes en

bloedinsuline gehaltes. Daarnaast hebben zij een betere glucose tolerantie en zijn zij

gevoeliger voor het hormoon insuline. Opmerkelijk is dat deze verschillen gevonden worden

ondanks afwezigheid in verschillen in de klassieke risicofactoren voor insulineresistentie. De

kinderen van langlevende broer of zusparen en hun partners zijn vergelijkbaar wat betreft

lichaamsgewicht, lichaamsbeweging, voedingsgewoontes en subklinische ontsteking. De

observatie dat insuline gevoeligheid positief is geassocieerd met de behaalde leeftijd van de

ouders (zie figuur) onderstreept het familiare aandeel in deze eigenschap.

Ons huidige onderzoek richt zich op het ontrafelen van de rol van het brein in het

suikermetabolisme en op interventies die tot doel hebben de regulatie van het suiker

metabolisme te verbeteren.

gemiddelde leeftijd ouders

insuline gevoeligheid

Wijsman et al. Aging Cell 2011

9

Referenties

1. Westendorp RG, van Heemst D, Rozing MP, Frolich M, Mooijaart SP, Blauw GJ, BeekmanM, Heijmans BT, de Craen AJ, Slagboom PE. Nonagenarian Siblings and Their OffspringDisplay Lower Risk of Mortality and Morbidity than Sporadic Nonagenarians: The LeidenLongevity Study. J Am Geriatr Soc. 2009; 57: 1634 1637.

2. Rozing MP, Westendorp RG, Frolich M, de Craen AJ, Beekman M, Heijmans BT,Mooijaart SP, Blauw GJ, Slagboom PE, van Heemst D. Human insulin/IGF 1 and familiallongevity at middle age. Aging. 2009; 1: 714 722.

3. Rozing MP, Westendorp RG, de Craen AJ, Frolich M, De Goeij MCM, Heijmans BT,Beekman M, Wijsman CA, Mooijaart SP, Blauw GJ, Slagboom PE, van Heemst D. Lowerprevalence of metabolic syndrome and favourable glucose tolerance in non diabeticoffspring of nonagenarian siblings. J Am Geriatr Soc. 2010; 58 :564 9.

4. van Heemst, D. Insulin, IGF 1 and longevity. Aging Dis. 2010 Oct;1(2):147 57.5. Wijsman CA, Rozing MP, Streefland TCM, le Cessie S, Mooijaart SP, Slagboom PE,

Westendorp RG, Pijl H, van Heemst D. Familial longevity is marked by enhanced insulinsensitivity. Aging Cell, 2010; 10:114 121.

6. Slagboom, PE, Beekman, M, Passtoors, WM, J. Deelen, J, Vaarhorst, AAM, Boer, JM, vanden Akker, EB, van Heemst, D, de Craen, AJM, Maier, AB, Rozing, M, Mooijaart, SP,Heijmans, BT, Westendorp, RGJ. Genomics of human longevity. Philos Trans R Soc LondB Biol Sci., 2011; 366: 35 42.

7. Wijsman C, van Opstal A, Kan H, Maier A, Westendorp R, Slagboom E, Webb A,Mooijaart S, van Heemst D. Proton magnetic resonance spectroscopy shows a lowerintramyocellular lipid accumulation in middle ages subjects predisposed to familiallongevity. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012 Feb;302(3):E344 8.

10

“PENOPAUZE”. VOORKOMEN, SUPPLEREN OF ACCEPTEREN?

Dr.ir. B.E.P.B. Ballieux, klinisch chemicus

Sinds in de begin jaren 70 de eerste immunoassays voor Testosteron (T) beschikbaar

kwamen is in vele crossectionele studies aangetoond dat de testosteron concentratie in

ouder wordende mannen afneemt en met name versneld afneemt na het 60e levensjaar.

Later zijn ook longitudinale studies uitgevoerd die deze afname laten zien. Hoewel uit

dergelijke observationele studies geen causaal verband kan worden afgeleid, heeft dit toch

geleid tot de zogenaamde Andropause hypothese en zijn er richtlijnen opgesteld voor de

behandeling van mannen met androgeen deficiëntie (AD) met T (1).

Deze afname van testosteronconcentratie gaat samen met (niet specifieke) klinische

symptomen van AD, die echter niet diagnostisch zijn voor AD. Naar analogie van

ziektebeelden met een overduidelijk hormoontekort, zoals iatrogene androgeen deficiëntie

en (vroegtijdige) menopauze, suggereert dit, dat AD gerelateerde symptomen een reversibel

deel vormen van de algemene afname van lichaamsfuncties en sexuele functies bij de

verouderende man. Dit heeft de deur geopend voor talloze studies naar de effecten van

androgeen suppletie met zeer wisselende resultaten.

Omdat de andropause theorie nooit door longitudinale studies is onderbouwd is er ruimte

voor alternatieve hypotheses. In een zeer recente crossectionele studie onder mannen met

een zelf gerapporteerde goede of zeer goede gezondheid wordt geen significante afname

van T met toenemende leeftijd gevonden (2). Wel was een relatie met obesitas, roken en

vasten gevonden. Ook wordt in 80 plussers een stijging in LH en al iets eerder in FSH

gevonden, mogelijk als compensatie van beperkte afname van Leydigcel functie. Deze studie

suggereert, dat T niet afneemt met leeftijd per se maar dat T afname gerelateerd is aan co

morbiditeiten, die ontstaan gedurende het ouder worden.

Een belangrijke relatie lijkt te bestaan tussen de afname van T en obesitas. Het oorzakelijke

verband lijkt hierbij tweezijdig. Obesitas en de daarbij horende symptomen van het

metabool syndroom hebben mogelijk een effect op de T concentratie, maar een verlaagd T

11

lijkt mogelijk ook bij te dragen aan obesitas en parameters van het metabool syndroom,

zoals insulineresistentie. Met name T waarden onder de 8 nmol/L zijn geassocieerd met

visceraal vet ophoping, inflammatie en insuline resistentie (3).

In verschillende studies is zowel een verhoogd als een verlaagd LH en/of FSH gevonden bij

mannen met AD en het metabool syndroom. Dit zou dus zowel kunnen wijzen op een

primair gonadaal falen als op hypothalame dysfunctie. De relatie van beide mechanismen

met de ernst van het T defect, de mate van insuline resistentie en obesitas dient verder

onderzocht te worden.

De behandeling van mannen met AD is ook nog niet voldoende wetenschappelijk

onderbouwd. Effecten van suppletie op sexueel functioneren, obesitas en metabool

syndroom hangen sterk af van de mate van AD, de dosis en toedieningsvorm en de

comorbiditeiten van de behandelde mannen. Ook de risico’s van suppletie bij oudere

mannen, met name op het ontstaan van prostaatcarcinoom zijn nog niet duidelijk. Dit alles

vraagt om geblindeerde gerandomizeerde studies, die gebruik maken van nauwkeurige

specifieke testosteron assays, die herleidbaar zijn naar de IFCC referentiemethode.

Referenties1. Bhasin S et al. Task Force, Endocrine Society. Testosterone therapy in men with

androgen deficiency syndromes: an Endocrine Society clinical practice guideline.J Clin Endocrinol Metab. 2010 Jun;95(6):2536 59

2. Sartorius G et al. Serum Testosterone, Dihydrotestosterone and Estradiol Concentrationsin Older Men Self Reporting Very Good Health: The Healthy Man Study. Clin Endocrinol(Oxf). 2012 in press

3. Tajar A et al. The EMAS group. Characteristics of Androgen Deficiency in Late OnsetHypogonadism: Results from the European Male Aging Study (EMAS). J Clin EndocrinolMetab. 2012 May;97(5):1508 1516.

12

De Sentinel FOB GOLD test bepaalt humaan hemoglobine kwantitatief in faeces op de

courante chemie analyzers.

De immunodiagnostische FOB GOLD kit geeft sensitieve, accurate en reproduceerbare

resultaten. De basis is een antigen-antilichaam reactie tussen het humaan hemoglobine

en een polyclonale antilichamen op polystyreen partikels.

De analyse laat toe verschillende cut-offs te gebruiken.

Een dieet is overbodig vanwege de specificiteit voor humaan hemoglobine.

Daarenboven zorgt de buffer voor een stabiel resultaat tot 8 dagen.

FOB GOLDVoor alle klinisch chemie analyzers

Sysmex Nederland B.V.Ecustraat 11, 4879 NP Etten-Leur

Telefoon +31 (0)76 5086000 - Fax +31 (0)76 5086086

info@sysmex.nl . www.sysmex.nl

DIAGNOSTIEK VAN DVT EN LE BIJ OUDEREN

F.J.L.M. Haas, klinisch chemicus

Inleiding

De vorming van een stolsel (trombose) is het resultaat van een onbalans tussen

procoagulante, anticoagulante en fibrinolytische factoren in de slagaders of aders. In het

geval van veneuze trombose is deze onbalans en stolselvorming vaak te wijten aan acute en

voorbijgaande risicofactoren. De symptomen kunnen plotseling of met een vertraging van

enkele dagen of zelfs weken optreden. Veneuze trombo embolie (VTE) is een

gemeenschappelijke noemer, met inbegrip van oppervlakkige of diepe veneuze trombose

(DVT) van het been en longembolie (LE). VTE is een van de meest voorkomende hart en

vaatziekten in de geïndustrialiseerde landen, waar ongeveer 5% van alle mensen tijdens hun

leven mee te maken hebben [1,2].

De gemiddelde Nederlandse cijfers van een fatale afloop over de jaren 2000 2010 waren

voor mannen resp. vrouwen in het geval van DVT 7 en 4, voor LE 190 en 300

(http://statline.cbs.nl). Echter, vooral LE is een vaak gemiste diagnose: 22% van de LE

gevallen wordt niet gediagnosticeerd voor het overlijden van de patiënt. De vroege

mortaliteit van DVT is lager, 1 en 7 daagse overleving van 97,0% en 96,2%, dan de vroege

mortaliteit van LE, 1 en 7 daagse overleving van 63,6% en 59,1% [3].

Er is een sterke leeftijdsafhankelijkheid van VTE, zoals is aangetoond in drie grote studies uit

Frankrijk, de VS en Noorwegen [4 6], van 1 op 100.000 per jaar in de kinderleeftijd tot bijna

1 op de 100 bij de ouderen. Van de patiënten met VTE is bijna 70% ouder dan 60 jaar en

bijna 25% is ouder dan 80 jaar [7]. De meeste patiënten met VTE zijn man. Alleen in de

reproductieve periode van de vrouw (20 45 jaar), is het aantal vrouwelijke patiënten

groter. Of het geslacht een onafhankelijke risicofactor is voor de eerste en/of recidief VTE, is

echter niet volledig duidelijk [8].

Diagnose en uitsluiting van DVT

Trombose is het gevolg van stolling, met als belangrijkste stap de enzymatische omzetting

van fibrinogeen in fibrine monomeren (FM) door trombine. De trombus wordt verwijderd

door de enzymatische omzetting van het fibrinenetwerk door plasmine (fibrinolyse) in

13

fibrine afbraakproducten (FbDP). In sommige klinische situaties is er ook een enzymatische

afbraak van fibrinogeen door bijvoorbeeld elastase (fibrinogenolyse) in fibrinogeen

afbraakproducten (FgDP). Een nadere analyse van het bloedstollingproces is zinvol om

informatie te verzamelen over de vorming of aanwezigheid van een trombus (figuur 1).

Een van de belangrijkste fibrineafbraakproducten is het D dimeer molecuul. De

aanwezigheid van D dimeren is bewijzend voor de aanwezigheid van zowel stolling als ook

fibrinolyse.

Met de ontwikkeling van specifieke monoklonale antilichamen tegen epitopen van het D

dimeer molecuul werd het bepalen van de D dimeer waarden haalbaar [9]. De eerste D

dimeer testen waren kwalitatieve testen [10], gevolgd door kwantitatieve ELISA [11]. Omdat

de ELISA bepaling zeer arbeidsintensief is, is dit type D dimeer bepaling alleen geschikt voor

het gebruik in studies. Met de lancering van de Vidas ® ELFA (een zogenaamde snelle ELISA)

[12] en de latex D dimeer bepalingen, beide gemeten op de speciale instrumenten of

analyzers, werd de toepassing van de D dimeer bepalingen in de directe patiëntenzorg

mogelijk [13].

Figuur 1. Vereenvoudigd stollingsschema

TPA = weefsel plasminogeen activator

14

Nadere informatie over het stollingsschema kan worden verkregen door meting van:• trombine (trombine generatie test)• fibrinemonomeer (FM)• fibrine afbraakproducten (FbDP)• fibrinogeen afbraakproducten (FgDP)Het bepalen van de D dimeer heeft zich inmiddels bewezen als een zeer nuttig instrument in

de diagnostische procedure van VTE. Verschillende D dimeer bepalingen zijn geëvalueerd

voor de diagnose van VTE. De algemene conclusie is dat de combinatie van de sensitiviteit

en specificiteit niet hoog genoeg is om VTE basis van alleen de resultaten van een D

dimeerbepaling te kunnen uitsluiten [14 25]. Met een sensitiviteit lager dan 100% voor bijna

alle D dimeer bepalingen is er een klein maar onaanvaardbaar risico voor het naar huis

sturen van patiënten met de verdenking van een VTE. De relatief lage specificiteit van de

meeste D dimeer bepalingen resulteert in de noodzaak van aanvullend onderzoek om VTE

uit te sluiten. Daarom wordt de combinatie van D dimeer bepaling en een score van een

klinische beslisregel (CDR) gebruikt. Wells heeft een CDR geïntroduceerd, in eerste instantie

met een score op drie niveaus (laag, matig en hoog) [26], later vereenvoudigd tot twee

niveaus (onwaarschijnlijk en waarschijnlijk) [27]. Bij patiënten met verhoogde D dimeer

waarden of een verhoogde CDR score, extra beeldvormende procedures nodig zijn. De

Well’s CDR is alleen gevalideerd voor poliklinische patiënten. Voor de Nederlandse eerste

lijn zorg, is een aangepaste beslisregel ontwikkeld en geëvalueerd [28,29].

D dimeer waarden zijn niet alleen verhoogd bij patiënten met VTE. Veel niet pathologische

condities, bijvoorbeeld hoge leeftijd of een operatie, als ook pathologische condities,

bijvoorbeeld ontsteking of maligniteit, zijn geassocieerd met verhoogde D dimeer waarden

[30]. Daarom is het noodzakelijk de bijdrage van de klinische chemie in het diagnostisch

onderzoek van VTE te verbeteren.

Mogelijkheden voor verbetering van de diagnostiek

Het doel is de verbetering van de klinische chemische technieken, gebruikt in de

diagnosestelling van patiënten verdacht voor DVT, met als resultaat het veilig uitsluiten van

DVT en een vermindering van de vals positieve resultaten. Om deze doelstelling te

realiseren, moet de specificiteit van de gebruikte techniek(en) worden verhoogd zonder

verlaging van de sensitiviteit van 100%.

Deze vermindering van vals positieve resultaten kan worden bereikt door:

15

• meer specifieke bepalingen; evaluatie van de huidige en nieuwe laboratoriumbepalingen,

het meten van de vorming van tussen of eindproducten van stolling (figuur 1),

• de combinatie van deze nieuwe bepalingsresultaten met de D dimeer waarde als tweede

beslissingscriterium of correctie van de D dimeer waarde,

• het veranderen van de cut off waarde van de D dimeer bepaling in speciale patiënten

subgroepen.

Omdat bij ouderen het hoogste aantal valse positieve resultaten wordt verkregen, is

specifiek naar deze groep patiënten gekeken.

Net als de D dimeer bepaling, dienen de aanvullende bepalingen beschikbaar te zijn in een

routine laboratorium setting, 24 uur per dag met een aanvaardbare doorlooptijd. Een

andere voorwaarde is dat de gekozen en geëvalueerde bepalingen commercieel verkrijgbaar

moeten zijn.

Voor alle hieronder genoemde evaluatiestudies werd de patiënt database gebruikt van een

management studie van onderzoek naar het gebruik van de Tina quant® D dimeer bepaling

in combinatie met de Wells score in het uitsluiten van DVT bij symptomatische poliklinische

patiënten [31].

Voor een overzicht van de D dimeer bepaling in relatie tot DVT en LE, gebaseerd op CBO

Richtlijn Diagnostiek, Preventie en Behandeling van veneuze trombo embolie en Secundaire

Preventie van arteriële trombose, zie [32,33].

Het gebruik van heparine plasma in plaats van het standaard citraat plasma voor het

bepalen van D dimeer is onderzocht [34]. De mogelijkheid van het gebruik van heparine

plasma is van groot logistiek belang, omdat de doorlooptijd van de D dimeer bepaling kan

worden verkort en daarmee de bruikbaarheid als diagnostisch hulpmiddel kan worden

vergroot.

