Chapter 8
174
De belangrijkste functie van de nier is het verwijderen van afvalstoffen en overtollig vloeistof uit het lichaam. Verschillende aandoeningen waaronder bijvoorbeeld hoge bloeddruk of suikerziekte kunnen leiden tot chronisch verlies van nierfunctie. Het chronisch verlies van nierfunctie kan onderverdeeld worden in 5 stadia, op basis van de overgebleven functie van de nier. Het laatste stadium wordt ook wel eindstadium nierfalen genoemd. De overgebleven nierfunctie is dan minder dan 10 procent van de normale nier capaciteit, wat betekent dat de nier niet meer goed functioneert. Behandeling van patiënten met eindstadium nierfalen bestaat uit dialyse (hemodialyse or peritoneale dialyse) of niertransplantatie. De voorkeur gaat uit naar niertransplantatie vanwege het feit dat dit leidt tot een betere kwaliteit van leven en een hoger overlevingspercentage. Voor een succesvolle behandeling is er maar één nier nodig. Deze kan gedoneerd worden door een levende of overleden donor. In het algemeen, is het gebruik van een nier van een levende donor beter dan van een overleden donor. Voor een succesvolle niertransplantatie is het levenslang gebruik van afweer onderdrukkende medicijnen van belang om de kans op afstoting van de nier te minimaliseren en te blijven leven. Veel van deze medicijnen zijn gericht tegen T cellen, bepaalde cellen van ons afweersysteem, die een belangrijke rol spelen bij het behoud van het orgaan. Langdurig gebruik van deze afweer onderdrukkende medicijnen gaat echter gepaard met bijwerkingen zoals een verhoogde kans op infecties, ontwikkeling van kanker en veel van deze medicijnen zijn uiteindelijk weer toxisch voor de donornier.
Bijna elke niertransplantatie ontvanger krijgt dezelfde afweer onderdrukkende medicatie voorgeschreven maar er zitten grote verschillen tussen de diverse ontvangers. Zo is de proportie oudere (>65 jaar) patiënten met eindstadium nierfalen sterk toegenomen in de afgelopen jaren. Met het toenemen van de leeftijd verandert echter ook ons T cel afweersysteem. Bovendien hebben wij recent laten zien dat verlies van nierfunctie gepaard gaat met een vervroegde veroudering van het T cel afweersysteem. Het T cel afweersysteem van een jonge patiënt met eindstadium nierfalen is vergelijkbaar aan dat van een 15-20 jaar oudere gezond individu. Er is dus een discrepantie tussen de kalenderleeftijd en de immunologische leeftijd van T cellen. Om de juiste dosering/type afweer onderdrukkende medicatie vast te stellen voor de individuele patiënt is het in kaart brengen van factoren die mogelijk een rol spelen bij o.a. afstoting van een orgaan van belang. Een van deze factoren betreft een zo goed mogelijke karakterisatie van het T-cel gemedieerde afweersysteem. Het voornaamste doel van dit proefschrift was dan ook om een beter begrip te hebben van de conditie van het T-cel gemedieerde afweersysteem van patiënten met eindstadium nierfalen vόόr transplantatie door zowel fenotypische als functionele eigenschappen te bestuderen met daarbij speciale aandacht voor de oudere nierpatiënt.
In hoofdstuk 1, wordt het concept premature T cel veroudering geïntroduceerd en
Dutch Summary
175
8
parameters om de conditie van T cellen te bepalen in patiënten met eindstadium nierfalen, de revue. De traditionele parameters betreffen het bepalen van de functie van de thymus, T cel differentiatie status, telomeerlengte van T cellen. De functie van de thymus kan worden bestudeerd door de frequentie naïeve T-cellen die net uit de thymus komen en/of de hoeveelheid T cel receptor excisie cirkels te bepalen. Het bepalen van de T cel differentiatie status kan worden gedaan door naast het aantal antigen-onervaren (naïeve) en ervaren (geheugen) T cellen ook eigenschappen die verder onderscheid maken tussen minder en meer gedifferentieerde T cellen te bestuderen. Telomeren zijn repetitieve nucleotiden aan het einde van chromosomen, welke bij elke deling korter worden totdat de cel dood gaat of verouderd. Als nieuwe parameters zal ook diversiteit van het T cel receptor repertoire en belangrijke moleculen bij signaaloverdracht na activatie van de T cel receptor bestudeerd worden. Verlies van nierfunctie, een cytomegalovirus (CMV) infectie en veroudering hebben allemaal invloed op de immunologische leeftijd van patiënten met eindstadium nierfalen, daarom dient rekening te worden gehouden met deze factoren bij het beoordelen van de conditie van het T-cel afweersysteem.
In hoofdstuk 2, werden de traditionele alsook een functionele T cel parameter
bestudeerd in oudere nierpatiënten. Oudere nierpatiënten hadden een verder gevorderd verouderd T cel afweersysteem wanneer vergeleken met leeftijds- gematchde gezonde individuen voor wat betreft de meeste traditionele parameters. Dit werd met name gezien wanneer de CMV seropositieve individuen werden vergeleken. De T-cel proliferatie capaciteit was niet verschillend tussen patiënten met eindstadium nierfalen en leeftijds- en CMV serostatus-gematchde gezonde individuen.
