UvA-DARE (Digital Academic Repository)

Transcriptie

1 UvA-DARE (Digital Academic Repository) Clinical studies and tissue analyses in the earliest phases of rheumatoid arthritis: In search of the transition from being at risk to having clinically apparent disease de Hair, M.J.H. Link to publication Citation for published version (APA): de Hair, M. J. H. (2013). Clinical studies and tissue analyses in the earliest phases of rheumatoid arthritis: In search of the transition from being at risk to having clinically apparent disease. General rights It is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), other than for strictly personal, individual use, unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Disclaimer/Complaints regulations If you believe that digital publication of certain material infringes any of your rights or (privacy) interests, please let the Library know, stating your reasons. In case of a legitimate complaint, the Library will make the material inaccessible and/or remove it from the website. Please Ask the Library: or a letter to: Library of the University of Amsterdam, Secretariat, Singel 425, 1012 WP Amsterdam, The Netherlands. You will be contacted as soon as possible. UvA-DARE is a service provided by the library of the University of Amsterdam ( Download date: 14 Sep 2019

2 Reumatoide artritis (RA) is een chronische ontstekingsziekte die zich kenmerkt door ontsteking van het weefsel dat de binnenzijde van de gewrichten bekleedt, het synovium. Deze gewrichtsontsteking (artritis) uit zich in pijn, zwelling en stijfheid van de gewrichten en kan leiden tot schade (erosies en kraakbeenverlies) aan de gewrichten. Hierdoor kan er functieverlies van gewrichten ontstaan en uiteindelijk invaliditeit. Naast ontsteking van de gewrichten kunnen er ook in andere organen ontstekingen voorkomen, zoals de ogen, de huid en de longen. Bovendien is RA geassocieerd met toegenomen kans op hart- en vaatziekten en toegenomen mortaliteit. RA komt wereldwijd bij 1-2% van de bevolking voor, waarbij vrouwen 3 keer vaker door de ziekte worden getroffen dan mannen. Er zijn meerdere factoren bekend die het risico op het ontstaan van RA verhogen. Dit zijn zowel erfelijke als omgevingsfactoren, maar de oorzaken voor het ontstaan van de ziekte en van de ontstekingen in het gewricht zijn grotendeels onbekend. Bij ongeveer 70-80% van de RA-patiënten zijn reumafactor (RF) en antistoffen tegen gecitrullineerde eiwitten (ACPA) in het bloed aanwezig, de zogenaamde RA-specifieke antistoffen. Deze antistoffen kunnen jaar voor het ontstaan van de eerste ziekteverschijnselen al in het bloed aanwezig zijn. Ze komen echter ook voor bij een klein deel van de gezonde bevolking en het is bekend dat niet alle personen met deze antistoffen in het bloed uiteindelijk RA zullen ontwikkelen. Wie van deze personen daadwerkelijk RA zal ontwikkelen, en waarom, is tot nog toe onbekend. Wanneer we hier meer inzicht in zouden hebben, zouden we personen kunnen selecteren die voor mogelijke preventieve maatregelen in aanmerking zouden komen. Wanneer we meer inzicht zouden hebben in de factoren die betrokken zijn bij het ontstaan van RA zouden deze factoren bovendien als aanknopingspunt kunnen dienen voor het ontwikkelen van nieuwe therapieën. Omdat RA-specifieke antistoffen jaren voor het ontstaan van de eerste ziekteverschijnselen in het bloed aanwezig kunnen zijn, is het mogelijk de fase te onderzoeken die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een afweerreactie zonder artritis, maar waarbij er wel sprake is van een verhoogd risico op het ontwikkelen van RA. & In dit proefschrift zijn zowel studies naar klinische verschijnselen uitgevoerd (deel I) als analyses van het synovium (deel II) en de afweerreactie in verschillende compartimenten van het immuunsysteem (III) in de vroegste stadia van RA. Het doel hierbij was om meer inzicht te krijgen in de factoren die bijdragen aan de overgang van een fase waarin personen een verhoogd risico hebben op het ontwikkelen van RA naar het daadwerkelijk vertonen van klinische ziekteverschijnselen. I. KLINISCHE STUDIES IN DE VROEGSTE STADIA VAN RA RA is een ziekte die wordt gekenmerkt door verscheidenheid aan klinische verschijnselen en aan moleculaire kenmerken (een heterogene ziekte). Er bestaat geen test om de diagnose RA te stellen. Voor onderzoeksdoeleinden worden patiënten daarom volgens een aantal criteria, vooral gebaseerd op klinische verschijnselen, geclassificeerd als RApatiënt. De tot voor kort meest gebruikte criteria zijn in 1987 samengesteld door de American College of Rheumatology (ACR). 161