De Tina quant® D dimeer bepaling, gebruikt in de management studie [31], is vergeleken

met vier D dimeerbepalingen in termen van sensitiviteit, specificiteit en vergelijkbaarheid

[35].

De bruikbaarheid van de resultaten van de D dimeer bepaling in combinatie met de Wells

score bij ouderen is nader onderzocht [36]. Omdat de D dimeer waarde stijgt met toename

van de leeftijd en dus de specificiteit afneemt, betekent dat een vermindering van de

klinische toepasbaarheid bij ouderen. De combinatie van de D dimeer bepaling met de CDR

score is dus niet goed bruikbaar in het uitsluiten van VTE bij ouderen. Daarom is de bijdrage

16

van de andere tussen en eindproducten van stollingsproces (figuur 1) onderzocht. De

resultaten van twee kwantitatieve FM bepalingen in combinatie met de Tina quant D

dimeerbepaling en CDR score in het diagnostisch onderzoek zijn nader geëvalueerd [37].

Conform de CBO richtlijn wordt een vaste drempelwaarde voor de D dimeer gebruikt

(ongeacht de leeftijd van de patiënt). Een hogere specificiteit (minder valse positieve

resultaten) kan worden verkregen door het gebruik van leeftijdsafhankelijke cut off

waarden. De InnovanceTM D dimeer bepaling is vergeleken met de Tina quant en STA Liatest

bepaling, met bijzondere nadruk op de resultaten van leeftijdsafhankelijke cut off waarden

[38].

Stolling resulteert ook in de vorming van trombine. Daarom is onderzoek naar de

diagnostische waarde van de trombine generatie bepaling (TGA) bij patiënten met

verdenking van VTE van groot belang. De TGA volgens Hemker [39 41] is niet mogelijk voor

routinematig patiëntonderzoek door de hoge turn around time en de noodzaak van

gespecialiseerde analisten. Nieuwe TGA’s, zoals de Endogene Trombine Potentiaal

(Innovance ® ETP), hebben geen last van deze problemen. Daarom kunnen ze worden

gebruikt voor routinematige toepassingen [42,43]. De Innovance ® ETP is geëvalueerd als

enkelvoudige bepaling en in combinatie met de standaard procedures van het diagnostisch

onderzoek van VTE (D dimeer en CDR), met name bij ouderen [44].

Het is bekend dat sommige TGA’s gevoelig zijn voor trombofilie factoren. De relatie tussen

de ETP parameters en de meest voorkomende trombofilie risicofactoren is onderzocht bij

DVT negatieve en DVT positieve patiënten [45].

Eindproducten van het stollingsproces (figuur 1), zoals het specifieke fibrinogeen elastase

afbraakproduct (FgEDP) en een ander fibrine afbraakproduct dan D dimeer (FbDP), kunnen

mogelijk ook een rol spelen in de diagnostische procedure van VTE. De resultaten van

metingen van deze producten, alleen of in combinatie met enkele D dimee rbepalingen

worden geëvalueerd [46].

Gebaseerd op:

Inleiding Contribution of clinical chemistry in the diagnostic procedure of deep venous

thrombosis, (proefschrift 2012)

17

Referenties1. Spencer FA, Emery C, Lessard D, Anderson F, Emani S, Aragam J, Becker RC, Goldberg RJ.

The Worcester Venous Thromboembolism study: a population based study of theclinical epidemiology of venous thromboembolism. J Gen Intern Med 2006; 21: 722 727.

2. Wells PS. Integrated strategies for the diagnosis of venous thromboembolism. J ThrombHaemost 2007; 5 Suppl 1: 41 50.

3. Heit JA, Silverstein MD, Mohr DN, Petterson TM, O'Fallon WM, Melton LJ, III. Risk factorsfor deep vein thrombosis and pulmonary embolism: a population based case controlstudy. Arch Intern Med 2000; 160: 809 815.

4. Cushman M, Tsai AW, White RH, Heckbert SR, Rosamond WD, Enright P, Folsom AR.Deep vein thrombosis and pulmonary embolism in two cohorts: the longitudinalinvestigation of thromboembolism etiology. Am J Med 2004; 117: 19 25.

5. Naess IA, Christiansen SC, Romundstad P, Cannegieter SC, Rosendaal FR, HammerstromJ. Incidence and mortality of venous thrombosis: a population based study. J ThrombHaemost 2007; 5: 692 699.

6. Oger E. Incidence of venous thromboembolism: a community based study in WesternFrance. EPI GETBP Study Group. Groupe d'Etude de la Thrombose de BretagneOccidentale. Thromb Haemost 2000; 83: 657 660.

7. Rosendaal FR, Hylckama Vlieg A, Doggen CJ. Venous thrombosis in the elderly. J ThrombHaemost 2007; 5 Suppl 1: 310 317.

8. Tormene D, Ferri V, Carraro S, Simioni P. Gender and the risk of venousthromboembolism. Semin Thromb Hemost 2011; 37: 193 198.

9. Rylatt DB, Blake AS, Cottis LE, Massingham DA, Fletcher WA, Masci PP, Whitaker AN,Elms M, Bunce I, Webber AJ, . An immunoassay for human D dimer using monoclonalantibodies. Thromb Res 1983; 31: 767 778.

10. Greenberg CS, Devine DV, McCrae KM. Measurement of plasma fibrin D dimer levelswith the use of a monoclonal antibody coupled to latex beads. Am J Clin Pathol 1987; 87:94 100.

11. Bounameaux H, Cirafici P, De MP, Schneider PA, Slosman D, Reber G, Unger PF.Measurement of D dimer in plasma as diagnostic aid in suspected pulmonary embolism.Lancet 1991; 337: 196 200.

12. Pittet JL, De MP, Reber G, Durand C, Villard C, Piga N, Rolland D, Comby S, Dupuy G.VIDAS D dimer: fast quantitative ELISA for measuring D dimer in plasma. Clin Chem1996; 42: 410 415.

13. Kario K, Matsuo T, Kabayashi H, Matsuo M, Yamamoto K, Sakurai G, Baba M. Rapidquantitative evaluation of plasma D dimer levels in thrombotic states using anautomated latex photometric immunoassay. Thromb Res 1992; 66: 179 189.

14. Brill Edwards P, Lee A. D dimer testing in the diagnosis of acute venousthromboembolism. Thromb Haemost 1999; 82: 688 694.

15. Dempfle CE. Use of D dimer assays in the diagnosis of venous thrombosis. SeminThromb Hemost 2000; 26: 631 641.

16. Dempfle CE. Validation, calibration, and specificity of quantitative D dimer assays. SeminVasc Med 2005; 5: 315 320.

18

17. Di Nisio M, Squizzato A, Rutjes AW, Buller HR, Zwinderman AH, Bossuyt PM. Diagnosticaccuracy of D dimer test for exclusion of venous thromboembolism: a systematicreview. J Thromb Haemost 2007; 5: 296 304.

18. Goodacre S, Sampson FC, Sutton AJ, Mason S, Morris F. Variation in the diagnosticperformance of D dimer for suspected deep vein thrombosis. QJM 2005; 98: 513 527.

19. Gosselin RC, Owings JT, Kehoe J, Anderson JT, Dwyre DM, Jacoby RC, Utter G, Larkin EC.Comparison of six D dimer methods in patients suspected of deep vein thrombosis.Blood Coagul Fibrinolysis 2003; 14: 545 550.

20. Heim SW, Schectman JM, Siadaty MS, Philbrick JT. D dimer testing for deep venousthrombosis: a metaanalysis. Clin Chem 2004; 50: 1136 1147.

21. Janssen MC, Verbruggen H, Wollersheim H, Hoogkamer B, van LH, Novakova IR. D dimerdetermination to assess regression of deep venous thrombosis. Thromb Haemost 1997;78: 799 802.

22. Kelly J, Rudd A, Lewis RR, Hunt BJ. Plasma D dimers in the diagnosis of venousthromboembolism. Arch Intern Med 2002; 162: 747 756.

23. Larsen TB, Stoffersen E, Christensen CS, Laursen B. Validity of D dimer tests in thediagnosis of deep vein thrombosis: a prospective comparative study of threequantitative assays. J Intern Med 2002; 252: 36 40.

24. Stein PD, Hull RD, Patel KC, Olson RE, Ghali WA, Brant R, Biel RK, Bharadia V, Kalra NK. Ddimer for the exclusion of acute venous thrombosis and pulmonary embolism: asystematic review. Ann Intern Med 2004; 140: 589 602.

25. van der Graaf F., van den Borne H., van der Kolk M., de Wild PJ, Janssen GW, van UumSH. Exclusion of deep venous thrombosis with D dimer testing Comparison of 13 Ddimer methods in 99 outpatients suspected of deep venous thrombosis usingvenography as reference standard. Thromb Haemost 2000; 83: 191 198.

26. Wells PS, Hirsh J, Anderson DR, Lensing AW, Foster G, Kearon C, Weitz J, D'Ovidio R,Cogo A, Prandoni P. Accuracy of clinical assessment of deep vein thrombosis. Lancet1995; 345: 1326 1330.

27. Wells PS, Anderson DR, Rodger M, Forgie M, Kearon C, Dreyer J, Kovacs G, Mitchell M,Lewandowski B, Kovacs MJ. Evaluation of D dimer in the diagnosis of suspected deepvein thrombosis. N Engl J Med 2003; 349: 1227 1235.

28. Janssen KJ, van der Velde JF, Ten Cate AJ, Prins MH, van Weert HC, Stoffers HE, BullerHR, Oudega R, Hoes AW, Toll DB, Moons KG. Optimisation of the diagnostic strategy forsuspected deep vein thrombosis in primary care. Thromb Haemost 2011; 105: 154 160.

29. Oudega R, Hoes AW, Toll DB, Moons KG. The value of clinical findings and D dimer testsin diagnosing deep vein thrombosis in primary care. Semin Thromb Hemost 2006; 32:673 677.

30. Siragusa S. D dimer testing: advantages and limitations in emergency medicine formanaging acute venous thromboembolism. Intern Emerg Med 2006; 1: 59 66.

31. Schutgens RE, Ackermark P, Haas FJ, Nieuwenhuis HK, Peltenburg HG, Pijlman AH, PruijmM, Oltmans R, Kelder JC, Biesma DH. Combination of a normal D dimer concentrationand a non high pretest clinical probability score is a safe strategy to exclude deepvenous thrombosis. Circulation 2003; 107: 593 597.

32. Richtlijn Diagnostiek, preventie en behandeling van veneuze trombo embolie ensecundaire preventie van arteri‰le trombose. Van Zuiden Communications B.V., 2008.

33. Haas F.J., van Wijk E.M., and Ponjee G.A. De diagnostische waarde van de Ddimeerbepaling. Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 33[4], 232 238. 2008.

19

34. Schutgens RE, Haas FJ, Ruven HJ, Spannagl M, Horn K, Biesma DH. No influence ofheparin plasma and other (pre)analytic variables on D dimer determinations. Clin Chem2002; 48: 1611 1613.

35. Schutgens RE, Haas FJ, Gerritsen WB, van der Horst FA, Nieuwenhuis HK, Biesma DH. Theusefulness of five D dimer assays in the exclusion of deep venous thrombosis. J ThrombHaemost 2003; 1: 976 981.

36. Schutgens RE, Haas FJ, Biesma DH. Reduced efficacy of clinical probability score and Ddimer assay in elderly subjects suspected of having deep vein thrombosis. Br J Haematol2005; 129: 653 657.

37. Schutgens RE, Haas FJ, Agterof MJ, Vos M, Biesma DH. The role of fibrin monomers inoptimizing the diagnostic work up of deep vein thrombosis. Thromb Haemost 2007; 97:807 813.

38. Haas FJ, Schutgens RE, Biesma DH. An age adapted approach for the use of D dimers inthe exclusion of deep venous thrombosis. Am J Hematol 2009; 84: 488 491.

39. Baglin T. The measurement and application of thrombin generation. Br J Haematol 2005;130: 653 661.

40. Hemker HC, Al Dieri R, de Smedt E, Beguin S. Thrombin generation, a function test of thehaemostatic thrombotic system. Thromb Haemost 2006; 96: 553 561.

41. Mann KG, Brummel K, Butenas S. What is all that thrombin for? J Thromb Haemost 2003;1: 1504 1514.

42. Devreese K, Wijns W, Combes I, van Kerckhoven S, Hoylaerts MF. Thrombin generationin plasma of healthy adults and children: chromogenic versus fluorogenic thrombogramanalysis. Thromb Haemost 2007; 98: 600 613.

43. Eichinger S, Hron G, Kollars M, Kyrle PA. Prediction of recurrent venousthromboembolism by endogenous thrombin potential and d dimer. Clin Chem 2008; 54:2042 2048.

44. Haas FJ, Schutgens RE, Kluft C, Biesma DH. A thrombin generation assay may reduce theneed for compression ultrasonography for the exclusion of deep venous thrombosis inthe elderly. Scand J Clin Lab Invest 2011; 71: 12 18.

45. Haas FJ, Kluft C, Biesma DH, Schutgens RE. Patients with deep venous thrombosis andthrombophilia risk factors have a specific prolongation of the lag time in a chromogenicthrombin generation assay. Blood Coagul Fibrinolysis 2011; 22: 506 511.

46. Haas F.J., Schutgens R.E., Biesma D.H., Laterveer Vreeswijk G.H., and Kluft C. Analysis ofspecific sub fractions of fibrin(ogen) degradation shows differences in composition andprovides improves diagnostic possibilities for deep venous thrombosis. submitted . 2012.

20

Onze levensverwachting bij de geboorte is sterk gestegen. Dit

gegeven horen we tegenwoordig dagelijks, want ons pensioen

staat op de tocht. De huidige lange levensverwachting is in hoge

mate op het conto te schrijven van de verworvenheden van onze

cultuur, waaronder de landbouwrevolutie (ongeveer 10.000

jaar geleden), het organiseren van een volksgezondheid en de

verandering van ons gedrag, waarmee we enkele ongunstige

leefomstandigheden van onze voorouders, respectievelijk

hongersnoden, (kinder)infectieziekten en geweld, grotendeels

Chronische systemische lagegraadontsteking

hebben weten uit te bannen. Deels is dit uiteraard ook op het

conto van de Gezondheidszorg. Echter, onze levensverwachting

zonder chronische ziekten daalt(1) en dat komt vooral vanwege

de toename van de degeneratieve, typisch westerse, ziekten

die centreren rond het ‘metabool syndroom’.2 Laatstgenoemde

is de combinatie van een te hoog lichaamsgewicht,

een verstoorde glucosehomeostase, hoge bloeddruk en

atherosclerose-bevorderende afwijkingen in de plasmalipiden

(triglyceriden, HDL- en LDL-cholesterol). Dit zogenaamde

‘dodelijke kwartet’ vormt een risico op diabetes mellitus

type 2, hart- en vaatziekten, bepaalde vormen van kanker

(borst, colorectaal, pancreas), neurodegeneratieve ziektes

(o.a. de ziekte van Alzheimer), zwangerschapscomplicaties

(zwangerschapsdiabetes, pre-eclampsie), fertiliteitstoornissen

(polycystisch ovariumsyndroom) en diverse andere ziektes die

karakteristiek zijn voor onze huidige obesogene maatschappij.

De symptomen van het metabool syndroom zijn vooral op

een klinische diagnose gericht. Veel aandacht gaat uit naar

een te hoog lichaamsgewicht, maar dat is niet helemaal

terecht. Ongeveer 17 - 30 % van de mensen met obesitas heeft

geen noemenswaardige risicofactoren voor diabetes mellitus

type 2 en hart- en vaatziekten, hetgeen ook wel healthy obesity’

wordt genoemd.3 Andersom hebben personen met een laag

De opmaat voor het insulineresistentiesyndroom en sequelae

We hebben onze leefstijl in een te korte periode veranderd om ons daarop genetisch te kunnen aanpassen. Onze huidige

leefstijl wordt gekenmerkt door een disbalans tussen pro- en anti-inflammatoire factoren, die ons in een toestand brengt

van chronische, systemische lagegraadontsteking en secundair ons metabolisme doet aanpassen via een evolutionair

geconserveerde interactie tussen ons immuunsysteem en ons metabolisme. De disbalans wordt gevoed door talrijke

valse inflammatoire triggers, waaronder een abnormale voedingssamenstelling, abnormale microbiële flora, onvoldoende

fysieke activiteit, stress, slaaptekort en milieuverontreiniging. De metabole aanpassing geschiedt o.a. via het ontstaan van

insulineresistentie, hetgeen op lange termijn leidt tot het metabool syndroom/insulineresistentiesyndroom en de hierbij

behorende typisch westerse ziektes, waaronder type 2-diabetes mellitus, hart- en vaatziekte en neurodegeneratieve ziekten

zoals de ziekte van Alzheimer. Oplossing van het conflict tussen de omgeving en ons oeroude genoom is de enige manier om

gezond oud te worden en hiervoor moeten we terugkeren naar de balans van de paleolithische tijd, zoals vertaald naar de

cultuur van de 21e eeuw.