In hoofdstuk 3 en 4 werd door middel van een aantal methoden de diversiteit van
het T-cel receptor (TCR) repertoire bepaald in patiënten met eindstadium nierfalen en leeftijds- en CMV serostatus-gematchde gezonde controles. Een brede diversiteit is cruciaal voor het ontwikkelen van een effectieve T-cel gemedieerde respons. Patiënten met eindstadium nierfalen hadden een minder divers TCR repertoire dan leeftijds- en CMV serostatus-gematchde gezonde individuen. Een meer gedetailleerde analyse liet zien dat deze gereduceerde diversiteit al zichtbaar was in de naïeve T cellen door een toegenomen aantal expansies van bepaalde TCR
receptor families. Echter ook de geheugen en met name de CD8+ T cellen hadden
een minder divers TCR repertoire.
Nadat de TCR een antigen tegenkomt, worden een aantal signalen in de cel doorgegeven door middel van activatie (o.a. fosforylatie) van aantal moleculen zodat de T cel verder geactiveerd raakt. Extracellular signal–regulated kinase (ERK) en p38 zijn twee cruciale moleculen voor deze TCR-gemedieerde activatie van T
cellen. In hoofdstuk 5 lieten wij zien dat in patiënten met eindstadium nierfalen de
TCR-gemedieerde ERK activatie verminderd was, terwijl het basis niveau van p38 activatie juist was gestegen. Deze verminderde activatie van ERK werd waarschijnlijk
Chapter 8
176
veroorzaakt door een hogere expressie van duale specifieke fosfatasen 6 (DUSP6). Remming van DUSP6 herstelde de activatie (fosforylatie) van ERK. Een CMV infectie is één van de meest voorkomende infecties in niertransplantatie patiënten en ook een factor die de kans op acute afstoting kan vergroten.
Ontvangers die geen CMV antilichamen hebben in het bloed en een orgaan ontvangen van een donor welke een CMV infectie heeft doorgemaakt, maken deel uit van de hoog risico groep en hebben een grotere kans op het ontwikkelen van een CMV infectie na transplantatie. In een deel van deze patiënten is echter wel een
cellulaire respons tegen CMV detecteerbaar. In hoofdstuk 6 werd deze cellulaire
respons gericht tegen CMV gekarakteriseerd en het belang voor het ontwikkelen van een CMV infectie na transplantatie bestudeerd. Patiënten zonder CMV-specifieke antilichamen maar met een lage, minder gedifferentieerde, CMV-specifieke cellulaire (T-cel) respons hebben minder kans op het ontwikkelen van een CMV-infectie na transplantatie dan wanneer deze niet meetbaar was.
In feite is de reactie op een transplantaat een gecompliceerd proces, welke kan worden beïnvloed door het immuunsysteem van de ontvanger, de kwaliteit van de donornier, de chirurgische procedure, het dynamische effect van immunosuppressiva en enz. Het is misschien niet mogelijk om één specifieke biomarker te vinden die klinische uitkomstmaten na een niertransplantatie, zoals acute en chronische rejectie, correct kan voorspellen. Een uitgebreide en zorgvuldige beoordeling van de conditie van de T cel door bepaling van de hierboven genoemde aspecten kan echter bijdragen aan het vaststellen van een immunologisch profiel van patiënten (op verschillende tijdstippen). Gebaseerd op deze profielen zouden wij meer informatie kunnen inwinnen met betrekking tot het identificeren van patiënten met bijvoorbeeld een laagrisico op afstoting. Daarnaast zou het interessant zijn om te onderzoeken of deze laag risico patiënten profijt zouden hebben van een lagere dosis van of andere afweer onderdrukkende medicijnen.
Concluderend, we hebben aangetoond dat een verzwakt T-cel afweersysteem van patiënten met eindstadium nierfalen kan worden aangetoond op basis van verschillende verouderingsparameters. Deze patiënten hebben minder naïeve T-cellen en meer gedifferentieerde geheugen T-cellen, kortere telomeren, een minder divers TCR repertoire, minder TCR–gemedieerde fosforylatie (activatie) van ERK en hogere p38 baseline activatie. Veroudering en CMV infectie versnellen deze vroegtijdige verouderingsprocessen. Daarnaast laten wij de rol van CMV-specifieke cellulaire responsen in afwezigheid van CMV-specifieke antilichamen zien bij het verhinderen van een CMV infectie na niertransplantatie met een CMV positieve donornier.
Een verzwakte T-cel gemedieerde afweer lijkt een tweesnijdend zwaard te zijn voor patiënten met eindstadium nierfalen. Verminderde T-cel gemedieerde afweer in patiënten met eindstadium nierfalen, in het bijzonder in ouderen, draagt bij aan
Dutch Summary
177
8
een lage vaccinatie effectiviteit en een verhoogd risico op infecties. Desondanks hebben deze patiënten een laag risico op het krijgen van een afstoting. Over het algemeen biedt het werk dat in dit proefschrift beschreven wordt nieuwe inzichten voor het evalueren van de T-cel afweer bij patiënten met eindstadium nierfalen. Deze inzichten kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van een meer gepersonaliseerd afweer onderdrukkende regime na transplantatie en zo de lange termijn bijwerkingen van afweer onderdrukkende medicijnen minimaliseren.
CHAPTER 2
Latency for cytomegalovirus signifi cantly impacts
T cell ageing in elderly end-stage renal disease
patients
Ling Huang1, Anton W. Langerak2, Carla C. Baan1, Nicolle H.R. Litjens1 and Michiel
G.H. Betjes1.
1Department of Internal Medicine, Section Nephrology and Transplantation, Erasmus University Medical Center, Rotterdam, the Netherlands.
2Department of Immunology, Erasmus University Medical Center, Rotterdam, the Netherlands. Clinical & Experimental Immunology 2016