UvA-DARE (Digital Academic Repository) Sickle cell disease Schimmel, M. Link to publication

Transcriptie

1 UvA-DARE (Digital Academic Repository) Sickle cell disease Schimmel, M. Link to publication Citation for published version (APA): Schimmel, M. (2017). Sickle cell disease: Pathogenesis and biomarkers 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: 17 Oct 2017

2 APPENDIX

3

4 Appendix 181 Sickle cell disease, pathogenesis and biomarkers NEDERLANDSE SAMENVATTING In de introductie van het proefschrift, hoofdstuk 1, beschrijven we de noodzaak om te komen tot klinisch gevalideerde prognostische biomarkers om de zorg van patiënten met sikkelcelziekte (SCZ) te verbeteren.[1, 2] We geven tevens een samenvatting van de huidige kennis omtrent de complexe multifactoriële pathofysiologie van SCZ, om de achtergrond te schetsen bij de studies in dit proefschrift. We geven in deze introductie extra aandacht aan data uit experimentele studies in muizen en mensen waarin de belangrijke rol van neutrofielen in SCZ gerelateerde acute en chronische complicaties onderzocht word.[3-5] In hoofdstuk 2 beschrijven we de resultaten van een prospectieve klinische studie. Deze studie werd opgezet om plasma waarden van nucleosomen en het neutrofiel enzym elastase in complex met zijn inhibitor α1-antitrypsine (HNE-α1-AT) in patiënten met SCZ tijdens een vaso-occlusieve crise (VOC) en in steady state te beschrijven, en deze te vergelijken met plasma waarden in gezonde controles. In totaal 74 patienten in steady state, 70 patiënten tijdens een VOC en 24 gezonde proefpersonen werden geïncludeerd in de studie. De samples die verkregen werden tijdens VOC werden binnen 24 uur na opname voor VOC afgenomen. Van de patiënten met een VOC had 1 patiënt bij opname reeds een acuut chest syndroom (ACS), en 5 patiënten ontwikkelden een ACS gedurende de opname. Tijdens VOC waren de waarden van nucleosomen en HNE-α1-AT, zoals bepaald middels ELISA, verhoogd in vergelijking met de waarden in patiënten in steady state. Tijdens VOC bleek er een significante correlatie tussen beide plasma markers (Sr = 0.654, P < 0.001). De nucleosoom waarden van de 6 patiënten met een ACS tijdens de VOC waren hoger dan de nucleosoom waarden van patiënten tijdens de VOC zonder ACS. Interessant is te noemen dat de nucleosoom waarden in plasma samples afgenomen binnen 24 uur na opname voor VOC een significante correlatie vertoonden met de duur van de ziekenhuis opname (Sr = 0.441, P <0.001). A De resultaten van deze klinische studie zijn een indicatie voor de aanwezigheid van Neutrophil extracellular traps (NETs) in (de circulatie) van patiënten met SCZ tijdens

5 182 APPENDIX een VOC. Dit omdat zowel neutrophil elastase en nucleosomen onderdelen zijn van NETs,[6] en een correlatie tussen beide markers gemeten in de circulatie wordt beschreven als een reflectie van de aanwezigheid van deze NETs. [7, 8]. In een vervolgstudie, ook een prospectieve klinische studie, was ons doel om de relatie tussen deze NET markers (nucleosomen en HNE-α1-AT) en gevestigde markers voor inflammatie (C-reactive protein (CRP), pentraxin (PTX3)) en markers voor neutrofiel- (calprotectin) en endotheel activatie (Von Willebrand Factor antigen (VWFAg) en Von Willebrand Factor propeptide (VWFpp)) te onderzoeken. De resultaten van deze studie worden beschreven in hoofdstuk 3. Om meer inzicht te krijgen in het verloop van de pathofyiologische gebeurtenissen tijdens een VOC, werden op achtereenvolgende dagen tijdens opname voor VOC samples afgenomen van patiënten en waarden van de markers bepaald. In deze klinische studie werden in totaal 24 patiënten die werden opgenomen in verband met een VOC geïncludeerd, samen goed voor 32 VOC. Vijf patiënten ontwikkelden een ACS tijdens opname. Minstens vier weken na ontslag werden patiënten teruggezien op de polikliniek voor steady state bloedwaarden. Uit de resultaten van deze studie blijkt dat een VOC een acute inflammatoire reactie is met acute neutrofiel activatie, bovenop een chronisch endotheel activatie. We bevestigen in deze studie verhoogde waarden van nucleosomen in patiënten met SCD tijdens VOC. Waarden van elastase waren niet significant verhoogd in deze studie, wat kan komen door een kleiner aantal patiënten in dit cohort. In Hoofdstuk 4 beschrijven we de resultaten van een vervolgstudie die werd ontworpen als verdiepende studie naar de rol van Von Willebrand Factor in de pathogenese van de VOC in SCZ. Ondanks de relatief stabiele waarden van VWFAg en VWFpp tijdens VOC die wij beschrijven in hoofdstuk 3, werd een verhoogde VWF reactiviteit tijdens VOC gezien. Dit aangezien we significant verhoogde waarden vinden van avwf, VWF:GPIbM en HWM multimeren tijdens de eerste dagen van de VOC in vergelijking met deze waarden tijdens steady state. Deze verhoogde VWF reactiviteit kan gedeeltelijk worden verklaard door de gelijktijdig verlaagde plasma waarden van ADAMTS13:ag en ADAMTS13:act tijdens VOC. Dit zonder een evidente ADAMTS13 deficiëntie. Daarom is onze hypothese dat reactive oxygen species, die worden geproduceerd door geactiveerde neutrofielen, de cleavage van VWF door ADAMTS13 verhinderen, zoals eerder beschreven is door oxidatie van de cleavage site. [9] Deze hypothese wordt ondersteund door de sterke correlaties in deze studie tussen de VWF reactiviteit en markers van neutrofiel activatie als calprotectin en