Frits A.J. Muskiet1 en Marcel H.A. Muskiet2

1 Laboratoriumgeneeskunde, Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG);2 Vrije Universiteit Medisch Centrum (VUMC) Amsterdam.

CorrespondentieProf. Dr. Frits A.J. Muskiet, klinisch chemicus, Gebouw 33, verdieping 2,Kamernummer 083; Y2.131Internal Post Code EA61 University Medical Center Groningen (UMCG) Hanzeplein 1, 9713 GZ Groningen,P.O. Box 30.001, 9700 RB Groningen, Nederland Tel: + 31 50 361.2733 or 361.9228 Fax: +31 50 361.2290 Email: f.a.j.muskiet@umcg.nl

1-2012onderzoek

21

lichaamsvetgehalte en een slechte fysieke conditie meer risico

op overlijden aan hart- en vaatziekten dan obese personen met

een goede fysieke conditie.4 Om deze discrepantie te omzeilen

kan het ‘metabool syndroom’ beter vanuit een pathofysiologisch

perspectief benaderd worden, waarbij het wordt omschreven als

het ‘insulineresistentiesyndroom’.2

Uitgaande van de groei van onze hersenen tijdens de evolutie

wordt uitgelegd waarom de mens zo gevoelig is voor het

ontstaan van insulineresistentie.5 Vervolgens worden

omstandigheden besproken waaronder onze hersenen

in hun energievoorziening worden bedreigd en hoe ons

lichaam dit tracht te voorkómen. Beargumenteerd wordt dat

onze huidige westerse leefstijl de oorzaak is van vele valse

inflammatoire signalen die achtereenvolgens leiden tot een

toestand van chronische systemische lagegraadontsteking,

insulineresistentie, het metabool/insulineresistentiesyndroom

en bovengenoemde, typisch westerse, welvaartsziekten.

Ten slotte wordt uiteengezet dat we voor het vinden van een

oplossing terug in de tijd moeten gaan.

Onze hersengroei heeft ons gevoelig gemaakt voor glucoseschaarste

Gedurende de afgelopen 2,5 miljoen jaar, overeenkomend met

de tijd van de Homo erectus, zijn onze hersenen sterk gegroeid

van ongeveer 400 mL tot de 1.400 mL van de huidige dag. Ter

vergelijking: onze naaste verwante, de chimpansee, heeft als

volwassene een hersenvolume van 400 mL, hetgeen gelijk is aan

het hersenvolume van onze pasgeborenen. Waarschijnlijk werd

onze hersengroei mogelijk omdat onze verre

voorouders het land-waterecosysteem hadden

ontdekt en dit gingen exploiteren. Ze vonden

hierin een gemakkelijk benutbare bron van

hoogwaardige voeding. Deze voeding was

rijk aan de ‘hersenspecifieke’ nutriënten

jodium, selenium, vitamines A en D, en de

visolievetzuren eicosapentaeenzuur (EPA) en

docosahexaeenzuur (DHA).6-9 De voeding was

tevens de drijvende kracht voor de overgang

van vegetariër naar omnivoor, hetgeen o.a.

te zien is aan onze relatief lange dunne darm en relatief korte

dikke darm,10 onze kaken, tanden en kiezen, de efficiënte

opname van heem-ijzer, en onze behoefte aan vitamine B12.

Tijdens de evolutie ging de groei van onze hersenen gepaard

met diverse aanpassingen van onze anatomie en ons

metabolisme. Onder de landzoogdieren bestaat een lineair

verband tussen lichaamsgewicht en basaal metabolisme.11 Van

dit basaal metabolisme consumeert ons brein maar liefst 23 %

en dit moest dus ten koste gaan van andere organen, met name

onze spieren.11 Het erop nahouden van grote hersenen is dus

een metabole luxe: er is geen enkele andere diersoort die zo’n

hoog percentage van zijn basaal metabolisme moet investeren

voor de instandhouding van zijn brein. Daarbij komt eveneens

dat de energie voor de hersenen nagenoeg volledig verkregen

wordt uit glucose. Hiervan gebruiken ze 130 gram per dag,

hetgeen overeenkomt met ongeveer twee derde van de 200 gram

glucose die we per dag nodig hebben.9 Het is belangrijk dat onze

hersenen die bron van energie krijgen, want in tegenstelling tot

andere organen kan hierop niet worden bezuinigd. Een tekort

leidt al snel tot irreversibele beschadigingen of zelfs de dood.

In dit kader wordt wel eens gesproken over het ‘zelfzuchtige

brein’.9,12

Omstandigheden van glucoseschaarste: zwanger-schap en ontsteking

We verkrijgen onze energie uit de verbranding van vetten (9,2

kcal/g), eiwitten (4,2 kcal/g), koolhydraten (4,2 kcal/g) en alcohol

(7,2 kcal/g). Ons lichaam bevat grote voorraden vet (10-15 kg) en

eiwit (6-7 kg, waarvan alles functioneel), maar slechts een kleine

voorraad koolhydraat in de vorm van glycogeen in de spieren (350

g; niet mobiliseerbaar) en lever (80 g; mobiliseerbaar), alsmede

extracellulair glucose (20 g). Bij hongeren zijn die voorraden

theoretisch voldoende voor een overleving van ongeveer 35

dagen (vet), 15 dagen (eiwit), 15 uur (spierglycogeen) 3,5 uur

(leverglycogeen) en 40 minuten (extracellulair glucose).13 De

manier waarop we in vastende toestand onze hersenen van

de benodigde glucose voorzien is om, via de gluconeogenese,

glucose in de lever te maken uit de bouwstenen van eiwitten

(de ‘glucogene’ aminozuren) die zich vooral in onze spieren

bevinden. Een klein deel van de glucose wordt gemaakt uit

het glycerol-deel van het vet dat bij vasten samen met de vrije

vetzuren uit het vetweefsel wordt gemobiliseerd.

Bij zwangerschap en bij infectie/ontsteking wordt het spannend

omdat dan ook andere compartimenten een deel van de schaarse

glucose opeisen. Dat zijn het groeiend kind bij zwangerschap, en

het immuunsysteem in het geval van een infectie/ontsteking.

Het kind staat hoog in de evolutionaire hiërarchie en bij een

infectie is een adequate reactie van het immuunsysteem van

essentieel belang voor de directe overleving. Weinig bekend is

dat ons niet-geactiveerde immuunsysteem eenzelfde percentage

van ons basaal metabolisme consumeert als

onze hersenen (23 %). Hiervan komt ongeveer

47 % uit glucose en 22 % uit het glucogene

aminozuur glutamine. In geactiveerde

staat dient er nog meer energie naar het

immuunsysteem te worden gestuurd. De

activering van het immuunsysteem kost een

extra hoeveelheid van 9 - 30 % van het basaal

metabolisme.14,15

Insulineresistentie: mechanisme en compensatoire hyperinsulinemie

De manier om bij dreigende glucoseschaarste zowel de

hersenen, het kind (zwangerschap) als het immuunsysteem

(infectie) van glucose te voorzien is om insulineresistentie

te veroorzaken. Hierbij worden de organen die nagenoeg

uitsluitend op glucose kunnen functioneren van glucose

voorzien en worden de organen die deze vorm van energie niet

strikt nodig hebben gedwongen om de glucose ongemoeid

te laten en over te schakelen op de benutting van de ruime

vetvoorraden. De insulineresistentie zorgt ervoor dat de lever

wordt aangezet om glucose en vet te maken en te distribueren

(triglyceriden in VLDL) en het vetweefsel scheidt nu ook onder

niet-vastende omstandigheden vrije vetzuren en glycerol uit.

Glucoseschaarste veroorzaakt dus een reallocatie van

energierijke substraten:14,15 glucose naar hersenen, foetus

en immuunsysteem, en vet naar de insulineresistente

organen. Mechanistisch (figuur 1) wordt de onderliggende

insulineresistentie veroorzaakt door pro-inflammatoire

cytokinen (waaronder TNF-α), die afkomstig zijn uit de

placenta (zwangerschap) of het geactiveerde immuunsysteem

(infectie). Activering van Toll-likereceptoren (TLR, zoals de TLR-

4) door inflammatoire elementen (zoals lipopolysaccharide,

LPS; zie beneden) en activering van cytokinereceptoren door

“Ons niet-geactiveerde

immuunsysteem

consumeert eenzelfde

percentage van ons basaal

metabolisme als onze

hersenen.”

1-2012onderzoek

22

cytokines, veroorzaken activering van de NF-κB en AP-1 Fos/

Jun inflammatoire wegen, die de insulinesignaaltransductie

remmen op het niveau van PI3K-AKT (invloed van insuline op de

glucoseopname en andere metabole wegen, zoals de remming

van de gluconeogenese) en op het niveau van Ras/MAPK

(insulineactie op genexpressie, waaronder genen voor celgroei

en differentiatie).16

Activering van de TLR-4 door LPS leidt eveneens tot de novo

synthese van ceramiden (figuur 2), hetgeen niet alleen

structurele onderdelen zijn van de sfingolipiden in membranen,

maar bij verschillende stress-stimuli eveneens als secundaire

signaalstoffen fungeren. Ceramiden worden onder deze

omstandigheden ook gemaakt uit de reeds aanwezige

sfingolipiden. De hierbij betrokken sfingomyelinases behoren

tot de acutefaseproteïnen. De gevormde ceramiden kunnen

systemische inflammatie veroorzaken maar, andersom,

bij hun verwijdering uit cellen bescherming bieden tegen

systemische stressoren. Na een injectie met LPS worden

door de lever ceramiden geproduceerd die vervolgens vooral

verschijnen in VLDL en LDL. Een verhoogd ceramidegehalte

in LDL verhoogt de atherogeniciteit. Het vergemakkelijkt LDL-

aggregatie en de opname van LDL in macrofagen, hetgeen

leidt tot de vorming van schuimcellen. LDL dat aangetroffen

wordt in atherosclerotische laesies is rijk aan ceramiden.17 De

opname van ceramiden door cellen of de productie hiervan

in cellen kan leiden tot necrose, apoptose en remming van de

celgroei.18 Hierbij remmen ze de insulinesignaaltransductie,

i.e. veroorzaken insulineresistentie – op het niveau van ‘AKT’

–, hetgeen anti-anabole en katabole effecten veroorzaakt. Er

ontstaat een verminderde opname van glucose, vetzuren en

aminozuren, hetgeen tot de hongerdood (ceramide-afhankelijk

hongeren) van de betreffende cel kan leiden.19 Ceramiden

zijn belangrijke intermediairen gebleken in het ontstaan van

inflammatie-geïnduceerde insulineresistentie.20 Waarschijnlijk

is hun productie (figuur 2) een onderdeel van de remming van de

insuline signaaltransductie zoals weergegeven in figuur 1.

Ongeacht de onderliggende complexe mechanismen die ten

grondslag liggen aan het ontstaan van insulineresistentie na

een inflammatoire trigger, is het in de afgelopen jaren duidelijk

geworden dat ons immuunsysteem en ons metabolisme innig

met elkaar zijn verweven.21 Een inflammatoire trigger leidt

tot aanpassing van het metabolisme en het ontstaan van

insulineresistentie is hierbij een belangrijke mediator. Bij

insulineresistentie scheiden de bètacellen van de pancreas, als

reactie op de dreigende verhoging van de plasmaglucosespiegel,

meer insuline uit waardoor de plasmaglucosespiegel constant

blijft maar de plasmainsulineconcentratie dus oploopt. Deze

‘compensatoire hyperinsulinemie’ heeft onder andere tot doel

om het ontstaan van diabetes mellitus type 2 te voorkómen.

De combinatie van insulineresistentie en de compensatoire

hyperinsulinemie is slechts een onderdeel van de vele

aanpassingen die plaatsvinden onder inflammatoire

omstandigheden. In hun volledigheid betreft het de volgende

adaptaties en hieruit voortkomende directe functionele

gevolgen: een verminderde insulinegevoeligheid (glucose-

en vetherverdeling, hypertensie), verhoogde sympathische

zenuwactiviteit (bevorderen van vetafbraak, synthese van

glucose en afbraak van glycogeen), verhoogde activiteit

van de HPA-as (stress: milde cortisolstijging, synthese

van glucose, ontstaan van cortisolresistentie in het

immuunsysteem), verlaagde activiteit van de HPG-as (daling

androgenen t.b.v. synthese van glucose uit spiereiwitten,

sarcopenie, een androgeen/oestrogeen disbalans, remming

van seksuele activiteit en reproductie), IGF1-resistentie en

het ontstaan van ‘ziektegedrag’ (sparen van energie, slaap,

anorexie, minimaliseren activiteit van spieren, hersenen en

darmen).15 Deze adaptaties zijn bedoeld voor de korte termijn.

Indien ze lang aanhouden, dan ontstaat het metabool/

insulineresistentiesyndroom en uiteindelijk de ziektes die

hiermee zijn geassocieerd.

Hypertensie en afwijkende circulerende lipidenDe combinatie van insulineresistentie en de compensatoire

hyperinsulinemie is bij voortduring verantwoordelijk voor

de meeste abnormaliteiten die we zien bij het metabool

syndroom.2 Insuline heeft namelijk niet slechts een functie

in het koolhydraat-, eiwit- en vetmetabolisme maar is o.a. ook

betrokken bij de vaattonus, elektrolythuishouding en bij groei

en differentiatie. Sommige van deze functies worden door de

insulineresistentie onderdrukt (ze zijn ‘insulineresistent’)

terwijl andere intact blijven en vanwege de compensatoire

hyperinsulinemie overvloedig worden gestimuleerd. Zo

ontstaat hypertensie omdat de insuline-afhankelijke (NO-

gemedieerde) vasodilatatie door de insulineresistentie

wordt gecompromitteerd, terwijl de insuline-afhankelijke

terugresorptie van natrium in de nier intact is en door

de hyperinsulinemie overvloedig wordt gestimuleerd. Er

ontstaat dus een combinatie van onvoldoende vasodilatatie

en zoutretentie: de patiënt wordt zeer gevoelig voor zout en de

bloeddruk gaat omhoog.22 Mogelijk is het zuiniger omgaan met

zout onder deze omstandigheden een evolutionair geconserveerd

mechanisme, dat voorkómt dat bij het verwijderen van het

infectieuze materiaal uit het maag-darmkanaal (d.m.v. diarree

Ceramide PKCs

ROS ER stressJNK Ikkα IKKβ

IKKγ

IκBα

p50p65

IRS-1

Ceramide

NF-κB

Insulinresistance

SalicylatesTZDs andstatins

pS302

pS307

TNFR, RAGE TLRs, IL-1R

Plasma membrane

p50p65

NF-κB

?

Inflammatory markers and mediators

AP-1

figuur 1 De mechanistische connectie tussen inflammatie en insuline resistentie. Activering van de NFκB en AP-1 Fos/Jun inflammatoire wegen remt het PI3K-kinases/AKT (proteïnekinase-B) signaaltransductiepad voor nutriëntmetabolisme en het Ras /MAPK- (mitogen-activated protein kinase) pad voor genexpressie, die beide onderdeel uitmaken van de insulinesignaaltransductie. Overgenomen van De Luca en Olefsky(16) met toestemming van Elsevier.

1-2012onderzoek

23

en braken) een levensbedreigende vorm van uitdroging ontstaat.

De veranderingen in de vethuishouding zijn, zoals gezegd,

bedoeld voor het sturen van vet (stijging triglyceriden in

VLDL en vrije vetzuren) naar de insulineresistente organen.

Naast deze distributie van energie en de uitscheiding van de

reeds genoemde ceramiden als secundaire inflammatoire

signaalstoffen, heeft de aanpassing van de vethuishouding

nog tenminste twee andere doelen.23-27 De triglyceriden en het

cholesterol in ons plasma bevinden zich in de lipoproteïnen

(chylomicronen, VLDL, LDL, HDL) en die hebben het

vermogen om lipopolysaccharide (LPS) te binden aan hun

fosfolipidenoppervlak. LPS is onderdeel van de celwand van

gramnegatieve bacteriën. De detectie van LPS via de Toll-

likereceptor-4 (TLR4; zie boven) is een krachtig signaal voor het

ontstaan van een ontstekingsreactie. Na

binding van LPS aan een lipoproteïne wordt

het afgevoerd via de gal.