3 Het gebruik van deze criteria leidt tot classificatie van RA-patiënten in een laat stadium van de ziekte. Om onderzoek naar RA in een eerdere fase van de ziekte mogelijk te maken zijn in 2010 nieuwe criteria ontwikkeld door de ACR samen met de European League Against Rheumatism (EULAR). In hoofdstuk 2 hebben we aangetoond dat 1) door het toepassen van deze 2010 ACR/EULAR criteria patiënten eerder als RA-patiënt kunnen worden geclassificeerd, 2) de ziekteverschijnselen van RA-patiënten volgens deze criteria over het algemeen milder zijn, en 3) de heterogeniteit van de ziekte is toegenomen bij toepassing van deze criteria ten opzichte van toepassing van de 1987 ACR criteria. Het is nog onbekend of en hoe deze resultaten experimentele studies zullen beïnvloeden en of het toepassen van striktere in- en exclusiecriteria voor nieuwe studies nodig zal zijn. Daarnaast hebben we laten zien dat toepassing van de 2010 ACR/EULAR criteria ertoe leidt dat sommige patiënten waarbij de ziekte op een bepaald moment tot rust komt (self-limiting ziekte) fout positief als RA worden geclassificeerd. Aan de andere kant ontwikkelen sommige patiënten die niet als RA-patiënt kunnen worden geclassificeerd toch een erosieve ziekte (fout negatieve classificatie). Dit duidt erop dat er nog steeds behoefte is aan voorspellende modellen voor het ontwikkelen van chronische en erosieve ziekte en suggereert dat deze modellen anders zouden kunnen zijn dan de classificatiecriteria voor RA. Naast het kunnen voorspellen van de prognose bij patienten die sinds kort artritis hebben, is het belangrijk om risicofactoren te definiëren die geassocieerd zijn met het ontwikkelen van RA. In hoofdstuk 3 hebben we personen met RA-specifieke antistoffen gedurende een periode gevolgd en hebben we laten zien dat roken en overgewicht het risico op het ontwikkelen van RA vergroten. Op welke manier roken en overgewicht bijdragen aan het ontwikkelen van RA is nog niet bekend. Roken zou kunnen leiden tot de omzetting van het aminozuur arginine in citrulline (citrullinering) in eiwitten van de longen of het tandvlees. De RA-specifieke ACPA s zijn gericht tegen deze gecitrullineerde eiwitten. Daarnaast kunnen roken en overgewicht gepaard gaan met milde ontstekingsverschijnelen in het hele lichaam (systemisch) en dit zou een bijdrage kunnen leveren aan het ontwikkelen van RA. Tenslotte duiden deze resultaten op de mogelijke gevolgen van een ongezonde levensstijl voor het ontwikkelen van RA. Aangezien de levensstijl van mensen beïnvloed zou kunnen worden, is het belangrijk dat vervolgonderzoek naar preventie van RA zich onder andere richt op roken en overgewicht. II. HET SYNOVIUM IN DE VROEGSTE STADIA VAN RA Onderzoek van het synovium is belangrijk om meer inzicht te krijgen in de processen die een rol spelen bij het ontstaan van RA. Mini-artroscopie (kijkoperatie onder plaatselijke verdoving) is een van de methoden om synoviumbiopten te verkrijgen. Het brengt een laag risico op complicaties met zich mee en wordt verricht in verschillende onderzoekscentra. Toch wordt mini-artroscopie over het algemeen gezien als een ingrijpende procedure en mede daarom niet snel toegepast in wetenschappelijk onderzoek. In hoofdstuk 4 hebben we de verwachtingen en ervaringen van patiënten die een mini-artroscopie ondergingen vergeleken met de verwachtingen en ervaringen bij het ondergaan van een MRI scan. We hebben laten zien dat mini-artroscopie goed verdragen wordt, zowel bij vroege 162