6 Appendix 183 HNE-α1-AT. Beschreven is dat het hyper-adhesieve VWF zeer potent is in het binden van trombocyten en gesikkelde erytrocyten in de circulatie.[10, 11] Hierdoor kan het (trombotische) microvasculaire occlusie bevorderen. Het is daarom van belang om in toekomstige studies te onderzoeken of de verhoogde VWF reactiviteit tijdens VOC een gevolg is van de crise of ook daadwerkelijk bijdraagt aan de ontwikkeling van microvasculaire occlusies. Zoals beschreven in de introductie blijkt neutrofiel activatie een belangrijke rol te spelen in de pathofysiologie van de VOC.[12, 13] Een van de genoemde neutrofielactivators is heme[14, 15], en hemine blijkt in staat te zijn NETs te induceren in geëxposeerde neutrofielen.[16] Dit maakte ons geïnteresseerd om de potentie te onderzoeken van hemopexin (Hpx), de natuurlijke heme-scavenger, als therapeuticum in patiënten met SCZ. In hoofdstuk 5 onderzoeken we of de ex vivo toevoeging van Hpx aan sera van patiënten met SCZ de vorming van NETs in neutrofielen welke verkregen zijn van gezonde proefpersonen kan voorkomen. In deze experimentele studie gebruiken we zowel sera van patiënten met SCZ die een VOC doormaken als ook sera van patiënten tijdens steady state. Om NET vorming door humane neutrofielen te onderzoeken werd confocale fluorescentie microscopie en staining voor extracellulair DNA met de cel impermeabele DNA bindende kleurstof Sytox Green gebruikt. NET vorming werd vervolgens gekwantificeerd. In deze studie blijkt dat de sera van patiënten met SCZ NET konden induceren in humane neutrofielen. Deze NET vorming was significant meer aanwezig wanneer sera werd gebruikt van patiënten tijdens een VOC, dan wanneer sera werd gebruikt van patiënten in steady state, P= Dit ondanks het feit dat de cel vrije plasma heme waarden in de patiënten in VOC vergelijkbaar waren met die in de patiënten in steady state. Exogeen hemine (ferriprotoporphyrin IX) induceerde ook NETs in de humane neutrofielen, terwijl dit niet gebeurde wanneer protoporphyrin IX (zonder ijzer) gebruikt werd. Dit is een indicatie dat het ijzer-onderdeel essentieel is in de hemine geïnduceerde NET vorming. Als Hpx, dat verkregen werd uit plasma, werd toegevoegd bij het exogene hemine kon de NETs vorming worden voorkomen. Echter, als dit zelfde plasma verkregen Hpx werd toegevoegd aan de SCZ sera kon NETs vorming niet voorkomen worden. Wanneer de ijzer chelator deferoxamine (DFO) of het natuurlijk voorkomende ijzer-bindende eiwit apotransferrine werd toegevoegd aan de sera van patiënten tijdens VOC, werd de vorming van NETs in een subset (de helft) van de sera voorkomen. Wanneer de sera werden gerangschikt naar de A

7 184 APPENDIX hoeveelheid labiel plasma ijzer, werd duidelijk dat de toevoeging van DFO alleen invloed had op de vorming van NETs in de sera waarin hoge labiele ijzer waarden waren gemeten. Daarom suggereren wij dat er een rol is voor vrij extracellulair ijzer in een subset van de sera van sikkelcelpatiënten in de vorming van NETs door deze sera. Het verdiend aanbeveling om in verdere studies te onderzoeken of er een plaats is voor ijzer bindende componenten in de behandeling van patiënten met SCZ tijdens een VOC. Zink deficiëntie komt relatief vaak voor bij patiënten met SCZ, wat mogelijk gelinkt is aan een verhoogd verlies van zink via de urine in deze patiënten.[17-19] In Hoofdstuk 6 onderzoeken we mogelijke mechanismen die verantwoordelijk zijn voor dit verhoogde zink verlies via de urine in patiënten met SCZ. We onderzoeken hiervoor relaties tussen zinkwaarden in de urine en urine markers voor botafbraak (pyridinoline (PYD) and deoxypyridinoline (DPD)), urine markers voor nierschade (Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1) or Heart-type Fatty Acid Binding Protein(HFABP)) en plasma markers voor hemolyse (LDH, bilirubin, reticulocyte count) in twee cohorten met patienten met SCZ en 1 cohort met gezonde vrijwilligers. In het eerste cohort werden 38 patiënten met SCZ tijdens steady state, 27 patiënten tijdens VOC en 25 gezonde rasgematchte vrijwilligers geïncludeerd. Urine zink waarden waren hoger in patiënten met SCZ tijdens steady state in vergelijking met de waarden van gezonde vrijwilligers (P <0.001), maar lager wanneer ze vergeleken werden met de urine waarden van patiënten tijdens VOC(P = 0.004). De fractionele excretie van zink (FEZ) en natrium (FENa) was hoger in patiënten met SCZ tijdens VOC dan in patiënten tijdens steady state. Urine waarden van zink lieten geen correlatie zien met het reticulocyten getal, of de plasma waarden van LDH en bilirubine. Wel werd een significante correlatie gezien tussen urine zink waarden en urine PYD waarden (Sr 0.417, P = 0.030) in patienten met SCZ tijdens VOC. Dit gold niet voor DPD waarden. In het secundaire cohort werden 24 patiënten met SCZ -welke in totaal 32 VOC ondergingen- geïncludeerd. Er werden urinesamples afgenomen op opeenvolgende dagen tijdens de opname voor de VOC, en gedurende deze opeenvolgende dagen werd een stijging in de urine zink waarden gezien. In deze studie werden geen significante correlaties gezien tussen waarden van zink in de urine en waarden van KIM-1 of HFABP in urine van patiënten tijdens VOC. Echter, er werd wel een significante correlatie gezien tussen de zink waarden en de waarden van DPD (S r 0.439, P = 0.012) en PYD (S r 0.388, P = 0.028) in het eerste urinesample van patiënten genomen na de opname voor VOC. Wij onderzochten of het verhoogde urine zink verlies tijdens een VOC een relatie heeft met