In normaal plasma betreft het vooral het HDL

(het ‘oppervlaktelipoproteïne’) omdat deze

lipoproteïneklasse uit het grootste aantal

partikels bestaat, en het grootste aandeel

aan fosfolipiden en oppervlak bevat. Door

de binding van LPS aan het oppervalk van de lipoproteïnen en

hun daaropvolgende verwijdering via de darm wordt voorkómen

dat dit deel van het LPS een interactie aangaat met de TLR4. De

LPS-geïnduceerde immuunreactie wordt hiermee dus beperkt.

In kritisch zieke patiënten stijgt vanwege de insulineresistentie

het VLDL en wordt dit lipoproteïne daarmee de belangrijkste

binder van LPS. Van de LPS-bindende eigenschappen van HDL

moet onder deze omstandigheden minder worden verwacht,

omdat het gehalte hiervan bij ontsteking daalt en de HDL-

deeltjes sterk van karakter veranderen (zie beneden).27

De veranderingen in de vethuishouding die ontstaan als reactie

op de ontsteking en insulineresistentie zijn ook van belang voor

het herstel van de schade die vanwege de inflammatie ontstaat.

Die schade wordt niet alleen veroorzaakt door de infectieuze

bron, maar ook door het immuunsysteem, dat, indien niet in

toom gehouden, het vermogen heeft om ons te doden.28 Vanwege

de verhoogde productie van triglyceriden (VLDL) door de lever,

maar vooral hun slechtere klaring door lipoproteïnelipase (een

door de insulineresistentie getroffen proces), daalt het HDL en

ontstaan tevens kleine LDL-partikels die gemakkelijk oxideren

en glyceren. Het nog aanwezige HDL verandert van functie,

waardoor het niet zo goed meer in staat is om cholesterol uit de

weefsels op te halen en terug te voeren naar de lever in het pro-

ces dat wordt aangeduid met het ‘cholesterol-terugtransport’.

Ook verandert het HDL van anti-inflammatoir naar pro-oxida-

tief en pro-inflammatoir, mogelijk omdat het gaat meehelpen

in de afweerreactie. Dat is dus wat anders dan ‘dysfunctional’:29

het is verstandig om de evolutionair tot stand gekomen normale

reactie van het lichaam te proberen te begrijpen, alvorens er een

negatief waardeoordeel aan te hechten. Er zijn onder inflamma-

toire omstandigheden diverse mechanismen die het cholesterol-

terugtransport actief remmen en daarmee bevorderen dat het

cholesterolgehalte in de weefsels, waaronder de vaten, stijgt.30

Waarschijnlijk is ook het vormen van de kleine, zeer atheroge-

ne, LDL-partikels functioneel omdat ze slecht door de LDL-recep-

tor worden geklaard, op eenvoudige wijze de vaatwand binnen-

dringen en door hun binding aan de subendotheliale matrix

cholesterol naar de beschadigde plekken brengen. Cholesterol is

mogelijk nodig voor het herstel van de schade aan de membra-

nen die veroorzaakt is door de infectie en het immuunsysteem.17

De ontstane afwijkingen in de plasmavetgehaltes, i.e. de

hoge triglyceriden (VLDL), het lage HDL en de zeer atherogene

kleine LDL-deeltjes, zijn karakteristiek voor het metabool/

insulineresistentiesyndroom en worden gezamenlijk ook wel ‘de

atherogene lipidentrias’ genoemd. Die ‘afwijkingen’ behoren

dus evenals de zoutgevoeligheid tot de normale reactie van ons

lichaam op een infectie of ontsteking.

De vraag rijst waarom die evolutionair geconserveerde

overlevingsstrategie vandaag de dag leidt tot de ziekten die

voortkomen uit het metabool syndroom. Het antwoord is: omdat

we met de nog steeds toenemende veranderingen van onze

leefstijl sinds de landbouwrevolutie (zo’n 10.000 jaar geleden)

tal van valse ontstekingssignalen hebben

geïntroduceerd die levenslang aanhouden

en die via de bovengenoemde volstrekt

normale mechanismen op lange termijn

leiden tot ziektes waarop de evolutie via het

gangbare proces van mutatie/selectie niet

heeft geselecteerd en ook niet zal selecteren

zolang deze ziekten geen invloed hebben

op onze fertiliteit en de sterfte vóór het

bereiken van de reproductieve leeftijd.

Valse inflammatoire prikkels uit onze leefstijlEen inflammatoire reactie is de uiting van een geactiveerd

immuunsysteem dat reageert op een steriele infectie of ons

“We eten geen enkelvou-

dige componenten zoals

magnesium of visolie, maar

biologische systemen.”

LPS

LBP

CD14

MyD88

SFA

IKK

NF-κB

Ceramide Akt

eNOS

mTOR

GLUT4

GSK3β

Caspase 9

PI3K

IncreasedSPT, CerS,

Des1

Insulin

IR

figuur 2 Inflammatie-geïnduceerde insulineresistentie via de stimulatie van de ceramidesynthese. Via activering van de Toll-likereceptor-4 (TLR4) veroorzaken LPS en verzadigde vetzuren (SFA) de expressie van nagenoeg alle enzymen die nodig zijn bij de de novo synthese van ceramiden, zoals SPT (serinepalmitoyltransferase), CerS (ceramidesynthase) en Des1 (dihydroceramidedesaturase). Ceramiden veroorzaken insulineresistentie via de remming van de activering van Akt (proteïnekinase-B). Akt activeert anabole wegen (o.a. glycogeen en eiwit synthese) en remt het katabolisme, hetgeen leidt tot de opname en opslag van nutriënten. Akt activeert enzymen die zorgen voor overleving en remt enzymen die autofagie veroorzaken, hetgeen tezamen leidt tot verhoogde celgroei en stabiliteit. Remming van de activering van Akt kan tot de hongerdood van de cel leiden. Overgenomen uit Bikman en Summers(19) met toestemming van J Clin Invest.

1-2012onderzoek

24

tracht te beschermen tegen binnengedrongen pathogenen.

Een inflammatoire reactie die is gestart moet ook weer worden

gestopt; de schade die een ontketend immuunsysteem kan

aanrichten is soms erger dan de kwaal.28 Bij dit stoppen zijn o.a.

de visolievetzuren eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeen-

zuur (DHA) betrokken. Dit proces ligt ten grondslag aan de

anti-inflammatoire eigenschappen van visolie. In 2003 bedroeg

in Nederland de som van de EPA- en DHA-inname door volwas-

senen ongeveer 90 mg/dag, terwijl de huidige aanbeveling 450

mg/dag is. De aanbeveling is gebaseerd op een optimaal effect

op de anti-arrythmische effecten van visolie,

maar er zijn goede aanwijzingen dat een

hogere inname extra gunstige effecten met

zich mee kan brengen vanwege de antitrom-

botische eigenschappen en het vermogen om

de bloeddruk, hartfrequentie en het triglyce-

ridegehalte te doen dalen. Wij berekenden dat

onze paleolithische voorouders, die leefden

in het land-waterecosysteem, een dagelijkse

EPA+DHA-inname hadden die in de grootteorde van grammen

lag.31

Naast het bovengenoemde voorbeeld van de visolievetzuren

zijn er vele andere factoren in onze huidige westerse leefstijl

die leiden tot een chronische toestand van systemische

lagegraadontsteking die op zijn beurt aanleiding geeft tot

een chronische vermindering van de insulinegevoeligheid,

compensatoire hyperinsulinemie en uiteindelijk de ziekten

die hieraan zijn gerelateerd. We hebben te maken met een

chronische disbalans tussen pro- en anti-inflammatoire

factoren die netto leidt tot een overheersing van de pro-

inflammatoire staat, en de daaruit voorkomende aanpassingen

van ons metabolisme (zie boven). De leefstijlfactoren die

hierbij een rol spelen, kunnen worden onderverdeeld

in een onevenwichtige samenstelling van onze voeding

(een chronische vorm van lichte ‘wanvoeding’) en niet-

voedingsgerelateerde factoren, die deels hun invloed uitoefenen

via obesitas.32-34 Tot de inflammatoire factoren in onze huidige

voeding behoren o.a.: de consumptie van verzadigde vetzuren

en industriële transvetzuren, de ‘endotoxemie’ van een

hoogvet-, laagvezelvoeding, een hoge 6/ 3-vetzuurratio, een

lage visolievetzuurinname (zie boven), een lage status van

vitamine D, vitamine K en magnesium, een disbalans tussen de

vele micronutriënten die deel uitmaken van ons anti-oxidant/

pro-oxidantnetwerk, de consumptie van koolhydraten met een

hoge glycemische index en een te lage inname van groenten

en fruit. Indirect aan voeding gerelateerde factoren zijn een

abnormale samenstelling van de bacteriële flora in mond en

darm, en peridontitis. Voorts zijn betrokken stress, (passief)

roken en milieuverontreiniging, onvoldoende fysieke activiteit

en slaaptekort.32-24

Wetenschappelijke paradigma’sElk van de bovengenoemde leefstijlfactoren heeft te maken met

een andere. Ze zijn causaal met elkaar verbonden of vertonen

interactie. Het is nagenoeg onmogelijk, laat staan zinnig, om

elk van deze factoren als een aparte entiteit te bestuderen. Zo

bestaat onze voeding uit miljoenen stoffen die een biologisch

verband met elkaar vormen. Het is ondoenlijk om de gezond-

heidsaspecten van al deze stoffen in hun verschillende doserin-

gen en al hun interacties met andere stoffen te bestuderen door

gebruik te maken van het huidige paradigma van randomized con-

trolled trials (RCTs).35 Toch is dat hetgeen in de huidige voedings-

wetenschappen op grote schaal wordt gedaan; een RCT-opzet is

voor vele high impact tijdschriften een belangrijk criterium om

acceptatie voor publicatie te overwegen.

We eten echter geen enkelvoudige componenten zoals

magnesium of complexere systemen zoals visolie, maar

‘biologische systemen’, zoals een banaan, sperziebonen of een

stuk vis. In die systemen bestaat een functioneel verband tussen

de samenstellende nutriënten. Er is sprake van de balansen en

interacties die horen bij een levend organisme: onze voeding

‘leeft’.

Andere voorbeelden zijn de relaties en inter-

acties tussen slaaptekort en obesitas,36 onze

voedingssamenstelling en de hierdoor gese-

lecteerde bacteriële flora in onze darm,37 de

consumptie van verzadigde vetzuren en kool-

hydraten(38) et cetera, et cetera. Met onze huidige

manier van reductionistisch denken dat zijn

beslag krijgt in het verrichten van RCT’s met de aparte leefstijl-

factoren en nutriënten komen we er nimmer uit. Sterker nog: de

uitkomsten hiervan, samengevat in elkaar soms tegensprekende

meta-analyses die niet zelden zijn gebaseerd op dezelfde RCT’s,

zetten ons regelmatig op het verkeerde been. Niet vaak worden

we hierbij herinnerd aan het feit dat ‘geen bewijs van effect’

niet een synoniem is van ‘bewijs van geen effect’, noch dat een

‘bewezen effect’ geen synoniem is van ‘relevantie’.

Terug naar het verledenOnze evolutionair tot stand gekomen balans (homeostase) kan

worden gevonden in de reconstructie van onze paleolithische

leefstijl.39,40 Hierbij zijn vele disciplines betrokken, zoals de

archeologie, evolutieleer, antropologie, biogeochemie, biologie,

epidemiologie, genetica, geologie, (vergelijkende) anatomie

en (patho)fysiologie.41 De gereconstrueerde gegevens kunnen

worden gebruikt om via wetenschappelijk onderzoek onze

balans met de natuur te herstellen naar de cultuur van de 21e

eeuw. Genetisch zijn we sinds de paleolithische tijd (2,5 miljoen

tot 10.000 jaar geleden) nagenoeg niet veranderd(42) en geen wel-

denkend mens overweegt om onze genen via modificatie aan te

passen op hoe we momenteel leven. Terug naar de paleolithische

tijd moeten we uiteraard niet letterlijk opgevatten: niemand

hoeft meer achter de wilde zwijnen aan te hollen of naar knollen

te graven. Evenzo wordt hier niet bedoeld om als pseudogrot-

bewoner rauw vlees te eten en in de winter op blote voeten en

met ontbloot bovenlijf door New York’s Central Park te rennen,

zoals sommige voedingswetenschappers als ‘tegenargument’

aanvoeren.

Zo vertonen, als voorbeeld, de botten van onze paleolithische

voorouders de sporen van hun hoge fysieke activiteit.43 In beide

seksen was er sprake van het verlies van bot, maar er waren geen

osteoporotische fracturen. Evenzo zijn er geen aanwijzingen

voor het verlies van botmassa met de daarbij behorende toename

van de fragiliteit, zoals we die tegenwoordig waarnemen bij de

postmenopausale en seniele osteoporose.44 Primaten in het wild

en traditioneel levende bevolkingsgroepen die in de Oost-Afri-

kaanse wieg van de Homo sapiens wonen, hebben een zeer hoge

vitamine D-status zonder sporen van de door velen gevreesde

vitamine D-toxiciteit (Luxwolda, Br J Nutr, in press). Herstel van

de botbalans van vroeger vraagt dan ook niet om een enkele

magic bullet. De gegevens uit epidemiologisch onderzoek en case-

“Er zijn vele factoren in

onze westerse leefstijl die

leiden tot een chronische

toestand van systemische

lagegraadontsteking.”

onderzoek

25

control-, prospectieve- en interventiestudies laten zien dat het

gaat om meer bewegen, maar ook over de blootstelling aan zon-

licht, de vitamine K2-status, en talrijke voedingsfactoren zoals

de consumptie van vis, het herstel van het zuur-base-evenwicht

door de voldoende consumptie van groenten en fruit, de inname

van fytaat uit granen en de inname van natrium, magnesium

en calcium. Evenzo gaat het niet alleen over de hoeveelheid cal-

cium in de voeding en de efficiëntie van de opname, maar ook

dat het opgenomen calcium in het lichaam op de juiste plaats

wordt vastgehouden en dat bij voorkeur gedurende ons gehele

leven (Luxwolda, Br J Nutr, in press).

Er zijn reeds diverse pogingen gedaan om de voeding in de

paleolithische tijd te reconstrueren.31,45 De resultaten van

de eerste interventiestudies met deze voeding zijn ronduit

positief. Bijvoorbeeld, in een weliswaar ongecontroleerde

studie met niet-obese sedentaire gezonde proefpersonen had

een eucalorische paleolitische voeding reeds in 10 dagen een

gunstig effect op drie van de vier symptomen van het metabool

syndroom: bloeddruk, plasmalipiden en glucosehomeostase.

Het vierde symptoom, i.e. overgewicht/obesitas, werd in

deze studie niet veranderd om te voorkómen dat de eventueel

gunstige veranderingen zouden worden toegeschreven aan het

gewichtsverlies.46 Met ons huidige eenzijdige interpretatie van

evidence-based medicine(47,48) is deze proof of principle al snel verworpen

met argumenten zoals: te klein, niet gecontroleerd, geen

harde eindpunten en geen actieve component (lees: magic bullet)

geïdentificeerd. We vergeten daarbij dat 85 % van de huidige

medische handelingen niet gebaseerd is op solide klinische

trials, waaronder de suppletie van patiënten met pernicieuze

anemie met vitamine B12,49 dat er ook geen evidence is voor

evidence-based medicine, en dat er maar één paradigma is in de

wetenschap, namelijk ‘aanvaard nooit een paradigma’.

Epiloog en conclusiesDe boodschap uit de evolutionaire geneeskunde is duidelijk.

Cultureel zijn we mensen uit de 21e eeuw maar ons genetisch

materiaal bevindt zich nog in de paleolithische tijd.39-40 We

hebben onze leefstijl in een te korte tijd

veranderd om ons daarop genetisch te hebben

kunnen aanpassen. Diegenen die genetisch

het meest gevoelig waren, zijn bij deze

veranderingen het eerst ziek geworden. De

secundaire betrokkenheid van ons genoom

leidt de aandacht af van de omgeving als de

primaire oorzakelijke factor in de daling van

het aantal jaren dat we vooral na de reproductieve tijd leven

zonder chronische ziektes. Paracelsus (1493-1541) heeft onze

geleerd dat ‘het de dosis is die het gif maakt’, hetgeen met onze

huidige kennis betekent dat bij voortgaande verandering van

onze omgeving uiteindelijk zelfs het meest resistente allel een

disease susceptibility gene wordt.

