COMBAT Consortium: COMplement: Basic mechanisms, Assay development and novel Therapy

Bij een aantal nierziekten en antistofgemedieerde afstoting spelen verstoringen in het complementsysteem (onderdeel van het immuunsysteem) een essentiële rol. Een nieuwe categorie van geneesmiddelen die gericht ingrijpen in het complementsysteem is in ontwikkeling. Voor optimale toepassing van deze middelen is een beter begrip van de mechanismen nodig en een volledige set van testen die de betrokken complementfactoren en effecten van de middelen meten. De behandeling van deze groepen nierpatiënten kan zo de komende jaren sterk verbeteren.

Complementgemedieerde nierziekten: mechanismen, diagnose en translatie naar een betere behandeling. Onderzoeksgroep 1: Prof. dr. Cees van Kooten en dr. Aiko P.J. de Vries, Afdeling Nefrologie, LUMC Leiden. Onderzoeksgroep 2: Prof. dr. Lambert van den Heuvel en dr. Nicole C.A.J. van de Kar, Afdeling Kindernefrologie, Radboud UMC Nijmegen Onderzoeksgroep 3: Dr. Marc A.J. Seelen en dr. Jaap van den Born, Afdeling Nefrologie, UMCG Groningen Onderzoeksgroep 4: Prof. dr. Piet Gros, Bijvoet Center for Biomolecular Research, Universiteit Utrecht Het complementsysteem, een onderdeel van de aangeboren afweer, is belangrijk voor de verdediging tegen infecties en speelt ook een centrale rol bij verscheidene nierziekten. Binnen het complementsysteem zijn drie routes van activering te onderscheiden: de klassieke route (door antistof complexen), de lectine route (door suikergroepen op ziekteverwekkers) en de alternatieve route (o.a. door oppervlaktemoleculen van bacteriën). De alternatieve route (alternative pathway, AP) versterkt daarnaast de centrale factor van het complementsysteem, het enzym C3-convertase. Activatie van het complementsysteem speelt een belangrijke rol in atypische HUS (aHUS) en C3-glomerulopathie (C3G), zeldzame erfelijke nierziekten met (tot voor kort) zeer slechte vooruitzichten voor de patiënten (hoog risico op nierfalen en sterfte op jonge leeftijd). De AP is verder betrokken bij antistofgemedieerde afstoting van transplantaatnieren. Verstoring van de AP is aangetoond bij deze nierziekten en is mogelijk belangrijk bij afstoting. Er is recent vooruitgang geboekt in het ontrafelen van het mechanisme. Belangrijk hierbij zijn de werking van het eiwit properdine, de enige bekende positieve regulator van de AP, de AP-convertases en de wijze van activatie van de AP. Het precieze mechanisme is echter nog onvoldoende duidelijk. Behandeling van complementgerelateerde nierziekten berustte tot voor kort op het remmen van de afweer met zware medicatie en veel bijwerkingen. Er zijn nu nieuwe middelen in ontwikkeling die direct ingrijpen op de complementroutes (monoclonale antistoffen). De eerste complementremmer, eculizumab, is recent geregistreerd voor de behandeling van aHUS. Er zijn enkele case-reports die behandeling met eculizumab als succesvol bij sommige, maar niet alle C3G-patiënten beschrijven. Voor een goede diagnose en behandeling van patiënten is een zo volledig mogelijke set van instrumenten nodig om de betrokken complementfactoren en de effecten van complementremmers te meten. Met name voor de alternatieve route zijn er echter onvoldoende biomarkers en testen beschikbaar. De hypothese luidt dat er op korte termijn meer complementremmende middelen beschikbaar zullen komen voor de behandeling van complementgemedieerde nierziekten. Gedetailleerde kennis van de mechanismen en een goed gevulde toolbox van testen (met name ook van de AP) zijn vereist voor een optimale behandeling van de patiënten met deze middelen.

Met dit consortium hadden de onderzoekers de volgende doelen voor ogen, in drie samenhangende deelprojecten, die de volgende resultaten hebben opgeleverd.
WP1. Het bestuderen van de moleculaire, biochemische en cellulaire aspecten van de AP, met name de rol van properdine.
Middels moleculaire technieken is als eerste in de wereld de kristalstructuur van properdine opgehelderd. Dit heeft inzicht gegeven hoe de stabilisatie van het alternatieve convertase complex plaatsvindt. Daarnaast is duidelijk geworden welke cellen verantwoordelijk zijn voor de productie van properdine, en hoe properdine kan binden aan verschillende nier- en immuuncellen en daarmee van belang is voor de lokale activatie van complement.
WP2. Het ontwikkelen van een diagnostische toolbox van AP-bepalingen in serum en urine die het mogelijk moet maken de verstoring/fout in de AP van complement systeem te detecteren.
Binnen het consortium zijn verschillende assays met elkaar vergeleken en zijn protocollen en reagentia uitgewisseld om zo tot een eenduidige uitvoering te komen. Dit geldt met name voor de meting van properdine en van C5b-9, het eindproduct van de complement cascade. Daarnaast zijn nieuwe tests ontwikkeld om verschillende antistoffen te meten die net als properdine in staat zijn om de convertase te stabiliseren, zogenaamde ‘nefritische factoren’.
WP3. Toepassen van de bepalingen in de COMBAT toolbox op de samples afkomstig van patiënten met aHUS, C3G en antistof-gemedieerde afstoting van het niertransplantaat.
De betrokkenheid van properdine en complement activatie is aangetoond in patiënten met C3G en aHUS. Daarnaast is aangetoond dat patiënten met C3G verschillende vormen van nefritische factoren bevatten, waarvan sommige voor hun effect afhankelijk zijn van de aanwezigheid van properdine. Ten slotte is in transplantatiepatiënten aangetoond dat properdine en C5b-9 in urine voorspellend zijn voor de achteruitgang van nierfunctie. In patiënten met antistof-gemedieerde afstoting is de rol van AP minder eenduidig. Methoden zijn ontwikkeld om endotheelcellen te kweken uit de perfusievloeistof, opgevangen na transport van het orgaan, en deze kunnen gebruikt worden om een kruisproef op endotheel uit te voeren.
Concluderend is beter inzicht verkregen hoe verschillende complementfactoren betrokken zijn bij oorzaak en ernst van verscheidene nierziekten, en is een solide basis gelegd om te komen tot een betere diagnose van individuele patiënten.

soort: dieronderzoek, cellijnen, onderzoek met mensen; fundamenteel/toegepast, klinisch.
onderwerp: complementgemedieerde nierziekten, autoimmuniteit, transplantatie, alternatieve route, complementremmers, assays