8 Appendix 185 de iatrogene natriumchloride infusie die patiënten ontvangen tijdens VOC. Dit werd gedaan in een additioneel cohort met twaalf gezonde mannelijke proefpersonen. In deze proefpersonen steeg de FENa in de tijd na intraveneuze natriumchloride infusie, terwijl er sprake was van een afname van de FEZ. Dit is een indicatie voor een zinksparend effect van exogene natrium infusie in deze personen. Dit is opvallend, want tegengesteld aan de observaties in patiënten met SCZ, waarin de FEZ steeg in de loop van de opname voor een VOC. Dit is een indicatie dat de stijging in FEZ specifiek is voor patiënten met SCZ in VOC, welke niet gerelateerd is aan de iatrogene natrium infusie tijdens VOC. Wij concluderen in hoofdstuk 5 dat er een verhoogde urine zink excretie is in patiënten met SCZ, die nog hoger is tijdens VOC. Tijdens VOC correleren de urine zink waarden met markers voor botresorptie. Daarom is onze hypothese dat door microvasculaire ischemie van de botten tijdens VOC lokale botschade ontstaat waardoor botmarkers en zink vrij komen in de circulatie, vrij voor renale excretie. Of zink waarden in de urine een ideale marker zijn om SCZ gerelateerde complicaties te voorspellen zal moeten blijken uit vervolgstudies. De eenvoudige beschikbaarheid van deze marker die je in de urine kunt bepalen pleit voor deze marker. In de introductie beschrijven we dat zowel chronische hemolyse als terugkerende en gegeneraliseerde (micro)-vasculaire occlusie in patiënten met SCZ uiteindelijk leiden tot een breed scala aan orgaancomplicaties.[20, 21] Het aanwezig zijn van orgaanschade in patiënten met SCZ bepaald voor een groot gedeelte hoe patiënten behandeld moeten worden, maar ook wat de prognose is. Het is daarom zeer belangrijk om tijdig die patiënten te identificeren die een verhoogd risico lopen op de ontwikkeling van orgaanschade of zelfs een verhoogde kans hebben om te overlijden. Dit zou tijdige intensivering van controle of behandeling (met bijvoorbeeld een transfusieprogramma) mogelijk maken. Klinische en biochemische markers en parameters die deze patiënten kunnen identificeren zijn daarom essentieel. A In het verleden, in US-cohorten, zijn verhoogde waarden van de markers N-terminal prohormone brain natriuretic peptide (NT-proBNP, plasma levels >160pg/mL) en tricuspid regurgitant flow velocity (TRV 2.5 m/s) gerelateerd aan de aanwezigheid van pulmonale hypertensie (PH) en een verhoogd risico op overlijden van patiënten met SCZ.[22-25] In hoofdstuk 7 beschrijven wij de resultaten van onze Nederlandse cohort studie waarin 85 poliklinische patiënten met SCZ werden gevolgd voor 6 jaar. In deze follow-up periode overleden 12 patiënten. We bevestigen in deze studie, dat ook in ons cohort een plasma NT-proBNP waarde van 160 pg/ml een sterke

9 186 APPENDIX voorspeller is van overlijden in patiënten met SCZ (Hazard ratio (HR) 10.0 [CI ], P < 0.001). Opvallend was dat dit onafhankelijk bleek van TRV waarde; de HR voor mortaliteit was 11.0 [CI ], P <0.001, na correctie voor verhoogd TRV. De HR voor mortaliteit voor patiënten met enkel een verhoogd TRV van 2.5 m/s op baseline was niet significant verhoogd: 1.6 [CI ], P = 0.4. Deze bevindingen suggereren dat plasma NT-proBNP waarden in patiënten met SCZ waarschijnlijk beïnvloed worden door verschillende andere factoren naast de aanwezigheid van PH. Dit is belangrijk om te benadrukken, zeker omdat recente richtlijnen in de diagnostiek naar PH in patiënten met SCZ adviseren om, als er geen mogelijkheid is om de TRV middels transthoracale Doppler echografie te beoordelen, de NT-proBNP als een surrogaat screeningsmarker voor PH te nemen.[26] Resultaten van onze multivariate analyse laten zien dat geen van de geïncludeerde variabelen (zoals leeftijd, TRV, nierfunctie en hemoglobine) die mogelijk de plasma NT-proBNP waarden beïnvloeden, uitsluitend het verhoogde risico op mortaliteit bij een NTproBNP waarde 160 pg/ ml kan verklaren. Niettemin, een NT-proBNP plasma waarde van 160 pg/ml is een sterke prognostische voorspeller voor mortaliteit in patiënten met SCZ, ook in ons Nederlandse cohort. Naast het vinden van een marker die vroege mortaliteit kan voorspellen, waren we ook geïnteresseerd om het ontstaan, het beloop en de incidentie van de verschillende vormen van orgaanschade en SCZ gerelateerde complicaties van patiënten met SCZ in een tertiaire ziekenhuis te beschrijven. De resultaten van deze studie staan in Hoofdstuk 8. We maken gebruik van een eerder gevormd cohort bestaande uit 104 patiënten met SCZ waarin de aanwezigheid van SCZ gerelateerde orgaanschade en complicaties op een systematische wijze geanalyseerd werd. [27] Dit cohort werd gevolgd voor 7 jaar en patiënten werden iedere twee jaar gescreend op SCZ gerelateerde complicaties. De volgende vormen van SCZ gerelateerde orgaanschade werden beschreven volgens internationale richtlijnen; microalbuminurie, nierfalen, verhoogd TRV 2.5 m/sec, retinopathie, ijzerstapeling, avasculaire osteonecrose en galstenen. SCZ gerelateerde complicaties zoals; been ulcers, ACS, frequente VOC (>3 episodes per jaar), herseninfarcering en priapisme werden gescoord. Tijdens de follow-up periode waren 9 van de 104 patiënten lost to follow-up. Tijdens de follow-up periode ontwikkelden 59 patiënten (62%) een nieuwe vorm van orgaanschade en/of een nieuwe complicatie ten opzichte van de baseline. Zoals verwacht liepen patiënten met het HbSS/HbSβ 0 -thalassemia genotype hierop een verhoogd risico in vergelijking met patiënten met het HbSC/HbSβ + -thalassemia genotype (HR