Onze huidige leefstijl wordt gekenmerkt door een disbalans

tussen pro- en anti-inflammatoire factoren, die een chro-

nisch systemische lagegraadontsteking veroorzaakt en ons

metabolisme doet aanpassen via evolutionair geconserveerde

overlevingsmechanismen. Die aanpassing geschiedt o.a. via

het ontstaan van insulineresistentie, en leidt op lange termijn

tot het metabool/insulineresistentiesyndroom en de hierbij

behorende typisch westerse ziekten. Hierop is in de evolutie

niet geselecteerd, waarschijnlijk omdat een levenslange pro-

inflammatoire toestand in het verleden niet voorkwam. Eén van

de (volstrek normale) metabole veranderingen bij een ontsteking

betreft ‘ons cholesterol’ en daarop hebben we ons decennia lang

blindgestaard. Dat is begonnen in de jaren vijftig toen Ancel

Keys de eerste gegevens publiceerde uit de Zevenlandenstudie

die aangaven dat het serumcholesterol een lineaire associatie

vertoont met hart- en vaatziekte. Nu we weten dat deze associ-

atie secundair is aan systemische lagegraadinflammatie, wordt

het tijd om ten behoeve van preventie de kraan dicht te draaien

(Volksgezondheid) en daarbij, indien nodig, ook te blijven dwei-

len (Gezondheidszorg).

Voor het dichtdraaien van die kraan moeten we teruggaan naar

de leefomstandigheden van de tijd waarin we genetisch zijn ge-

worden tot wat we nu voor het overgrote deel nog steeds zijn. Het

huidige paradigma van evidence-based medicine, of beter datgene

dat het is geworden, zit ons daarbij vaak in de weg. Evidence-based

medicine is uitgevonden voor medische handelingen en voldoet

met beperkingen vooral voor bv. geneesmiddelenonderzoek.

Via een RCT kan alleen worden bewezen dat het niet eten van

groente en fruit ongezond is en dat is onethisch. In de voedings-

wetenschappen kan beter gebruik gemaakt worden van de ‘Hill

criteria voor causaliteit in een biologisch systeem’,50-51 welke in

essentie reeds waren gepostuleerd door de Nobelprijswinnaar

Robert Koch (1843-1910). Voor het maken van voedingsaanbe-

velingen is het van belang om het ‘voorbehoudprincipe’52 te

vervangen door risk-benefitanalyses.53-55

Vanwege de huidige manier waarop evidence-based medicine wordt

gepraktiseerd in de voedingswetenschappen dreigt een kloof

te ontstaan tussen hetgeen gezondheidsraden goed voor ons

achten en wat het publiek te horen krijgt via wetenschappers die

zich niet op dogmatische wijze wensen te conformeren aan de

artificiële hiërarchie in de bewijskracht die is toegekend aan de

verschillende studieontwerpen.48 Via deze wetenschappers heeft

Oprah Winfrey meer invloed op de dosering van het vitamine D-

supplement dat het Amerikaanse publiek neemt dan het respec-

tabele Institute of Medicine (IOM). Andere voorbeelden van huidige

controverses zijn de (snelle) koolhydraten, hoogeiwitvoedingen,

jodium en de recente commotie over een

meta-analyse die laat zien dat er geen weten-

schappelijk bewijs is voor de risico’s van het

gebruik van teveel zout.56-57

Door een paleolithische leefstijl na te bootsen

zal niet zozeer onze levensverwachting

stijgen, maar mag worden verwacht dat het

aantal jaren dat we zonder chronische ziektes leven toeneemt.

Dat betekent gezondheidswinst voor het betrokken individu,

maar is vanwege het preventieve aspect waarschijnlijk ook de

enige effectieve manier waarop de kosten in de Gezondheidszorg

op termijn kunnen worden beperkt. Alleen door te leren van ons

verre verleden geven we er blijk van dat we de lessen van Darwin

ook daadwerkelijk hebben begrepen. �

“Niemand hoeft terug

achter de wilde zwijnen aan

te hollen of naar knollen te

graven.”

1-2012onderzoek

26

1. Centraal Bureauvoor de statistiek. Gezonde levensverwachting vanaf 1981. http://statline.cbs.nl/StatWeb/publication/?DM=SLNL&PA=71950NED&D1=a&D2=..., http://www.cbs.nl/nl-NL/menu/themas/gezondheid-welzijn/publicaties/artik... last accessed 28-12-2011. 21-9-2011.Ref Type: Internet Communication2. Reaven GM. The insulin resistance syndrome: definition and dietary approaches to treatment. Annu Rev Nutr 2005;25:391-406.3. Wildman RP. Healthy obesity. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2009;12:438-43.4. Lee CD, Blair SN, Jackson AS. Cardiorespiratory fitness, body composition, and all-cause and cardio-vascular disease mortality in men. Am J Clin Nutr 1999;69:373-80.5. Muskiet FA. De evolutionaire achtergrond, oorzaak en consequenties van chronische systemische lage graad ontsteking; betekenis voor de klinische chemie. Ned Tijdschr Klin Chem Laboratoriumgeneesk 2011;36:199-214 http://www.nvkc.nl/publicaties/documents/Evolutionaireachtergrondchronis....6. Broadhurst CL, Cunnane SC, Crawford MA. Rift Valley lake fish and shellfish provided brain-specific nutrition for early Homo. Br J Nutr 1998;79:3-21.7. Broadhurst CL, Wang Y, Crawford MA, Cunnane SC, Parkington JE, Schmidt WF. Brain-specific lipids from marine, lacustrine, or terrestrial food resources: potential impact on early African Homo sapiens. Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol 2002;131:653-73.8. Muskiet, F. A and Kuipers, R. S. Lessons from shore-based hunter-gatherer diets in East-Africa. In: Human brain evolution.The influence of freshwater and marine food resources.SC Cunnane and KM Steward, editors.Wiley-Blackwell, Hobroken, New Jersey USA, 2010.Chapter 5 , 77-104. 2010.Ref Type: Generic9. Peters A. The selfish brain: Competition for energy resources. Am J Hum Biol 2011;23:29-34.10. Aiello, L. C. and Wheeler, P. The Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate EvolutionThe Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate EvolutionThe Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate EvolutionThe Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate Evolution. Curr.Anthropol. 36, 199-201. 2005.Ref Type: Generic11. Leonard WR, Snodgrass JJ, Robertson ML. Effects of brain evolution on human nutrition and metabo-lism. Annu Rev Nutr 2007;27:311-27.12. Ludwig DS. The glycemic index: physiological mechanisms relating to obesity, diabetes, and cardio-vascular disease. JAMA 2002;287:2414-23.13. Anghel SI, Wahli W. Fat poetry: a kingdom for PPAR gamma. Cell Res 2007;17:486-511.14. Straub RH, Cutolo M, Buttgereit F, Pongratz G. Energy regulation and neuroendocrine-immune control in chronic inflammatory diseases. J Intern Med 2010;267:543-60.15. Straub RH. Concepts of evolutionary medicine and energy regulation contribute to the etiology of systemic chronic inflammatory diseases. Brain Behav Immun 2011;25:1-5.16. de Luca C., Olefsky JM. Inflammation and insulin resistance. FEBS Lett 2008;582:97-105.17. Khovidhunkit W, Kim MS, Memon RA et al. Effects of infection and inflammation on lipid and lipopro-tein metabolism: mechanisms and consequences to the host. J Lipid Res 2004;45:1169-96.18. Lightle S, Tosheva R, Lee A et al. Elevation of ceramide in serum lipoproteins during acute phase response in humans and mice: role of serine-palmitoyl transferase. Arch Biochem Biophys 2003;419:120-8.19. Bikman BT, Summers SA. Ceramides as modulators of cellular and whole-body metabolism. J Clin Invest 2011;121:4222-30.20. Holland WL, Bikman BT, Wang LP et al. Lipid-induced insulin resistance mediated by the proinflam-matory receptor TLR4 requires saturated fatty acid-induced ceramide biosynthesis in mice. J Clin Invest 2011;121:1858-70.21. Hotamisligil GS, Erbay E. Nutrient sensing and inflammation in metabolic diseases. Nat Rev Immunol 2008;8:923-34.22. Sarafidis PA, Bakris GL. The antinatriuretic effect of insulin: an unappreciated mechanism for hyper-tension associated with insulin resistance? Am J Nephrol 2007;27:44-54.23. Murch O, Collin M, Hinds CJ, Thiemermann C. Lipoproteins in inflammation and sepsis. I. Basic science. Intensive Care Med 2007;33:13-24.24. Wendel M, Paul R, Heller AR. Lipoproteins in inflammation and sepsis. II. Clinical aspects. Intensive Care Med 2007;33:25-35.25. Hudgins LC, Parker TS, Levine DM et al. A single intravenous dose of endotoxin rapidly alters serum lipoproteins and lipid transfer proteins in normal volunteers. J Lipid Res 2003;44:1489-98.26. Esteve E, Ricart W, Fernandez-Real JM. Dyslipidemia and inflammation: an evolutionary conserved mechanism. Clin Nutr 2005;24:16-31.27. Kitchens RL, Thompson PA, Munford RS, O'Keefe GE. Acute inflammation and infection maintain circulating phospholipid levels and enhance lipopolysaccharide binding to plasma lipoproteins. J Lipid Res 2003;44:2339-48.

28. Rogers J. The inflammatory response in Alzheimer's disease. J Periodontol 2008;79:1535-43.29. Haas MJ, Mooradian AD. Inflammation, high-density lipoprotein and cardiovascular dysfunction. Curr Opin Infect Dis 2011;24:265-72.30. Feingold KR, Grunfeld C. The acute phase response inhibits reverse cholesterol transport. J Lipid Res 2010;51:682-4.31. Kuipers RS, Luxwolda MF, Dijck-Brouwer DA et al. Estimated macronutrient and fatty acid intakes from an East African Paleolithic diet. Br J Nutr 2010;104:1666-87.32. Egger G, Dixon J. Obesity and chronic disease: always offender or often just accomplice? Br J Nutr 2009;102:1238-42.33. Egger G, Dixon J. Non-nutrient causes of low-grade, systemic inflammation: support for a 'canary in the mineshaft' view of obesity in chronic disease. Obes Rev 2010.34. Egger G, Dixon J. Inflammatory effects of nutritional stimuli: further support for the need for a big picture approach to tackling obesity and chronic disease. Obes Rev 2010;11:137-49.35. Blumberg J, Heaney RP, Huncharek M et al. Evidence-based criteria in the nutritional context. Nutr Rev 2010;68:478-84.36. Knutson KL, Van CE. Associations between sleep loss and increased risk of obesity and diabetes. Ann N Y Acad Sci 2008;1129:287-304.37. de Filippo C., Cavalieri D, Di PM et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a compa-rative study in children from Europe and rural Africa. Proc Natl Acad Sci U S A 2010;107:14691-6.38. Volek JS, Phinney SD, Forsythe CE et al. Carbohydrate restriction has a more favorable impact on the metabolic syndrome than a low fat diet. Lipids 2009;44:297-309.39. Cordain L, Eaton SB, Sebastian A et al. Origins and evolution of the Western diet: health implications for the 21st century. Am J Clin Nutr 2005;81:341-54.40. Muskiet FAJ. Evolutionaire geneeskunde. U bent wat u eet, maar u moet weer worden wat u at. Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005;163-84 http://www.nvkc.nl/publicaties/documents/2005-3-p163-184.pdf.41. Kuipers RS, Joordens JA, Muskiet FA. A multidisciplinary reconstruction of Palaeolithic nutrition that holds promise for prevention and treatment of diseases of civilization. Nutritional Research Reviews 2012;in press.42. Rosenberg NA, Pritchard JK, Weber JL et al. Genetic structure of human populations. Science 2002;298:2381-5.43. Holt BM, Formicola V. Hunters of the Ice Age: The biology of Upper Paleolithic people. Am J Phys Anthropol 2008;Suppl 47:70-99.44. Agarwal SC, Grynpas MD. Bone quantity and quality in past populations. Anat Rec 1996;246:423-32.45. Eaton SB, Eaton SB, III, Konner MJ. Paleolithic nutrition revisited: a twelve-year retrospective on its nature and implications. Eur J Clin Nutr 1997;51:207-16.46. Frassetto LA, Schloetter M, Mietus-Synder M, Morris RC, Jr., Sebastian A. Metabolic and physiologic improvements from consuming a paleolithic, hunter-gatherer type diet. Eur J Clin Nutr 2009;63:947-55.47. Ames BN, McCann JC, Stampfer MJ, Willett WC. Evidence-based decision making on micronutrients and chronic disease: long-term randomized controlled trials are not enough. Am J Clin Nutr 2007;86:522-3.48. Rawlins M. De testimonio: on the evidence for decisions about the use of therapeutic interventions. Lancet 2008;372:2152-61.49. Eddy DM. Evidence-based medicine: a unified approach. Health Aff (Millwood ) 2005;24:9-17.50. Hill AB. THE ENVIRONMENT AND DISEASE: ASSOCIATION OR CAUSATION? Proc R Soc Med 1965;58:295-300.51. Grant WB. How strong is the evidence that solar ultraviolet B and vitamin D reduce the risk of can-cer?: An examination using Hill's criteria for causality. Dermatoendocrinol 2009;1:17-24.52. Hanekamp JC, Bast A. Why RDAs and ULs are incompatible standards in the U-shape micronutrient model: a philosophically orientated analysis of micronutrients' standardizations. Risk Anal 2008;28:1639-52.53. Sioen I, De HS, Van CJ, Volatier JL, Leblanc JC. Comparison of the nutritional-toxicological conflict related to seafood consumption in different regions worldwide. Regul Toxicol Pharmacol 2009;55:219-28.54. Sinclair C. Risks and benefits of sun exposure: implications for public health practice based on the Australian experience. Prog Biophys Mol Biol 2006;92:173-8.55. Bischoff-Ferrari HA, Shao A, wson-Hughes B, Hathcock J, Giovannucci E, Willett WC. Benefit-risk assessment of vitamin D supplementation. Osteoporos Int 2010;21:1121-32.56. Taylor RS, Ashton KE, Moxham T, Hooper L, Ebrahim S. Reduced dietary salt for the prevention of cardiovascular disease. Cochrane Database Syst Rev 2011;CD009217.57. He FJ, Macgregor GA. Salt reduction lowers cardiovascular risk: meta-analysis of outcome trials. Lancet 2011;378:380-2.

r e f e r e n t i e s

1-2012onderzoek

27

Answers for life.

www.siemens.nl/healthcare

Een goede gezondheid stelt ons in staat om – in elk opzicht – het beste uit onszelf te halen. Bovendien willen we allemaal op een gezonde manier ouder worden en langer van het leven blijven genieten. Daar profi teren onze kinderen van, maar ook de generaties die na ons komen.

Siemens werkt al meer dan 125 jaar aan innovatieve en betaalbare oplossingen voor de gezondheidszorg. Oplossingen die artsen in staat stellen om aandoeningen in een vroeg stadium op te sporen en die behandeling beter en eerder mogelijk maken. Zo werken we aan duurzame zorg, waarin de patiënt altijd centraal staat.

Omdat gezondheid ons grootste goed isOnze oplossingen hebben impact op de generaties die na ons komen.

VEROUDERING VAN HET IMMUUNSYSTEEM

A.M.H. Boots, afdelingshoofd reumatologie en klinische immunologie

Hoe kan het dat oude mensen minder goed reageren op nieuwe vaccins en tegelijkertijd

vaker last hebben van chronische aandoeningen zoals auto immuunziekten?

Een antwoord op die vraag wordt gezocht in leeftijdsafhankelijke effecten op het

functioneren van het immuunsysteem. Dit bestaat uit twee onderdelen die goed

samenwerken: het aangeboren en het verworven immuunsysteem. Veroudering lijkt

tegengestelde effecten te hebben op de aangeboren en de verworven immuniteit. Zo neemt

de functie van het verworven immuunsysteem af, waardoor een verminderde respons op

vaccins kan worden verklaard en gaan delen van het aangeboren immuunsysteem juist

harder werken, waardoor een laag gradige ontsteking (inflamm ageing) op gang komt. Deze

vorm van ontsteking neemt gradueel toe en onttrekt zich aan de controle mechanismen van

het immuunsysteem.

Regulerende T lymfocyten, als belangrijke bewakers van het immunologische evenwicht

controleren verschillende typen T lymfocyten met effector functie. Veroudering leidt echter

tot veranderingen in samenstelling, omvang en functie van het T cel compartiment. Zo leidt

de leeftijdsafhankelijke atrofie van de thymus tot een verminderde aanmaak van nieuwe T

lymfocyten en leidt een levenslange blootstelling aan antigenen tot ophoping van geheugen

cellen. Recent onderzoek laat zien dat in de context van ontsteking ook regulerende T

lymfocyten nieuwe ontstekings bevorderende functies kunnen verwerven.