4 artritispatiënten als bij personen met RA-specifieke antistoffen (nog) zonder artritis. Deze resultaten weerleggen het idee dat mini-artroscopie niet goed verdragen zou worden en ondersteunen het gebruik van mini-artroscopie voor wetenschappelijk onderzoek vanuit het patiëntenperspectief. Samen met het lage risico op complicaties zouden deze resultaten het mogelijk moeten maken voor onderzoekers over de hele wereld om mini-artroscopie in onderzoeksprojecten toe te passen. Dit zal de mogelijkheden voor samenwerkingen tussen verschillende onderzoekscentra vergroten. In hoofdstuk 5 hebben we het synovium geanalyseerd van personen met RA-specifieke antistoffen, die een verhoogd risico hebben op het ontwikkelen van RA. Dit hebben we gedaan door zowel MRI scans te analyseren als synoviumbiopten. Het doel was om te onderzoeken of ontsteking van het synovium voorafgaat aan klinische verschijnselen van artritis en om meer inzicht te krijgen in de processen die betrokken zijn bij het ontstaan van artritis. Ondanks de aanwezigheid van RA-specifieke antistoffen in het bloed, vonden we in het synovium geen duidelijke tekenen van ontsteking. Dit suggereert dat infiltratie van het synovium door cellen van het afweersysteem pas later in het ziekteproces plaatsvindt. Wel vonden we aanwijzingen dat geringe infiltratie van het synovium specifiek door T cellen vooraf zou kunnen gaan aan het ontwikkelen van RA, maar dit moet verder gevalideerd worden. Omdat we geen duidelijke tekenen van ontsteking van het synovium vonden, maar een aanzienlijk deel van de personen met RA-specifieke antistoffen wel last heeft van gewrichtspijn, hebben wij overwogen dat gewrichtspijn veroorzaakt zou kunnen worden door de aanwezigheid van specifieke moleculen die pijn kunnen veroorzaken, zoals prostaglandine (PG) E 2. Dit molecuul kan bovendien ook het ontstaan van ontsteking stimuleren. In hoofdstuk 6 hebben we echter laten zien dat gewrichtspijn bij personen met RA-specifieke antistoffen en bij vroege artritispatiënten niet duidelijk verklaard kan worden door de aanwezigheid van PGE 2 enzymen in het synovium. Mogelijk wordt pijn bij deze patiënten veroorzaakt door andere moleculen in het synovium of wordt het opgewekt in andere compartimenten van het lichaam. Daarnaast hebben we laten zien dat PGE 2 enzymen in hogere mate aanwezig zijn in het synovium van patiënten met spondyloartritis dan van patiënten met RA of ongeclassificeerde artritis. Dit bevestigt bevindingen van eerdere studies die een mogelijke rol voor PGE 2 hebben gevonden in de pathogenese van spondyloartritis. & III. DE AFWEERREACTIE IN VERSCHILLENDE COMPARTIMENTEN VAN HET IMMUUNSYSTEEM IN DE VROEGSTE STADIA VAN RA Aangezien we geen duidelijke tekenen van ontsteking in het synovium vonden bij personen met RA-specifieke antistoffen, is het belangrijk om in deze fase van de ziekte ook andere compartimenten van het immuunsysteem te onderzoeken dan het synovium. Lymfeklieren spelen een belangrijke rol bij de initiatie van een afweerreactie. Daarom zijn we gestart met het afnemen van lymfeklierbiopten bij personen in verschillende stadia van de ziekte. Hoofdstuk 7 beschrijft het doel en de techniek van het afnemen van lymfeklierbiopten in de lies door middel van een dunne naald voor onderzoek naar de verschillende stadia van RA. Met deze techniek worden lymfeklierbiopten van voldoende kwantiteit en kwaliteit voor verschillende onderzoeksmethoden verkregen. Bovendien hebben we laten zien 163

5 dat de procedure over het algemeen goed wordt verdragen en dat er, behalve een bloeduitstorting in de meeste gevallen, geen ernstige complicaties zijn gerapporteerd. Door het beschrijven van deze bevindingen kan onderzoek naar de rol van lymfeklieren bij het ontstaan van RA gemakkelijker worden uitgevoerd door andere onderzoekscentra. In hoofdstuk 8 beschrijven we de eerste resultaten van deze lymfeklieranalyses en laten we zien dat er een toename is van geactiveerde CD8 positieve T-cellen in vroege artritispatiënten ten opzichte van gezonde personen. Daarnaast hebben we een toename van B-cellen gevonden in vroege artritispatiënten ten opzichte van gezonde personen en eenzelfde trend voor personen met RA-specifieke antistoffen. Deze resultaten komen overeen met bevindingen die in proefdiermodellen zijn gedaan, maar aanvullende validatie is nodig. Bovendien is het belangrijk te evalueren of personen met RA-specifieke antistoffen die later artritis ontwikkelen kunnen worden onderscheiden van personen die geen artritis ontwikkelen en welke processen daarbij betrokken zijn. T-cellen die uit een unieke T-cel voortkomen, een T-cel kloon, bevatten dezelfde receptor. Door middel van het bepalen van deze receptor wordt informatie verkregen over de mate van groei van een T-cel kloon. In hoofdstuk 9 hebben we de diversiteit van de receptoren van T-cellen in bloed en synovium van vroege artritispatiënten vergeleken met die van patiënten met langdurige RA, met als doel de mogelijke rol van sterk uitgegroeide klonen van T-cellen bij het ontstaan van RA te evalueren. We vonden in het synovium van vroege artritispatiënten sterk uitgegroeide klonen van T-cellen, wat niet het geval was in het bloed. In vroege artritispatiënten maakten deze sterk uitgegroeide klonen van T-cellen een groter deel uit van het totale repertoir van T-cel klonen dan in patiënten met langdurige RA. Daarnaast vonden we dat er tussen verschillende gewrichten van dezelfde patiënten duidelijke overlap was in specifieke T-cel receptoren, maar niet tussen gewrichten en bloed. Dit duidt op concentratie van uitgegroeide klonen van T-cellen, specifiek in het synovium, in de vroege fase van RA. Dit zou het gevolg kunnen zijn van een reactie op de aanwezigheid van (lichaamseigen) antigenen (moleculen die een afweerreactie kunnen opwekken) in het synovium. Het is belangrijk om sterk uitgroeiende klonen van T-cellen verder te karakteriseren, met als uiteindelijk doel om RA-specifieke antigenen te detecteren. Schematisch overzicht van de bevindingen in dit proefschrift In Figuur 1 zijn de bevindingen in dit proefschrift grafisch weergegeven binnen de kaders van bestaande kennis van de vroegste stadia van RA: zowel genetische als omgevingsfactoren zijn geassocieerd met RA. 1) In dit proefschrift hebben we aangetoond dat roken en overgewicht het risico op het ontwikkelen van RA vergroten. Dit kan het gevolg zijn van een meer pro-inflammatoir milieu samenhangend met deze factoren of meer specifiek, door bijvoorbeeld citrullinering van eiwitten in de longen. 2) Antistoffen tegen deze gecitrullineerde eiwitten en reumafactor kunnen aanwezig zijn voor het ontstaan van klinische verschijnselen van RA. Vanaf dat moment worden deze personen geclassificeerd als personen die een verhoogd risico hebben op het ontwikkelen van RA vanwege een systemische afweerreactie die geassocieerd is met RA. 3) In dit proefschrift hebben we aanwijzingen gevonden dat in deze fase activatie van B-cellen in de lymfeklieren kan 164