10 Appendix [CI ], P < 0.007). Het risico op de ontwikkeling van een nieuwe vorm van orgaanschade was niet verschillend tussen patiënten die reeds enige vorm van orgaanschade hadden op baseline, en patiënten bij wie enige vorm van orgaanschade op baseline nog niet manifest was. Het gebruik van hydroxycarbamide (op baseline) resulteerde niet in een veranderd risico op de ontwikkeling van orgaanschade en/ of SCZ gerelateerde complicaties(hr 1.1 [CI ], P = 0.64). Verder zagen wij ook geen relatie tussen de VOC frequentie tijdens de follow-up periode en het risico op het ontstaan van enige vorm van nieuwe orgaanschade en/of complicaties (HR 0.93 [CI ], P = 0.5). Hiermee blijkt dat er een noodzaak blijft bestaan om alle patiënten met SCZ te blijven screenen voor (subklinische) orgaanschade, maar met name patiënten met het HbSS/HbSβ 0 -thalassemia genotype. A

11 188 APPENDIX REFERENCES 1. Damanhouri GA, Jarullah J, Marouf S, Hindawi SI, Mushtaq G, Kamal MA. Clinical biomarkers in sickle cell disease. Saudi J Biol Sci. 2015;22(1): Rees DC, Gibson JS. Biomarkers in sickle cell disease. Br J Haematol. 2012;156(4): Lard LR, Mul FP, de HM, Roos D, Duits AJ. Neutrophil activation in sickle cell disease. J Leukoc Biol. 1999;66(3): Lum AF, Wun T, Staunton D, Simon SI. Inflammatory potential of neutrophils detected in sickle cell disease. Am J Hematol. 2004;76(2): Okpala I. The intriguing contribution of white blood cells to sickle cell disease - a red cell disorder. Blood Rev. 2004;18(1): Brinkmann V, Reichard U, Goosmann C, Fauler B, Uhlemann Y, Weiss DS, et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 2004;303(5663): Fuchs TA, Brill A, Duerschmied D, Schatzberg D, Monestier M, Myers DD, Jr., et al. Extracellular DNA traps promote thrombosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(36): Fuchs TA, Kremer Hovinga JA, Schatzberg D, Wagner DD, Lammle B. Circulating DNA and myeloperoxidase indicate disease activity in patients with thrombotic microangiopathies. Blood. 2012;120(6): Chen J, Fu X, Wang Y, Ling M, McMullen B, Kulman J, et al. Oxidative modification of von Willebrand factor by neutrophil oxidants inhibits its cleavage by ADAMTS13. Blood. 2010;115(3): Wick TM, Moake JL, Udden MM, Eskin SG, Sears DA, McIntire LV. Unusually large von Willebrand factor multimers increase adhesion of sickle erythrocytes to human endothelial cells under controlled flow. J Clin Invest. 1987;80(3): Springer TA. von Willebrand factor, Jedi knight of the bloodstream. Blood. 2014;124(9): Turhan A, Jenab P, Bruhns P, Ravetch JV, Coller BS, Frenette PS. Intravenous immune globulin prevents venular vaso-occlusion in sickle cell mice by inhibiting leukocyte adhesion and the interactions between sickle erythrocytes and adherent leukocytes. Blood. 2004;103(6): Turhan A, Weiss LA, Mohandas N, Coller BS, Frenette PS. Primary role for adherent leukocytes in sickle cell vascular occlusion: a new paradigm. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99(5): Porto BN, Alves LS, Fernandez PL, Dutra TP, Figueiredo RT, Graca-Souza AV, et al. Heme induces neutrophil migration and reactive oxygen species generation through signaling pathways characteristic of chemotactic receptors. J Biol Chem. 2007;282(33): Figueiredo RT, Fernandez PL, Mourao-Sa DS, Porto BN, Dutra FF, Alves LS, et al. Characterization of heme as activator of Toll-like receptor 4. J Biol Chem. 2007;282(28): Chen G, Zhang D, Fuchs TA, Manwani D, Wagner DD, Frenette PS. Heme-induced neutrophil extracellular traps contribute to the pathogenesis of sickle cell disease. Blood. 2014;123(24):