In het kader van gezond ouder worden is het dus van belang om kenmerken van een

chronologisch verouderend immuunsysteem goed in kaart te brengen. Deze

referentiewaarden in gezonde ouderen vormen dan de basis voor verder onderzoek in

kwetsbare en zieke ouderen. Omdat T lymfocyten de zwakste schakel vormen in het

verouderende immuunsysteem zal deze lezing in gaan op ons onderzoek naar de rol van T

lymfocyten als mogelijke voorspellers van kwetsbaarheid en naderende auto immuunziekte

met het doel om te komen tot de definitie van biomarkers die kunnen bijdragen aan een

verbeterd immuun risico profiel.

28

TELOMEERLENGTE EN VEROUDERING

P. M. Lansdorp, wetenschappelijk directeur

Telomerase activity is readily detectable in extracts from human hematopoietic stem and

progenitor cells, but appears unable to maintain the telomere length in such cells with

proliferation in vitro and with age in vivo. Because human HSCs and primitive progenitor

cells are rare cells that typically reside in the bone marrow, they are difficult to study

directly in large numbers of normal humans. In contrast, the various nucleated blood cells

that are derived from hematopoietic stem cells are easily accessible for studies.

In order to further study the role of telomerase in hematopoiesis we performed a detailed

study of the median telomere length in five distinct leukocyte subpopulations from 835

normal individuals and 89 patients with reduced telomerase activity resulting from haplo

insufficiency for either the telomerase RNA gene (hTERC) or the telomerase reverse

transcriptase (hTERT) gene. The median telomere lengths in several subpopulations of

nucleated blood cells over the human life span, from birth to 100 years was measured using

flow FISH. Our results show that telomere length in normal individuals varies over a broad

range at any given age, that telomere length on average is longer in females than in males

and that the rate of telomere attrition varies with age and with cell type. Albeit with

different dynamics, telomere length declined with age for each of the leukocyte

subpopulations tested. These observations support differences in the turnover between

circulating cell types and a limiting role for telomerase in telomere length maintenance. Our

data highlight a potential important, limiting role for telomeres in the proliferation of

memory T lymphocytes and NK/NKT cells in the elderly.

Strikingly, patients that are haplo insufficient for one of the telomerase genes showed very

short telomeres at all ages. These results demonstrate that normal telomerase levels are

essential to limit the loss of telomere repeats in normal hematopoietic stem cells and

prevent the onset of a wide spectrum of telomerase deficiency diseases such as dyskeratosis

congenita, bone marrow failure and pulmonary fibrosis. Our results point to a crucial, rate

29

limiting role for telomerase in normal HSC function supporting the concept that telomere

shortening is a major factor controlling blood cell production.

Referentiehttp://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1002696

30

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

3

100

OVERZICHTSARTIKELEN

Samenvatting Summary

Auteurs: dhr. dr. J.J. Zwaginga, hematoloog en hoofd Centrum voor Stamceltherapie, afdeling Immunohematologie en Bloed-transfusie,

Leids Universitair Medisch Centrum en Jon J. van Rood Centrum voor klinisch transfusiegeneeskundig onderzoek, mw. dr. H. Roelofs,

supervisor translationeel onderzoek, afdeling Immunohematologie en Bloedtransfusie, Leids Universitair Medisch Centrum, mw. dr. L.M.

Ball, kinderhemato-oncoloog, afdeling Pediatrie, sectie Hemato-oncologie, Immunologie en Stamceltransplantatie, Leids Universitair

Medisch Centrum. Correspondentie graag richten aan dhr. dr. J.J. Zwaginga, hematoloog, afdeling Immunohematologie en Bloedtransfusie,

Leids Universitair Medisch Centrum, Postbus 9600, 2300 RC Leiden, tel.: 071 526 38 27, e-mailadres: j.j.zwaginga@lumc.nl

Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld.

Trefwoorden: auto-immuunziekten, celtherapie, graft-versus-hostziekte, mesenchymale stromacel, regeneratieve geneeskunde

Key words: autoimmune disease, cell therapy, graft-versus-host disease, mesenchymal stromal cell, regenerative medicine

Mesenchymale stromaleceltherapie: zeker- en onzekerheden Mesenchymal stromal cell therapy: certainties and uncertainties

J.J. Zwaginga, H. Roelofs en L.M. Ball

31

OVERZICHTSARTIKELEN

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

101

InleidingDe mesenchymale stamcel (MSC) is te kweken uit de stromale celfractie die uit meerdere weefsels zoals vet, beenmerg of foetale weefsels kan worden geïsoleerd. De MSC is de voorloper van al deze celtypen, wat blijkt uit het feit dat men deze in vitro kan kweken en differentiëren tot bot, kraakbeen, vet en zenuw-cellen.1 Om deze reden worden MSC uit diverse stromale bronnen als regeneratieve therapie getest. Anderzijds zijn het hun micro-omgevingsbepalende eigenschappen die bijvoorbeeld in beenmerg de hematopoëse ondersteunen. Het is daarom begrijpe-lijk dat MSC worden aangewend om hematopoëse en ‘engraftment’ van hematopoëtische stamcellen (HSC) na stamceltransplantatie te bevorderen.2 Ten slotte zijn de MSC in staat tot sterke immuunonderdruk-kende effecten.

MSC voor immuunmodulatieRustende MSC hebben beperkte antigeenpresen- terende eigenschappen door het ontbreken van ‘major histocompatibility complex’ (MHC) klasse II en costimulatoire moleculen. Meer actief immuun-modulerende eigenschappen van MSC zijn beschreven in Figuur 1. Zowel B- als T-lymfocyten, dendritische cellen en ‘natural killer’ (NK)-cellen worden in hun effectorfunctie door MSC via cel-celcontact en door gesecreteerde cytokinen geremd.3-11 De multipele immuunonderdrukkende eigenschappen zijn de reden dat MSC als therapie worden getest bij ver-schillende inflammatoire en auto-immuunziekten, zoals de ziekte van Crohn.8,12-14 In diermodellen voor auto-immuunencefalitis (een model voor multipele sclerose (MS)) en auto-immuundiabetes, blijken MSC actief.15,16 Bij patiënten is echter de effectiviteit van MSC bij graft-versus-hostziekte (‘graft-versus-host di-sease’; GVHD) tot nu toe het meest veelbelovend. Ook worden onderzoeken verricht bij patiënten met MS, systemische lupus erythematodus, systemische sclerose en vasculitis. Ten slotte moet het gebruik van MSC ter behandeling bij niertransplantaatafstoting worden genoemd.17-20 In het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) worden MSC getest bij de ziekte van Crohn, bij biopsiebevestigde niertransplantaat-rejectie en bij corticosteroïdresistente GVHD. Een recente eenarmige fase I/II multicentrumstudie re-sulteerde in 80 en 60% complete en partiële remissie van GVHD bij respectievelijk kinderen en volwasse-

nen.17 Of en welke van de in vitro aangetoonde mechanismen in vivo een rol spelen, is echter nog geheel onduidelijk. Grote verschillen in respons tussen patiënten doen vermoeden dat de werking van MSC door de in-vivosituatie erg kan worden beïnvloed. In dit opzicht werd aangetoond dat het MSC-fenotype sterk kan veranderen door cytokines als tumorne-crosefactor en interferon-gamma.21 Additioneel kunnen immuunsuppresiva, zoals cyclosporine en mycofeno-laat, de immuunmodulerende werking van MSC bij patiënten wisselend beïnvloeden.

MSC voor regeneratieve doeleindenDe differentiatiecapaciteit van MSC die in in-vitro-experimenten kan worden aangetoond, lijkt op het eerste gezicht het meest te passen bij regeneratieve therapie. De micro-omgevingbeïnvloedende eigen-schappen van MSC, en het hiermee moduleren van de lokale ontstekingsreactie en de natuurlijke weefsel-regeneratie, zijn echter waarschijnlijk zelfs van groter belang voor hun regeneratieve effect dan de in-vivo-differentiatie tot nieuw weefsel. Er is namelijk weinig bewijs voor significante engraftment en differentiatie van MSC in targetweefsels in vivo.22-24 MSC worden het meest getest bij schade aan het hartweefsel, zoals na een infarct of bij chronisch hartfalen, maar ook voor genezing van anale fistels, blaasbloedingen, bot- en longschade. MSC zijn daarnaast met suggestief resultaat gebruikt voor metachromatische leukodys-trofie (arylsulfatase-A-deficiëntie) en bij osteogenesis imperfecta.8 In het LUMC worden MSC gecotrans-planteerd met CD34+-HSC van een halo-identieke donor. Hiermee werd het vroeger regelmatig (ongeveer 20%) geobserveerde hematopoëtische graftfalen op-vallend genoeg niet meer gezien.3 Ook hier is niet aangetoond dat de versnelde ‘reparatie’ van het door chemo-radiotherapie beschadigde beenmerg afhanke-lijk is van MSC-‘engraftment’ ter plekke.

MSC-‘homing’ en -‘engraftment’Bij patiënten is de ‘homing’ en ‘engraftment’ van MSC tot nu toe moeilijk te meten. Het overgrote deel van de informatie is dus afkomstig uit dier- modellen. MSC blijken in dierexperimenteel onder-zoek initieel terecht te komen in het pulmonale vaatbed. Na enkele uren zijn ze echter terug te vinden in vele weefsels, hoewel er een lichte voorkeur is voor

32

NEDERLANDS TIJDSCHRIFT VOOR HEMATOLOGIE

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

3

ontstoken weefsels.24 Receptorafhankelijke adhesie van specifieke superfamilieselectine en -immuun-globuline tussen MSC en geactiveerde bloedvaten is hierbij aangetoond. De lage expressie van deze moleculen op MSC verklaart de lage efficiëntie van deze specifieke adhesieve interacties, hoewel cyto-kines in vivo of in vitro tijdens kweek deze kunnen verhogen.25 Aspecieke capillaire ‘entrapment’ van MSC lijkt het meest voor te komen met vermindering van hun lokale werking en dosiseffect.22,24 Onlangs werd echter aangetoond dat het vastlopen van MSC in de longen daar juist leidt tot afgifte van het anti-inflam-matoire eiwit TSG-6 met hierdoor een verbetering van de systemisch immuunmodulatoire werking van MSC.26 De overleving van MSC zal vervolgens door immuuncompetentie van de host, maar ook door de lokale micro-omgeving worden beïnvloed. Met be-trekking tot de rol van afstoting zijn MSC, zelfs in diermodellen waar geen afstoting is te verwachten, zeer beperkt en meestal slechts nog enkele dagen na infusie aantoonbaar. Het is dus onduidelijk of de therapeutische effectiviteit van MSC afhankelijk is van een structurele en langer durende fysieke aan-

wezigheid of dat ook kortdurende aanwezigheid van MSC, bijvoorbeeld door middel van uitscheiding van cytokines, leidt tot een voordelige hostgeïnduceerde respons. Het fysiek of via ‘labelling’ aantonen van therapeutische cellen na toediening is uiteindelijk essentieel om deze vraag op te lossen en om te be-antwoorden of MSC zich lokaliseren in beschadigde of ontstoken weefsels of dat zij juist systemisch werken. Het bestuderen van ‘engraftment’ zou in dit opzicht makkelijker moeten zijn na topicale toepas-singen van MSC. Hierbij is voor ongelabelde MSC in diermodellen gebleken dat snelle differentiatie van MSC naar host-like cellen de detectie bemoeilijkt. Labellingmethoden moeten in ieder geval veilig en voldoende gevoelig zijn, en geen invloed hebben op relevante MSC-functies.

Autologe versus allogene MSC: effectiviteit en veiligheidEen andere belangrijke kwestie is of en wanneer we zouden moeten kiezen voor autologe of allogene MSC als therapie. Met allogene MSC kunnen bij-

10233

OVERZICHTSARTIKELEN

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

103

voorbeeld - zoals bij alle allogene celproducten - donor-pathogenen worden overgebracht aan de patiënt. Een goede screening van de MSC-donor hierop be-perkt dit risico echter tot een minimum. Een nadeel voor autologe MSC is dat er sprake kan zijn van een potentiële ziektegerelateerde disfunctie. Tot op heden zijn er echter bij MSC van patiënten met auto- immuunziekten en andere inflammatoire aandoe-ningen nog geen aanwijzingen dat ze anders zijn dan die van gezonde individuen.14,27 Een duidelijker en praktisch nadeel van autologe geëxpandeerde MSC is dat ze niet direct beschikbaar zijn voor therapeutisch gebruik. Dit in tegenstelling tot vooraf gekweekte allogene ongematchte MSC die als ‘off-the-shelf- product’ kunnen worden bereid. Hoewel veel ont-wikkelingen gericht zijn op het verkorten van de MSC-kweek, moet voor zo’n kweek met de nood-zakelijke kwaliteitscontroles vaak nog een periode van 6-7 weken worden gerekend.Als blijkt dat MSC stabiel in vivo overleven met dif-ferentiatie en proliferatie, dan neemt hiermee ook het risico toe op bijwerkingen, zoals ectopische weefselvorming en wellicht maligne transformatie. De in-vivo-overleving zou in dit opzicht voor autologe en allogene MSC kunnen verschillen. MSC worden namelijk wel beschouwd als hypo-immunogeen, maar zijn immunologisch niet inert.28 Zo kan de lage MHC-expressie op MSC leiden tot NK-celtoxiciteit, maar kan de MHC-expressie en dus de T-celimmuno-geniciteit van MSC ook toenemen door activerende condities. Autologe MSC hebben hierdoor logischerwijs een overlevingsvoordeel in vivo vergeleken met allogene MSC bij een immuuncompetente patiënt. Opmerke-lijk is tevens dat in de meeste therapeutische modules en diermodellen, ‘engraftment’ van zowel autologe

als allogene MSC zeer gering is of niet kan worden aangetoond. Het voorspellen van het eindresultaat wordt nog moeilijker, omdat de allorespons zelf de activiteit van de MSC weer kan veranderen.MSC kunnen verder door hun pluripotentie in theorie differentiëren tot meerdere mesenchymale stamcellen en dus tot ectopisch en afunctioneel weefsel in vivo. Ook houdt het in-vitro-MSC-expansieproces een theoretisch risico in op het ontstaan van celklonen, maligne transformatie en genetische instabiliteit. Naast genetische afwijkingen is inderdaad aangetoond dat in MSC-kweken van knaagdieren frequent tumorigene cellen ontstaan.29,30 Ook zijn genetisch afwijkende cellen in humane MSC-kweken gerapporteerd. In deze gevallen gaat het waarschijnlijk om cellen aan het einde van hun delingscapaciteit die in de kweek in frequentie afnemen.31 In eerdere publicaties over tumorigene cellen in humane MSC-kweken werd niet gekeken of de tumorcellen afkomstig waren van de MSC of werd juist aangetoond dat de tumorigene cellen contaminerende cellen van andere herkomst waren.32-34 Humane gekweekte MSC vormen zelfs in langdurige kweken geen tumorcellen.35 Bij klinische toepassingen worden bij voorkeur MSC van relatief korte kweken met weinig passages gebruikt en pas na het vaststellen van een normaal karyotype.Een bijwerking die voor zowel allogene als autologe MSC moet worden overwogen, zou kunnen liggen in de (extra) immuunsuppressie door MSC met onder-drukking van de algemene tumor- en pathogeen-surveillance bij de patiënt. Dit zou bijvoorbeeld kunnen leiden tot remming van het graft-versus- tumoreffect bij HSC-transplantatiepatiënten en een toename in (reactivering van) virusinfecties. Tot nu toe zijn in de follow-upgegevens van behandelde patiënten hiervoor echter geen concrete aanwijzingen.36

aan- (+) en afwezig (-)

adhesie aan plastic +

CD73, CD90, CD105, HLA-A, -B, -C +

CD34, CD45, CD80, CD3, CD31, PECAM, HLA-DR -

karyotypische afwijkingen -

HLA=humaan leukocytenantigeen, PECAM=‘platelet endothelial cell adhesion molecule’.

Tabel 1. Markers van mesenchymale stamcellen.

34

NEDERLANDS TIJDSCHRIFT VOOR HEMATOLOGIE

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

3

104

Samenvattend weten we dus niet hoe autologe en allogene MSC van elkaar verschillen in ‘homing’ en ‘engraftment’. Tevens weten we niet in hoeverre hun uiteindelijke effectiviteit en veiligheid hieraan te relateren zijn. De keuze tussen autologe versus allo-gene MSC en de rechtvaardiging van deze keuze naar de regelgevende instanties met betrekking tot effectiviteit en veiligheid, is daarmee tot nu toe slechts theoretisch. De genoemde mogelijke bijwer-kingen vereisen in ieder geval lange en preferentieel levenslange monitoring van behandelde patiënten.