6 plaatsvinden. 4) Aangezien we in deze fase geen duidelijke tekenen van ontsteking in het synovium hebben gevonden, lijkt het erop dat deze veranderingen in de lymfeklieren plaatsvinden voordat er sprake is van ontsteking van het synovium. We hebben geen duidelijke aanwijzingen kunnen vinden dat gewrichtspijn in de vroegste stadia van RA veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van PGE 2 enzymen in het synovium. Mogelijk wordt pijn bij deze patiënten veroorzaakt door andere moleculen in het synovium of wordt pijn opgewekt in andere compartimenten van het lichaam. 5) In vroege RApatiënten hebben we laten zien dat sterk uitgegroeide klonen van T-cellen in het synovium aanwezig zijn, maar niet in het bloed. Dit suggereert dat sterk uitgegroeide klonen van T-cellen zich specifiek in het synovium concentreren. Daarnaast hebben we toegenomen aantallen van geactiveerde T-cellen en van B-cellen aangetoond in lymfeklierbiopten van vroege artritispatiënten. 6) Een deel van de vroege artritispatiënten voldoet aan classificatiecriteria voor RA. In dit proefschrift hebben we laten zien dat met het toepassen van de nieuwe 2010 ACR/EULAR criteria artritispatiënten eerder als RA-patiënt worden geclassificeerd dan met de 1987 ACR criteria. Een kleine groep wordt echter fout negatief of fout positief geclassificeerd. Met de introductie van de 2010 ACR/EULAR criteria is er daarom nog steeds behoefte aan predictiemodellen voor de prognose op de lange termijn. Deze modellen zouden anders kunnen zijn dan de classificatiecriteria voor RA 7). & Genetische factoren Omgevingsfactoren, bijv. Roken en overgewicht 1) Voldoen aan classificatiecriteria voor RA? 6) Prognose 7) Self-limiting Gezond Systemische afweerreactie die geassocieerd is met RA Bloed: 2) - RF en/of ACPA - Ontstekingsparameters Lymfeklieren: 3) Activatie van B-cellen Ontsteking van het synovium 4) (T-cellen?) Ongeclassificeerde artritis/ra Ontstaan van klinische verschijnselen van artritis Synovium: 5) Concentratie van T-cellen Lymfeklieren: Activatie van B- en T-cellen Persisterend niet-erosief Persisterend erosief Figuur 1. Schematisch overzicht van de bevindingen in dit proefschrift. NB1: Bevindingen die gedaan zijn in dit proefschrift zijn vet gedrukt. NB2: Specifieke stadia in de ontwikkeling van RA zijn schuin gedrukt. NB3: De cijfers impliceren niet dat de beschreven kenmerken in chronologische volgorde optreden, maar zijn slechts gebruikt om naar de bijbehorende tekst te verwijzen. RF: reumafactor, ACPA: antistoffen tegen gecitrullineerde eiwitten, RA: reumatoïde artritis. 165