12 Appendix Prasad AS. Zinc deficiency in patients with sickle cell disease. Am J Clin Nutr. 2002;75(2): Prasad AS, Schoomaker EB, Ortega J, Brewer GJ, Oberleas D, Oelshlegel FJ, Jr. Zinc deficiency in sickle cell disease. Clin Chem. 1975;21(4): Yuzbasiyan-Gurkan VA, Brewer GJ, Vander AJ, Guenther MJ, Prasad AS. Net renal tubular reabsorption of zinc in healthy man and impaired handling in sickle cell anemia. Am J Hematol. 1989;31(2): Steinberg MH. In the clinic. Sickle cell disease. Annals of internal medicine. 2011;155(5):ITC31-15; quiz ITC Platt OS, Brambilla DJ, Rosse WF, Milner PF, Castro O, Steinberg MH, et al. Mortality in sickle cell disease. Life expectancy and risk factors for early death. N Engl J Med. 1994;330(23): Gladwin MT, Sachdev V, Jison ML, Shizukuda Y, Plehn JF, Minter K, et al. Pulmonary hypertension as a risk factor for death in patients with sickle cell disease. N Engl J Med. 2004;350(9): Ataga KI, Moore CG, Jones S, Olajide O, Strayhorn D, Hinderliter A, et al. Pulmonary hypertension in patients with sickle cell disease: a longitudinal study. Br J Haematol. 2006;134(1): Gladwin MT, Barst RJ, Gibbs JS, Hildesheim M, Sachdev V, Nouraie M, et al. Risk factors for death in 632 patients with sickle cell disease in the United States and United Kingdom. PloS one. 2014;9(7):e De Castro LM, Jonassaint JC, Graham FL, Ashley-Koch A, Telen MJ. Pulmonary hypertension associated with sickle cell disease: clinical and laboratory endpoints and disease outcomes. Am J Hematol. 2008;83(1): Klings ES, Machado RF, Barst RJ, Morris CR, Mubarak KK, Gordeuk VR, et al. An official American Thoracic Society clinical practice guideline: diagnosis, risk stratification, and management of pulmonary hypertension of sickle cell disease. American journal of respiratory and critical care medicine. 2014;189(6): Van Beers EJ, van Tuijn CF, Mac Gillavry MR, van der Giessen A, Schnog JJ, Biemond BJ. Sickle cell disease-related organ damage occurs irrespective of pain rate: implications for clinical practice. Haematologica. 2008;93(5): A

13

14 Appendix 191 LISt of PUBLICAtIoNS Marein Schimmel, Erfan Nur, Bart J Biemond, Gerard J van Mierlo, Shabnam Solati, Dees P Brandjes, Hans-Martin Otten, John-John Schnog and Sacha Zeerleder; on behalf of the Curama Study Group. Nucleosomes and neutrophil activation in sickle cell disease painful crisis. Haematologica Nov; 98 (11): Marein Schimmel, Brenda M. Luken, Erfan Nur, Charlotte F.J. van Tuijn, Joep W. Sins, Dees P.M. Brandjes, Sacha S. Zeerleder and Bart J. Biemond. Inflammatory and endothelial markers during vaso-occlusive crisis in sickle cell disease. Submitted for publication. Joep W.R. Sins, Marein Schimmel, Brenda M. Luken, Erfan Nur, Sacha S. Zeerleder, Charlotte F.J. van Tuijn, Dees P.M. Brandjes, Wil F. Kopatz, Rolf T. Urbanus, Joost C.M. Meijers, Bart J. Biemond and Karin Fijnvandraat. Dynamics of von Willebrand factor reactivity in sickle cell disease during vaso-occlusive crisis and steady state. Journal of Thrombosis and Haemostasis. Accepted for publication. Marein Schimmel*, Kristof Van Avondt*, Ingrid Bulder, Gerard van Mierlo, Erfan Nur, Robin van Bruggen, Bart J. Biemond, Brenda M. Luken and Sacha Zeerleder. Free iron in sera of patients with sickle cell disease mediates the release of neutrophil extracellular traps. Manuscript in preparation. A Marein Schimmel, Erfan Nur, Willem Mairuhu, D.P.M. Brandjes, R.H.G. Olde Engberink, L. Vogt and B.J. Biemond. Urinary zinc loss in sickle cell disease primarily due to increased bone degradation. American Journal of Hematology Jun; 91 (6):E Marein Schimmel, Eduard J. van Beers, Charlotte F.J. van Tuijn, Erfan Nur, Anita W. Rijneveld, Melvin R. Mac Gillavry, Dees P.B. Brandjes, John-John B. Schnog JB, Bart J. Biemond on behalf of the CURAMA study group. N-terminal pro-b-type natriuretic peptide, tricuspid jet flow velocity and death in adults with sickle cell disease. American Journal of Hematology Apr; 90(4):E75-6.

15 192 APPENDIX Charlotte F.J. van Tuijn, Marein Schimmel, Eduard J. van Beers and Bart J. Biemond. Prospective Evaluation Of Chronic Organ Damage In Adult Sickle Cell Patients. A Seven-Year Follow-Up Study. Submitted for publication.

16 Appendix 193 LISt of CO-AUTHORS AND THEIR CONTRIBUTION TO THE MANUSCrIPt Nucleosomes and neutrophil activation in sickle cell disease painful crisis. Haematologica Nov; 98 (11): Study concept and design: SZ, BB, and EN. Acquisition of data: MS, EN, GvM, and SS. (Statistical) analysis of data: MS, EN, BB, and SZ. Interpretation of data: MS, EN, BB, and SZ. Drafting of the manuscript: MS, EN, DPB, HMO, JBS, SZ, and BB. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors. Inflammatory and endothelial markers during vaso-occlusive crisis in sickle cell disease. Submitted for publication. Study concept and design: MS, EN, BB. Acquisition of data: MS, BL, JS, CvT. (Statistical) analysis of data: MS, BB and SZ. Interpretation of data: MS, BL, SZ and BB. Drafting of the manuscript: MS, BL, SZ and BB. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors. Dynamics of von Willebrand factor reactivity in sickle cell disease during vaso-occlusive crisis and steady state. Journal of Thrombosis and Haemostasis. Accepted for publication. MS and JS contributed equally to this study. Study concept and design: MS, JS, BB, EN, JM, BL, DB, KF. Acquisition of data: MS, JS, CvT, RU, BL, SS, WK. (Statistical) analysis of data: MS and JS. Interpretation of data: MS, JS, JM, BB, KF. Drafting of the manuscript: JS, MS, BB, KF. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors. A