Standaardisatie van therapie en kwaliteitcontrolesEen uniek fenotype voor gekweekte MSC is tot nu toe niet voorhanden. Functioneel worden MSC in ieder geval getypeerd door adhesie aan, en groei en expansie op plastic substraat en in vitro te induceren differentiatie naar diverse mesenchymale celtypen. Daarnaast moet een combinatie van aanwezige anti-gene markers zijn vastgesteld (zie Tabel 1).1 Ook het ontbreken van karyotypische veranderingen aan het einde van ex-vivokweken in aanwezigheid van additionele groeifactoren wordt vaak als uitgiftecrite-rium gebruikt. Meer in detail blijven er duidelijke verschillen tussen lang- en kortgekweekte MSC onder-ling en tussen MSC van diverse bronnen, tot nu toe meestal vet en beenmerg. Deze verschillen betreffen bijvoorbeeld de migratie- en proliferatiecapaciteit, additionele antigene markers, maar ook de secretie van cytokinen. Complicerend in dit opzicht is dat het niet duidelijk is welke in-vitroparameters van het MSC-celproduct correleren met de gewenste thera-peutische specificiteit en efficiëntie. In dit opzicht is het van belang om vast te stellen in hoeverre het fenotype van het celproduct en de dosis het effect bepalen. Zoals gezegd, duiden de opmerkelijke ver-schillen in effectiviteit tussen patiënten op patiënt-specifieke factoren die de werking van MSC-therapie bepalen. Ook dient men zich te realiseren dat iedere productieaanpassing (bijvoorbeeld introductie van een snellere kweekmethode of een manier om (bovine)serum in de kweken te vermijden) fundamentele verschillen in de MSC-populatie en hun therapeutisch potentiaal tot gevolg kan hebben.37 Optimalisatie van product en therapie moet dus uitgaan van een zo uniform mogelijk celproduct als ‘gouden’ standaard. Een dergelijke standaard is bij voorkeur een product

dat in eerdere onderzoeken is gebruikt en effectief is gebleken. De ex-vivo-expansie van therapeutische MSC maakt dat deze therapie per definitie een ‘advanced tissue medicinal product’ is en zal uiteindelijk alleen kunnen plaatsvinden in centra met een orgaan-bankvergunning en ‘Good Manufacturing Practice’-faciliteiten.

ConclusieMSC hebben door hun in vitro aangetoonde eigen-schappen in potentie grote therapeutische mogelijk-heden. Hun eigenschappen om zich specifiek te lokaliseren in patiëntenweefsel en het belang ervan is echter onbekend. In diermodellen is deze ‘homing’ na intraveneuze toediening van hoge doseringen weliswaar aantoonbaar, maar zeer beperkt ten opzichte van de gegeven dosis. Mocht de klinische effectiviteit van MSC in plaats daarvan berusten op paracriene factoren, die meer of minder kortdurend, maar vooral systemisch werken, dan zou ook infusie van deze para-criene factoren als therapie kunnen worden overwogen. Anderzijds verdient een meer specifiek en lokaal-werkende therapie de voorkeur. Het begrijpen en daarna stimuleren van specifieke ‘homing’, ‘engraft-ment’ en dus de specifieke lokale effectiviteit van MSC is hiervoor van groot belang. Onderzoek naar de specifieke lokale effecten van MSC kan het beste in diermodellen en bij patiënten bij niet-systemische, topicale toepassingen van MSC plaatsvinden.Samenvattend moet worden geconcludeerd, dat ook de positieve resultaten met MSC in klinische studies nog multi-interpretabel zijn. Vaak gaat het om beperkte eenarmige veiligheids- en haalbaarheidsstudies of om gerandomiseerde studies, waarin voor de controle-groep een bufferinfusie is gebruikt. In nieuwe onder-zoeken wordt hopelijk gerandomiseerd tussen ver-schillende doses of toedieningswegen van een zo uniform mogelijk in eerdere onderzoeken effectief gebleken MSC-product. Ook kan een vergelijking worden gemaakt tussen deze ‘gouden’ standaard en een nieuw te testen MSC (bijvoorbeeld van een andere bron of na een andere kweekmethode). Voor voldoende inclusie is het uitvoeren van een onderzoek in een multicentrum/consortiumverband essentieel, waarbij afspraken over een uniform product en weder-om een standaard goudenstandaardgroep essentieel zijn. Het programma van de European Group for Blood and Marrow Transplantation-subgroep, die dergelijke

35

OVERZICHTSARTIKELEN

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

105

onderzoeken nastreeft, is een goed voorbeeld van een succesvolle strategie.16

Tevens moet er in nieuwe onderzoeken worden ge-tracht het lot van de toegediende MSC door labelling te monitoren. Naast een uitgebreide karakterisatie van de geïnfundeerde MSC, bijvoorbeeld door ook de effecten in parallelle dierstudies te bestuderen, dient ook de MSC-gemedieerde hostrespons te worden bestudeerd. De verschillen tussen de geïnfundeerde MSC en tussen pre- en postinfusiebiomarkers bij wel en niet goed responderende patiënten kunnen in dit opzicht belangrijke nieuwe inzichten geven. Van productoptimalisatie kan namelijk pas sprake zijn als we begrijpen wat deze ‘optimalisatie’ verandert op het gebied van ‘homing’, ‘engraftment’ en de in-vivo-effecten van MSC-therapie.

Referenties1. Fibbe WE, Lazarus HM. Mesenchymal stem cells and hematopoietic stem

cell transplantation. In: Atkinson K, Champlin R, Brenner MA, Fibbe WE, Ritz J,

Ljungman P. Clinical bone marrow and blood stem cell transplantation, 3rd

edition. Cambridge University Press, 2004: p 67-78.

2. Nauta AJ, Fibbe WE. Immunomodulatory properties of mesenchymal stromal

cells. Blood 2007;110:3499-506.

3. Ball LM, Bernardo ME, Roelofs H, Lankester A, Cometa A, Egeler RM, et al.

Cotransplantation of ex vivo expanded mesenchymal stem cells accelerates

lymphocyte recovery and may reduce the risk of graft failure in haplo-identical

hematopoietic stem cell transplantation. Blood 2007;110:2765-7.

4. Krampera M, Glennie S, Dyson J, Scott D, Laylor R, Simpson E, et al.

Bone marrow mesenchymal stem cells inhibit the response of naive and

memory antigen-specific T-cells to their cognate peptide. Blood 2004;101:

3722-9.

5. Aggarwal S, Pittenger MF. Human mesenchymal stem cells modulate

allogeneic immune cell responses. Blood 2005;105:1815-22.

6. Sotiropoulou PA, Perz SA, Gritzapis AD, Baxevanis CN, Papamichail M.

Interactions between human mesenchymal stem cells and natural killer cells.

Stem Cells 2006;24:74-85.

7. Meisel R, Zibert A,Laryea M, Göbel U, Däubener W, Dilloo D. Human bone

marrow stromal cells inhibit allogeneic responses by indoleamine 2,3 dioxy-

genase mediated tryptophan degradation. Blood 2004;103:4619-21.

8. Uccelli A, Moretta L, Pistoia V. Mesenchymal stem cells in health and

disease. Nature Reviews Immunol 2008;8:726-36.

9. Bernado ME, Ball LM, Cometo A, Roelofs H, Zecca M, Avanzini MA, et al.

Coinfusion of ex vivo-expanded, parental MSCs prevents life-threatening

acute GVHD, but does not reduce the risk of graft failure in pediatric patients

undergoing allogeneic umbilical cord blood transplantation. Bone Marrow

Transplant 2011;46:200-7.

10. Jiang XX, Zhang Y, Liu B, Wu Y, Yu XD, Mao N. Human mesenchymal

stem cells inhibit differentiation and function of monocyte derived dendritic

cells. Blood 2005;105:4120-6.

11. Nauta AJ, Kruisselbrink AB, Lurvink E, Willemze R, Fibbe WE. Mesenchy-

mal stem cells inhibit generation and function of both CD34+-derived and

monocyte-derived dendritic cells. J Immunol 2006;177:2080-7.

12. Newman RE. Treatment of inflammatory diseases with mesenchymal

stem cells. Inflamm Allergy Drug Targets 2009;8:110-23.

13. Tyndall A, Uccelli A. Multipotent mesenchymal stromal cells for auto-

immune diseases: teaching new dogs old tricks. Bone Marrow Transplant

2009;43:821-8.

14. Duijvestein M, Vos AC, Roelofs H, Wildenberg ME, Wendrich BB,

Verspaget HW, et al. Autologous bone marrow-derived mesenchymal stromal

cell treatment for refractory luminal Crohn’s disease: results of a phase I

study. Gut 2010;59:1662-9.

15. Gerdoni, E, Gallo B, Casazza S, Musio S, Bonanni I, Pedemonte E, et al.

Mesenchymal stem cells effectively modulate pathogenic immune response

in experimental autoimmune encephalomyelitis. Ann Neurol 2007;61:

219-27.

16. Lee RH, Seo MJ, Pulin AA, Spees JL, Pulin AA, Olson SD, et al. Multi-

potent stromal cells from human marrow home to and promote repair of

pancreatic islets and renal glomeruli in diabetic NOD/SCID mice. Proc Natl

Acad Sci USA 2006;103:17438-43.

17. Le Blanc K, Ball LM, Frassoni F, Locatelli F, Lewis I, Bernardo ME, et al.

Use of bone marrow derived expanded mesenchymal stem cells in the treat-

ment of steroid refractory acute GvHD. Lancet 2008;371:1579-86.

Aanwijzingen voor de praktijk

1.

2.

36

NEDERLANDS TIJDSCHRIFT VOOR HEMATOLOGIE

Jaargang 8, nummer 3 - 2011

3

106

18. Le Blanc K, Rasmusson I, Sundberg B, Götherström C, Hassan M,

Uzunel M, et al. Treatment of severe acute graft-versus-host disease

with third party haploidentical mesenchymal stem cells. Lancet 2004;363:

1439-41.

19. Ringden O, Uzunel M, Rasmusson I, Remberger M, Sundberg B,

Lönnies H, et al. Mesenchymal stem cells for treatment of therapy resistant

graft-versus-host disease. Transplantation 2006;81:1390-7.

20. Crop MJ, Baan CC, Korevaal SS, IJzermans JN, Alwayn IP, Weimar W,

et al. Donor-derived mesenchymal stem cells suppress alloreactivity of

kidney transplant patients. Transplantation 2009;87:896-906.

21. Hemeda H, Jakob M, Ludwig AK, Giebel B, Lang S, Brandau S. Inter-

feron-gamma and tumor necrosis factor-alpha differentially affect cytokine

expression and migration properties of mesenchymal stem cells. Stem Cells

Dev 2010;19:693-706.

22. Karp JM, Teo GS. Mesenchymal stem cell homing: The devil is in the

details. Review Cell Stem Cell 2009;4:206-316.

23. Pozzi S, Lisini D, Podesda M, Bernardo ME, Sessarego N, Piaggio G,

et al. Donor multipotent mesenchymal stromal cells may engraft in pediatric

patients given either cord blood or bone marrow transplantation. Exp Hematol

2006;34:934-42.

24. Devine SM, Cobbs C, Jennings M, Bartholomew A, Hoffman R. Mesen-

chymal stem cells distribute to a wide range of tissues following systemic

infusion into non-human primates. Blood 2003;101:2999-3001.

25. Ruster B, Göttig S, Ludwig RJ, Bistrian R, Müller S, Seifried E, et al.

Mesenchymal stem cells display coordinated rolling and adhesion behavior

on endothelial cells. Blood 2006;108:3938-44.

26. Lee RH, Pulin AA, Seo MJ, Kota DJ, Ylostalo J, Larson BL, et al. Intra-

venous hMSCs improve myocardial infarction in mice because cells imbolized

in lung are activated to secrete the anti-inflammatory protein TSG-6. Cell

Stem Cell 2009;5:54-63.

27. Kastrinaki MC, Sidiropolos P, Roche S, Ringe J, Lehmann S, Kritikos H,

et al. Functional, molecular and proteomic characterization of bone marrow

mesenchymal stem cells in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis 2008;67:

741-9.

28. Nauta AJ, Westerhuis G, Kruisselbrink AB, Lurvink EG, Willemze R,

Fibbe WE. Donor-derived mesenchymal stem cells are immunogenic in an

allogeneic host and stimulate donor graft rejection in a nonmyeloablative

setting. Blood 2006;108:2114-20.

29. Miura M, Miura Y, Padilla-Nash HM, Molinolo AA, Fu B, Patel V, et al.

Accumulated chromosomal instability in murine bone marrow mesenchymal

stem cells leads to malignant transformation. Stem Cells 2006;24:1095-103.

30. Tolar J, Nauta AJ, Osborn MJ, Panoskaltsis Mortari A, McElmurry RT,

Bell S, et al. Sarcoma derived from cultured mesenchymal stem cells. Stem

Cells 2007;25:371-9.

31. Tarte K, Gaillard J, Lataillade JJ, Fouillard L, Becker M, Mossafa H, et al.

Clinical-grade production of human mesenchymal stromal cells: occurrence

of aneuploidy without transformation. Blood 2010;115:1549-53.

32. Rubio D, Garcia S, Paz MF, De la Cueva T, Lopez-Fernandez LA, Lloyd AC

et al. Molecular characterization of spontaneous mesenchymal stem cell

transformation. PLoS One 2008;3:e1398.

33. Røsland GV, Svendsen A, Torsvik A, Sobala E, McCormack E, Immervoll H,

et al. Long-term cultures of bone marrow-derived human mesenchymal stem

cells frequently undergo spontaneous malignant transformation. Cancer Res

2009;69:5331-9.

34. Torsvik A, Røsland GV, Svendsen A, Molven A, Immervoll H, McCormack E,

et al. Spontaneous malignant transformation of human mesenchymal stem

cells reflects cross-contamination: putting the research field on track - letter.

Cancer Res 2010;70:6393-6.

35. Bernardo ME, Zaffaroni N, Novara F, Cometa AM, Avanzini MA, Moretta A,

et al. Human bone marrow derived mesenchymal stem cells do not undergo

transformation after long-term in vitro culture and do not exhibit telomere

maintenance mechanisms. Cancer Res 2007;67:9142-9.

36. Karlsson H, Samarasinghe S, Ball LM, Sundberg B, Lankester AC, Dazzi F,

et al. Mesenchymal stem cells exert differential effects on alloantigen and

virus-specific T cell responses. Blood 2008;112:532-41.

37. Doucet C, Ernou I, Zhang Y, Llense JR, Begot L, Holy X, et al. Platelet

lysates promote mesenchymal stem cell expansion: a safety subtitute for

animal serum in cell-based therapy applications. J Cell Physiol 2005;205:

228-36.

Ontvangen 4 augustus 2010, geaccepteerd 4 januari 2011.

37

HOE FUNCTIONEERT HET OUDERE BREIN?

L.H.P. Eggermont, universitair docent

Bepaalde gebieden in de hersenen ontwikkelen zich pas laat en blijken juist kwetsbaar voor

veroudering en verschillende subtypen dementie1. Zo zijn de frontale hersengebieden pas

volledig ontwikkeld rond ons 25e levensjaar. De frontale hersengebieden (de prefrontale

cortex in het bijzonder) spelen een belangrijke rol in hersencircuits die cruciaal zijn ons

dagelijks functioneren2. Zo zijn zij betrokken bij ons sociale functioneren (zoals het kunnen

inschatten of bepaalde handelingen sociaal gepast zijn of niet)3 en het kunnen uitvoeren van

dagelijkse handelingen, zoals ons aankleden, boodschappen doen en het eten voorbereiden

(‘Activiteiten van het Dagelijks Leven: ADL)2. Het kunnen uitvoeren van deze handelingen is

noodzakelijk voor het zelfstandig kunnen functioneren. Zodra er stoornissen optreden in de

hersengebieden die hiervoor ingezet worden zullen er beperkingen optreden in het dagelijks

leven. Neuropsychologen brengen het functioneren van deze hersengebieden in kaart door

neuropsychologische testen af te nemen die de cognitieve functies meten die hierbij

betrokken zijn. Voorbeelden van deze functies zijn het kunnen plannen van handelingen, het

kunnen coördineren van de handelingen en het kunnen remmen van bepaald gedrag. Scores

op de neuropsychologische taken die deze uitvoerende (‘executieve’) functies meten,

hangen dan ook samen met allerlei belangrijke zaken die ons zelfstandig functioneren

bepalen. Te denken valt aan het uitvoeren van ADL4, het onszelf kunnen manoeuvreren

door de omgeving zonder te vallen5 en het kunnen managen van het hebben van een

chronische ziekte (zoals medicatietrouw6). Het intact zijn van deze executieve functies is een

vereiste om alleenstaand te kunnen wonen.