17 194 APPENDIX Free iron in sera of patients with sickle cell disease mediates the release of neutrophil extracellular traps. Manuscript in preparation. MS and KvA contributed equally to this study; BML and SZ share senior authorship Study concept and design: MS, KvA, BML, SZ. Acquisition of data: MS, BJB, KvA, IB, GvM. (Statistical) analysis of data: MS, KvA, IB, BML, and SZ. Interpretation of data: MS, KvA, IB, BML, and SZ. Drafting of the manuscript: MS, KvA, BML and SZ. RvB and SZ obtained grant funding. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors. Urinary zinc loss in sickle cell disease primarily due to increased bone degradation. American Journal of Hematology Jun; 91 (6):E Study concept and design: MS, EN, ROE, LV, BB. Acquisition of data: MS, EN, ROE, WM. (Statistical) analysis of data: MS, EN, ROE, LV, BB. Interpretation of data: MS, EN, DB, ROE, LV, BB. Drafting of the manuscript: MS, EN and BB. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors. N-terminal pro-b-type natriuretic peptide, tricuspid jet flow velocity and death in adults with sickle cell disease. American Journal of Hematology Apr; 90(4):E75-6. Study concept and design: EvB, JS, DB, MMacG and BB. Acquisition of data: CvT, EvB, EN, AR, MMacG and MS. (Statistical) analysis of data: MS, EvB and BB. Interpretation of data: MS, EvB, EN and BB. Drafting of the manuscript: MS, EvB, EN, JS and BB. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors.

18 Appendix 195 Prospective Evaluation Of Chronic Organ Damage In Adult Sickle Cell Patients. A Seven- Year Follow-Up Study. Submitted for publication. Study concept and design: EvB, CvT, MS, BB. Acquisition of data: EvB, CvT, MS, BB. (Statistical) analysis of data: EvB, CvT, MS, BB. Interpretation of data: EvB, CvT, MS, BB. Drafting of the manuscript: EvB, CvT, MS, BB. Critical revision of the manuscript for important intellectual content: all named coauthors. A

19

20 Appendix 197 CUrrICULUM VItAE Marein Schimmel werd geboren op 27 augustus 1984 in Voorthuizen in de gemeente Barneveld waar ze ook naar de basis- en middelbare school ging. In 2002 ging zij geneeskunde studeren aan de Universiteit van Amsterdam en verhuisde ze naar Amsterdam. Na haar cum laude afstuderen als arts in 2010 werkte ze een jaar als ANIOS op de afdeling verloskunde/gynaecologie van het Zaans Medisch Centrum. Ze werd in deze periode nieuwsgierig naar het doen van medisch wetenschappelijk onderzoek, en na een kort intermezzo waarin ze werkte als ANIOS Interne in het Slotervaart ziekenhuis te Amsterdam, mocht ze hier beginnen aan een promotie-traject. Het promotie onderzoek werd uitgevoerd in het Slotervaart ziekenhuis en op de afdeling Hematologie van het Academisch Medisch Centrum te Amsterdam en gesuperviseerd door dr. B.J. Biemond, prof. Dr. D.P.M. Brandjes en prof. Dr. M.H.J. van Oers. Na haar eerste klinische studie wilde ze haar onderzoek graag verdiepen door het doen van experimenteel laboratorium onderzoek en vanaf augustus 2013 werd dit mogelijk op het Sanquin Research en Landsteiner Laboratorium. Haar supervisor hier was prof.dr. S.S. Zeerleder. Na 1.5 jaar gewerkt te hebben in de drie onderzoekscentra werkte ze het laatste half jaar van haar promotietraject fulltime op Sanquin aan haar laboratorium project. In november 2015 begon ze aan haar nieuwe en opwindende carrière pad als ANIOS kindergeneeskunde in het Tergooi ziekenhuis in Blaricum. Vanaf 1 april 2017 is zij begonnen aan de opleiding tot kinderarts in de Noordwest ziekenhuis groep Alkmaar en het VU Medisch Centrum in Amsterdam. Marein woont nog steeds met veel plezier in Amsterdam. A

21

22 Appendix 199 PortFoLIo Name PhD student Marein Schimmel PhD period Feb July 2015 Promotores Prof. dr. D.P.M. Brandjes Prof. dr. M.H.J. van Oers Co-promotores dr B.J. Biemond Prof. dr. S.S. Zeerleder Year ECTS General courses Introductory Biostatistics for Researchers (Julius Centre, Utrecht) BROK course The AMC World of Science Clinical Data Management Project Management Clinical Epidemiology Specific courses Advanced Immunology Seminars, workshops and master classes Science and Scam symposium Department meetings Journal club Landsteiner lectures and guest speaker seminars Masterclass Klaus Preissner (Dep of Biochemistry, University of Giessen, Germany) Masterclass Arturo Zychlinsky (Dep of Cellular Microbiology, Max Planck Institute for Infection Biology, Berlin, Germany) Masterclass Paul Frenette (Dep of Medicine, Albert Einstein College of Medicine, New York, The United States) A Presentations American Society of Hematology Atlanta, The United States Oral Dutch Hematology Congres Papendal, The Netherlands Oral Internistendagen Maastricht, The Netherlands Oral &

23 200 APPENDIX European Hematology Association Stockholm, Sweden Oral & Poster International Society on Thrombosis and Haemostasis Amsterdam, The Netherlands Oral Brederode symposium International conferences American Society Hematology Atlanta, The United States European Hematology Association Stockholm, Sweden XXIV Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, Amsterdam, The Netherlands 7-11 Dec June June 4 July Teaching Supervision of Master Student Medicine (3 months) Ellis Broeks Zink als potentiële biomarker voor het beoordelen van de effectiviteit van de behandeling van osteoporose Prizes Runner-up, price Oral presentation at Wetenschapsmiddag SKWOZ Slotervaart Nov other Trial physician SCALE study Effect of liraglutide on body weight in non-diabetic obese subjects or overweight subject with co-morbidities total ECtS 37.75

24 Appendix 201 DANKWOORD Het onderzoek zoals beschreven in dit proefschrift had tot doel om sikkelcelziekte beter te begrijpen en om de patiënt met sikkelcelziekte beter te kunnen behandelen. Echter, zonder de vrijwillige deelname van vele volwassen patiënten met sikkelcelziekte aan deze onderzoeken was dit proefschrift er niet geweest. Ondanks hun pijn tijdens een vaso-occlusieve crise waren patiënten bereid om mee te doen. Ik ben hen erg dankbaar voor hun deelname. De leden van de promotiecommissie; prof.dr. C.J. Fijnvandraat, prof.dr. H. ten Cate, prof.dr. M.J. Kersten, prof.dr. T.W. Kuijpers, prof.dr. T. van der Poll en de gastopponenten wil ik bedanken dat zij zitting hebben willen nemen in mijn promotiecommissie en mijn proefschrift hebben beoordeeld op wetenschappelijke waarde. Mijn promotietraject duurde 3,5 jaar, waarin ik werkte bij drie verschillende instellingen. Hierna heb ik mijn promotie afgerond naast mijn klinische baan. Dat maakt dat er heel veel mensen zijn met wie ik heb samengewerkt en die me geholpen hebben om het onderzoek en proefschrift af te krijgen. Ik wil jullie allemaal bedanken voor de hulp onderweg. Allereerst mijn promotores en copromotores; Dees Brandjes, ik ben onder de indruk van jouw bevlogenheid en klinische kennis. Dank voor je begeleiding, de kritische vragen tijdens onze besprekingen en de vrijheid die ik kreeg om mijn promotietraject in te vullen. A Rien van Oers, dank voor de periodieke besprekingen van het promotietraject, de gezellige vliegreis naar de ASH in Atlanta, en het oppakken en aanjagen van de groep toen dat nodig was. Bart Biemond, die alles weet van de klinische sikkelcelpatiënt. Veel dank voor je begeleiding, alle gezellige besprekingen, en de kritische correcties van mijn artikelen. Sacha Zeerleder, toen ik -na onze eerste gezamenlijke klinische studie- het idee om neutrofiel activatie van sikkelcelpatiënten te willen onderzoeken niet meer uit mijn hoofd kon zetten heb jij nog een poosje weerstand geboden, maar in de zomer

25 202 APPENDIX van 2013 mocht ik bij jou in de werkgroep aanschuiven. Daar ben ik je heel erg dankbaar voor! Mijn tijd op het lab op Sanquin beschouw ik echt als kroon op mijn promotietraject. Wat een prettige sfeer in jouw werkgroep op deze wetenschappelijk gedreven afdeling. Ik heb bewondering voor jouw spirit, humor, en jouw invulling van je onmogelijke duobaan. Dank voor je fijne begeleiding. Er gingen mij op de volwassen sikkelcelpatiënten onderzoekslijn een aantal zeer inspirerende en bevlogen mensen voor die het mij erg moeilijk maakten om de achtergebleven (heren)schoenen te vullen. John-John Schnog, jij staat aan het begin van de onderzoekslijn; dank voor jouw hulp met schrijven en schrappen. Ward van Beers, weet jij nog wat je zei over de vergelijking tussen mij en bizongras? Ik nog wel Dank voor de samenwerking en je adviezen. Erfan Nur, jij ging in opleiding tot hematoloog toen ik begon met mijn onderzoek. In het begin hebben we veel gebrainstormd samen over de richting van het onderzoek; dank voor al je hulp bij het opstarten van mijn onderzoek en alle hulp onderweg! Alle medeauteurs, mijn dank voor de samenwerking. Daarnaast zijn er vele collega s te bedanken. Collega s op het Slotervaart: Hans-Martin Otten, mijn eerste gesprek in het Slotervaart was met jou. Dank voor je vertrouwen en enthousiasme om dit avontuur met mij te beginnen. De mensen op het lab die mij inwerkten en hielpen; Willem Mairuhu en Dennis Poland, ik heb veel bewondering voor jullie nieuwsgierigheid en ondernemendheid. Dank voor jullie hulp. Ismael en Huub, Yvonne en Natasja van het gewone lab en Tonny, Carla en Gabi van speciale technieken. Dank! Dames van het onderzoeksbureau op de 3 e, Olga en Monique voor de lekkere koffie en de nieuwste roddels. Marion en Nanda die hielpen met de organisatie van onze farmacie studie. Derkjan voor mooie verhalen tijdens de theepauzes. Winnie Schats, senior officer scientific information service, dank voor de ondersteuning. Mijn kamergenoten van 9B, waar wij in de winter onesies droegen om warm te blijven; Danka, Mohamed, Patrick, Laura, Noëlle, Funda, Floris, Paula, Floor/Floris (SCALE-it up), Maaike (wielrennen en appeltaart) en Thomas (squash en biertjes). Allen dank voor de gezelligheid, samenwerking en de etentjes!