Een hersengebied wat een belangrijke rol speelt bij het kunnen uitvoeren van dagelijkse

handelingen is de hippocampus. Dit hersengebied, gelegen aan de zijkant van onze

hersenen, de temporaal lob, is vooral bekend voor de betrokkenheid bij het geheugen.

Echter, dit hersengebied is eveneens sterk betrokken bij meer basale, maar eveneens

cruciale dagelijkse handelingen, zoals lopen5. Vroeger werd gedacht dat lopen slechts een

simpele, automatische handeling was, maar het blijkt uit recenter onderzoek dat het lopend

kunnen manoeuvreren door de omgeving een integratie vraagt van verschillende soorten

38

informatie, zoals perceptuele, sensomotorische en ruimtelijke informatie. Hierbij speelt de

hippocampus een essentiële rol5. De hippocampus is echter een hersengebied dat in een

reeds vroeg stadium is aangedaan bij een belangrijke vorm van dementie, de ziekte van

Alzheimer7. Naast cognitieve stoornissen vertonen deze patiënten met de ziekte van

Alzheimer ook milde loopstoornissen, deze staan echter niet op de voorgrond8. Aandacht

hiervoor is gezien onder andere valgevaar wel degelijk belangrijk.

Tijdens het ouder worden is het blijven stimuleren van deze gebieden, zoals de prefrontale

cortex en de hippocampus, een belangrijk gegeven. Gedurende ons hele leven bouwen we

een cognitieve hersenreserve op door deel te nemen aan cognitieve, lichamelijke en sociale

activiteiten9. Zo zijn er meerdere studies die aantonen dat personen die cognitief,

lichamelijk en sociaal actiever zijn op middelbare leeftijd, een kleiner risico hebben op

cognitieve achteruitgang en dementie10,11. Bij dit type studies blijft de oorzaak gevolg relatie

echter onduidelijk. Er zijn echter eveneens gecontroleerde, gerandomiseerde trials die

bijvoorbeeld de effecten van meer beweging op het cognitief functioneren bij ouderen

onderzoeken. Deze studies hebben bewijs geleverd dat bewegingsprogramma’s met name

leiden tot een verbetering van de uitvoerende (executieve) functies, die zo cruciaal zijn voor

het onafhankelijk kunnen functioneren12,13. Dierexperimentele studies beschrijven

onderliggende mechanismen voor deze effecten, zoals neurogenese, angiogenese en

synaptogenese14. Ook blijkt uit dierexperimentele studies dat bepaalde neuropathologie van

de ziekte van Alzheimer (ophoping van het amyloid eiwit) eveneens afneemt na beweging15.

Tot slot verdienen de desastreuze gevolgen van lichamelijke inactiviteit op de hersenen

aandacht. De prefrontale cortex speelt een belangrijke rol in het remmen van (sociaal

onwenselijk) gedrag16. Een gebrek aan stimulatie van dit deel van de hersenen en de

daarmee verbonden hersengebieden zal de atrofie van de hersencellen stimuleren (‘use it

or lose it’)17. Onrustig gedrag kan hierdoor toenemen16. Het is daarom van essentieel belang

dat ouderen, met name ook in zorginstellingen, gestimuleerd worden tot lichamelijke

activiteit.

39

Referenties1. Scherder E, Eggermont L, Visscher C, Scheltens P, Swaab D. Understanding higher level

gait disturbances in mild dementia in order to improve rehabilitation: 'last in first out'.Neurosci Biobehav Rev 2011;35:699 714.

2. Cahn Weiner DA, Farias ST, Julian L, Harvey DJ, Kramer JH, Reed BR, Mungas D, WetzelM, Chui H. Cognitive and neuroimaging predictors of instrumental activities of dailyliving. J Int Neuropsychol Soc 2007;13:747 57.

3. Stuss DT, Winocur G, Robertson IA. Cognitive Neurorehabilitation, second edition.Evidence and Application. New York: Cambridge University Press, 2008.

4. Pereira FS, Yassuda MS, Oliveira AM, Forlenza OV. Executive dysfunction correlates withimpaired functional status in older adults with varying degrees of cognitive impairment.Int Psychogeriatr. 2008;20:1104 15.

5. Sheridan PL, Hausdorff JM. The role of higher level cognitive function in gait: executivedysfunction contributes to fall risk in Alzheimer's disease. Dement Geriatr Cogn Disord2007;24:125 37.

6. Insel K, Morrow D, Brewer B, Figueredo A. Executive function, working memory, andmedication adherence among older adults. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci2006;61:P102 7.

7. Bastos Leite AJ, Scheltens P, Barkhof F. Pathological aging of the brain: an overview. TopMagn Reson Imaging 2004;15:369 89.

8. Scherder E, Eggermont L, Swaab D, van Heuvelen M, Kamsma Y, de Greef M, van Wijck R,Mulder T. Gait in ageing and associated dementias; its relationship with cognition.Neurosci Biobehav Rev 2007;31:485 97.

9. Tucker AM, Stern Y. Cognitive reserve in aging. Curr Alzheimer Res 2011;8:354 60.10. Fratiglioni L, Paillard Borg S, Winblad B. An active and socially integrated lifestyle in late

life might protect against dementia. Lancet Neurol 2004;3:343 53.11. Rovio S, Kåreholt I, Helkala EL, Viitanen M, Winblad B, Tuomilehto J, Soininen H, Nissinen

A, Kivipelto M. Leisure time physical activity at midlife and the risk of dementia andAlzheimer's disease. Lancet Neurol 2005;41:705 11.

12. Colcombe S, Kramer AF. Fitness effects on the cognitive function of older adults: a metaanalytic study. Psychol Sci 2003;14:125 30.

13. Voss MW, Nagamatsu LS, Liu Ambrose T, Kramer AF. Exercise, brain, and cognitionacross the life span. J Appl Physiol 2011;111:1505 13.

14. Churchill JD, Galvez R, Colcombe S, Swain RA, Kramer AF, Greenough WT. Exercise,experience and the aging brain. Neurobiol Aging 2002;23:941 55.

15. Adlard PA, Perreau VM, Pop V, Cotman CW. Voluntary exercise decreases amyloid loadin a transgenic model of Alzheimer's disease. J Neurosci 2005;25:4217 21.

16. Scherder EJ, Bogen T, Eggermont LH, Hamers JP, Swaab DF. The more physical inactivity,the more agitation in dementia. Int Psychogeriatr 2010;22:1203 8.

17. Swaab DF, Dubelaar EJ, Hofman MA, Scherder EJ, van Someren EJ, Verwer RW. Brainaging and Alzheimer's disease; use it or lose it. Prog Brain Res 2002;138:343 73.

40

NEURODEGENERATIEVE ZIEKTEN; EIWITSCHADE EN EIWITVOUWING

E.A.A. Nollen, assistant professor genetica

Deposits of aggregation prone proteins in the brain are the major pathological hallmarks of

several neurodegenerative disorders, including Alzheimer’s and Parkinson’s disease. We aim

to discover the cellular pathways that regulate such aggregation as a means to learning

more about the disease mechanisms.

Protein aggregation can be studied in the worm C. elegans. Via genetic screens in worm

models of disease, we have identified several genes that regulate aggregation; we have

called one such regulator ‘modifier of aggregation 4’ (moag 4). Depletion of this regulator

suppresses the aggregation and toxicity of several aggregation prone disease proteins. It

appears to act independently of classical pathways known to degrade proteins or prevent

aggregation, but its precise molecular function is not yet known.

To identify the cellular pathways and better understand the molecular function of regulators

of aggregation, we are combining the power of C. elegans genetics with the development of

cell biological and biochemical tools to monitor aggregation, toxicity, and cell to cell

transmission of aggregation prone proteins in living worms. We aim to translate our findings

in worms to patient derived cells. Our studies will provide new insights into how human

cells cope with protein damage in health, aging and disease.

41

NEURODEGENERATIE VANUIT KLINISCH CHEMISCH PERSPECTIEF

C.E. Teunissen, afdelingshoofd neurologisch laboratorium

Inleiding

De ziekte van Alzheimer (AD) is de meest bedreigende neurodegeneratieve ziekte in een

verouderende bevolking. AD heeft een sterke leeftijdsafhankelijke incidentie en prevalentie.

De eerste symptomen van AD zijn vaak een geleidelijke afname in het geheugen en

leervermogen, uitvoerende functie, taal en praxis. Met de snel vergrijzende bevolking van

de Europese samenleving, wordt AD een gezondheidsprobleem van epidemische proporties.

AD heeft een lange preklinische fase (10 20 jaar), waardoor het mogelijk moet zijn om

diagnose in een zeer vroeg stadium te kunnen stellen. Dit is cruciaal om de ontwikkeling van

nieuwe effectieve behandelingen mogelijk te maken en de periode van gezond en actief

ouder worden uit te breiden.

AD kan met een goede nauwkeurigheid gediagnosticeerd worden in gevorderde stadia van

de ziekte. De belangrijkste liquor biomarkers zijn amyloid42 (A 42), totaal tau en

hypergefosforyleerd tau. Helaas hebben deze biomarkers een beperkte voorspellende

waarde voor de overgang van mild cognitive impairment (MCI) naar AD en in patiënten met

subjectieve geheugenklachten 1. Bovendien is de waarde van deze biomarkers voor de

differentiële diagnose van AD ook beperkt (tabel 1) 2. Er is dus een duidelijke behoefte aan

nieuwe biomarkers en meer gevoelige testen voor vroege diagnose, risico schatting en

therapie ontwikkeling voor AD. Ik zal in mijn presentatie een overzicht geven van een aantal

huidige technische ontwikkelingen op het gebied van de liquor biomarkers van AD.

42

Tabel 1. Relatieve concentraties van Aß42, total Tau en hypergefosforyleerd Tau in liquor bijverschillende neurologische aandoeningen.

Aß42 T Tau P Tau

Subjective Memory Complaints ref ref ref

Alzheimer Disease

FrontoTemporal Lobar Degeneration =

Dementia with Lewy Bodies

Vascular Dementia = =

Corticobasal Degeneration = =

Creutzfeldt Jakob disease =

Progressive Supranuclear Palsy = = =

Psychiatric Disorder = = =

Multiparameter assays

Multiplex assays zoals xMAP zijn goede methoden om meerdere biomarkers gelijktijdig te

meten in een patiëntenmonster. Dit levert tijdsbesparing op, maar er is ook minder

lichaamsmateriaal nodig, wat interessant is bij kostbaar lichaamsmateriaal als liquor. We

hebben recent de traditionele ELISA en een Luminex xMAP bepalingen vergeleken met

betrekking tot hun 1) absolute biomarker concentratie, 2) het vermogen om AD te

onderscheiden van niet demente personen, 3) het voorspellen van de overgang van Mild

Cognitive Impairment (MCI) naar AD.

De resultaten toonden aan dat de absolute AD liquor biomarker niveaus aanzienlijk

verschilden tussen de twee testen, en de verschillen waren afhankelijk van de concentratie.

Er werden geen verschillen geconstateerd in het vermogen om niet demente patiënten te

onderscheiden van AD patiënten tussen de ELISA en xMAP methode. De hazard ratio's voor

de progressie van MCI naar AD verschilden niet tussen de assays (figuur 1). Wij concluderen

dat zowel ELISA en multiplex assays kunnen worden gebruikt om mbv AD biomarkers in

43

liquor de klinische diagnose te ondersteunen en beiden kunnen met dezelfde

nauwkeurigheid de overgang van MCI naar AD voorspellen. Belangrijk is dat de absolute

biomarker concentraties opvallend anders zijn, en deze discrepantie valt niet op te lossen

met eenvoudige correctiefactoren.

Figuur 1. Kaplan Meier curven voor A 42 voor de conversie naar AD binnen de groep van MCI patiënten. Tijd(jaren) is de tijd tussen de eerste lumbaalpunctie en follow up diagnose. A 42 niveaus onder de mediaanwordt beschouwd als AD positief. Jongbloed et al., Alz and Dem, 2012, in press.

Reductie in variatie

Een wereldwijd probleem in de toepassingen van de drie AD biomarkers is dat er grote

variatie is in de biomarker uitslagen tussen centra, ook tussen centra die allen de ELISA test

van Innogenetics gebruiken. Dit kan komen door de eigenschappen van de kits, maar ook

door variatie in de analytische en analytische variabelen. Een workshop heeft de verschillen

in test procedures bij de Innotest ELISA tussen een ervaren internationale laboratoria

onderzocht (dus allen gebruiken hetzelfde voorschrift). Er werden tenminste 23 verschillen

in procedures geïdentificeerd, waarbij een aantal een duidelijk effect kunnen hebben op de

variatie 3.

Om de verschillende potentiële bronnen van variatie in de AD biomarkers systematisch aan

te pakken, zijn er verschillende initiatieven opgestart. Zo is de Internationale Alzheimer's

Association een wereldwijd programma gestart voor kwaliteitscontrole van Alzheimer

ELISA xMAP

44

biomarkers, en om bronnen van variabiliteit te identificeren. Het programma is bedoeld

voor laboratoria die commercieel verkrijgbare kits voor Aß, T tau, of P tau toepassen.

Gepoold liquor wordt vanuit een central lab opgestuurd naar de centra voor analyse. Tijdens

elke ronde (3 per jaar) worden drie monsters geanalyseerd. Er zijn 5 referentielaboratoria

betrokken, onder wie het Neurologisch Laboratorium van de afdeling Klinische Chemie

VUmc 4.

Naast het verbeteren van de huidige assays is er op dit moment ook veel aandacht voor de

identificatie van nieuwe biomarkers, bijvoorbeeld met behulp van proteomics. Wij hebben

recent een interessante nieuwe biomarker geïdentificieerd, waar we een immunologische

test voor aan het ontwikkelen zijn. Omdat het vaak lastig is om massa spectrometrie

bepalingen om te zetten naar een immunologische bepaling, hebben wij een nieuwe

methode geoptimaliseerd om te testen of antilichamen geschikt zijn om onze kandidaat

biomarker in liquor te meten, een single binder beads assay 5. Dit is een goede tussenstap in

de ontwikkeling van sandwhich methoden. Tot slot zijn er interessante ontwikkelingen

gaande in de ontwikkeling van ultragevoelige methoden, met behulp van microfluidics 6.

Deze zijn noodzakelijk voor het ontwikkelen van bloed bepalingen voor hersen

aandoeningen.

Samenvattend, de huidige drie alzheimer liquor biomarkers zijn nuttig voor de diagnose van

AD en zijn nu ook gebruikt in de nieuwe diagnostische (onderzoeks) criteria. Er zijn

verschillende initiatieven om de huidige variatie in de test uitkomst voor deze biomarkers

van Alzheimer aan te pakken. Er zijn daarnaast nieuwe biomarkers en gevoeliger methoden

nodig voor risicoschatting, differentiële diagnose en prognose van AD. Huidige studies zijn

gericht op de ontwikkeling van op bloed gebaseerde testen, en identificatie van nieuwe

biomarkers. Er worden in de nabije toekomst aanzienlijke verbeteringen verwacht in de

beschikbaarheid van gevoelige immunoassays voor neurologische aandoeningen.

45

Referenties1. Mattsson N, Zetterberg H, Hansson O, et al. CSF biomarkers and incipient Alzheimer

disease in patients with mild cognitive impairment. Jama 2009 Jul 22;302:385 393.2. Schoonenboom NS, Reesink FE, Verwey NA, et al. Cerebrospinal fluid markers for

differential dementia diagnosis in a large memory clinic cohort. Neurology 2012 Jan3;78:47 54.

3. Teunissen CE, Verwey NA, Kester MI, van UK, Blankenstein MA. Standardization of AssayProcedures for Analysis of the CSF Biomarkers Amyloid beta((1 42)), Tau, andPhosphorylated Tau in Alzheimer's Disease: Report of an International Workshop. Int JAlzheimers Dis 2010;2010.

4. Mattsson N, Andreasson U, Persson S, et al. The Alzheimer's Association external qualitycontrol program for cerebrospinal fluid biomarkers. Alzheimers Dement 2011 Jul;7:386395.

5. Haggmark A, Neiman M, Drobin K, et al. Classification of protein profiles from antibodymicroarrays using heat and detergent treatment. N Biotechnol 2011 Oct 14.

6. Zetterberg H, Mortberg E, Song L, et al. Hypoxia due to cardiac arrest induces a timedependent increase in serum amyloid beta levels in humans. PLoS One 2011;6:e28263.

46