26 Appendix 203 Thomas en Maaike, mijn paranimfen en vrienden. Ik hoop en ga er vanuit dat we nog lang niet van elkaar af zijn! Ik vind het gezellig met jullie! Collega s op het AMC: Mijn enige echte kamergenoot in het AMC; Charlotte van Tuijn. Charlotte, we had a good time. Dank voor je gezelligheid, warmte, koffie, levensmode- woonstijl- en date-adviezen, veel te veel groene kikkers en chocokoeken, wijntjes, en o ja, af en toe wat sikkelwerk samen. Als we t deden, dan deden we het ook goed. Dank! Joep, jij kwam af en toe onze kamer binnenvallen of wij die van jou. Dank voor de avondjes eten, gezelligheid en fijne samenwerking. De onmisbare ondersteuning van het Hematologie-trialbureau: Marjolein als spin in het web en Rob die ik ook altijd kon bellen voor hulp als er iets moest gebeuren. Dank! De sikkelcelonderzoekers in het AMC met wie wij research besprekingen hadden; Veronica van der Land, Harriët Heyboer, Heleen van Ommen, Karin Fijnvandraat en Marjolein Peters. Dank! En last but definitely not least mijn collegae van AMC Sanquin Landsteiner Laboratorium. Marieke van Ham, dank voor het vertrouwen dat ik mocht aanschuiven op jouw afdeling. Deze tijd was onmisbaar in mijn wetenschappelijke vorming. Mijn werkgroep maatjes van wie ik onwijs veel geleerd heb; Femke, dank voor je hartelijke ontvangst in de groep. Lucien van Aarden, dank voor je kritische vragen en adviezen. En helaas, ik ben niet meer aan de hypoxykamer toegekomen. Ingrid, jij leerde me binnen de lijntjes pipetteren. Dank voor je geduld, gezelligheid en kritische vragen. Je bent een top analist met oog voor detail. Gerben, dank voor de gezelligheid en al je hulp in het lab en met de microscopie. Kristof, wat was ik blij dat jij met je NETs kennis aanschoof in de werkgroep. Je hebt ons gezamenlijke NETs project ijzersterk gemaakt, dankjewel!! Brenda, je hebt mij zoveel geholpen bij alle technieken die ik nog niet kende, en ook met je kritische input op artikelen en beursaanvragen. Dank voor al je hulp en ook gezellige momenten. A Dank voor de samenwerking en hulp ook aan Erik en Mark van de centrale faciliteit. En van de afdeling BCR, Timo van den Berg, Robin van Bruggen, Anton Tool, Roel, Sanne, Michel van Houdt. En van IHE, Christa Homburg. Dank!

27 204 APPENDIX En natuurlijk de hele oio/aio-clan van de afdeling Immunopathologie, voor alle input, kritische vragen, hulp, gezelligheid, biertjes, oio-avonden, karaokeavonden, koffie en lunches in de zon; Mischa, Mateusz, Sonja, Iwan, Willem, Laura, Richard, Sanne, Peter-Paul, Karin, Anouk, Anna, Astrid, Anno, Anna, Mieke, Saskia. En uiteraard de rest van de afdeling: Gerard, Fatima en Kaoutar, Theo, Robbert, Anja, Gertjan, Diana, Rob, Dörte, Irma, Henk, Karien, Annelies, Marja, Mieke, Laura, Ninotska, Miranda, Margreet, Marlieke, Tineke, Angela, Simone, Pleuni, Dorina, Gijs en Ellen. Dank! Voor het slot wil ik ook mijn collegae van de afdeling Kindergeneeskunde van het Tergooi Blaricum bedanken. Jongens, zonder jullie -naast werk en gezelligheid- ondersteuning bij het laatste staartje- dat nog wat venijn had- was het ook niet gelukt. Bart van Ewijk en Jasper Jobsis, dank voor de mogelijkheid om naast mijn ANIOS functie mijn promotietraject af te kunnen ronden. Carole, mijn mentor in Tergooi, dank voor de gezellige avonden wijntjes en curry. Marre, je weet waarvoor, bedankt. Frans, voor de; hoe gaat het nou met je promotie? vragen, Monique, Clarissa, Johan, Hetty, Gerdine, Susanne, Caroline; Allemaal veel dank. Alle lieve verpleegkundigen, dat zijn er teveel om op te noemen, maar dank jullie wel. En natuurlijk mijn naaste arts-assistenten: Nicky, Henk-Jan, Annemarie, Marjolein, Iris, Tamara, Niek, Marita. Allemaal veel dank! En dan, mijn lieve vrienden, schoonfamilie en familie. Familie Schimmel en Dam, dank voor de steun voor ons gezin in het afgelopen jaar. Mathijs, Moniek, Ronald, en Marian, dank voor het warme welkom in jullie familie. Je tijd is maar één keer te verdelen en mijn vrienden hebben daarvan het meest moeten inleveren. Ik wil jullie bedanken voor jullie vriendschap, vertrouwen, begrip en steun. Jeroen en Judith, allebei verhuisd. Wat mis ik onze uren in de klimhal; klimmen en ouwehoeren over onze levens en drijfveren. En wat mis ik jullie daarmee Janneke, gelukkig heb ik met jou een nieuwe gezellige klim-vriendin! Erlin, Geertje, Katherine. Samen high-tea s maken en nuttigen en onze levens delen. Dank voor die gezellige uren! Andrea, we go way back, en vast nog vele jaren forward! Friso, ondanks 6 jaar slaapgebrek ben je er als je er bent en hebben we fijne gesprekken. Mira, we leerden elkaar kennen in Ghana. Je bent één van de meest altruïstische personen die ik ken; dat bewonder ik aan jou. Dank voor jullie vriendschap. Jona, Dorrit en Dominique, wat fijn dat ik ook jullie vriendin mag zijn.

28 Appendix 205 Lieve mama, samen met papa zorgde je ervoor dat het ons aan niets ontbrak om te kunnen worden wat we wilden. Daar ben ik jullie beide heel erg dankbaar voor. Mama, ik ben trots op je. Ik heb er bewondering voor hoe jij de draad weer hebt opgepakt. Dankjewel voor je onvoorwaardelijke liefde en steun. Mijn bijzondere mede-krullie s en zussen lief, Henrieke en Rijan. Wat ben ik blij met en dankbaar voor de goede band die wij hebben. Samen laten we ons niet gek maken! Dank voor jullie alles. Ik ben beretrots op jullie en blij met de lieve mannen die onze familie kwamen aanvullen. Rostand en Julian, dank voor jullie goede zorgen voor mijn zussen. Houd dat zo, anders weet ik jullie te vinden Frank, mijn lief, je zocht een vrouw met ambities. Ha!, nu weet je wat dat betekent Dank voor wie jij bent. Dank voor de rust en steun die jij me geeft, terwijl je me ook uitdaagt het beste uit mezelf te halen. Ik ben zo blij met jou en met het team dat wij zijn. Laten we altijd nieuwsgierig blijven en samen blijven ontdekken! A

29