Onderzoek My Ha

Abstract

Juvenile Idiopathic Arthritis (JIA) is de meest voorkomende chronische reumatische aandoening bij kinderen en een belangrijke oorzaak van langdurige invaliditeit. Hoewel biologische therapieën de klinische uitkomst aanzienlijk hebben verbeterd, blijven de onderliggende immunologische mechanismen van ziekte-initiatie en -persistentie grotendeels onbegrepen. Een centrale, nog onbeantwoorde vraag is of pathogene T-celresponsen bij JIA voornamelijk gericht zijn tegen lichaamseigen (autoantigene) of virale antigenen – of dat beide bijdragen aan het chronische ontstekingsproces. Inzicht hierin is essentieel voor een beter begrip van de ziekte en voor de ontwikkeling van antigeenspecifieke biomarkers en therapeutische strategieën. Dit project heeft tot doel om virale en autoantigeen-specifieke T-celresponsen systematisch in kaart te brengen binnen het synoviale compartiment van JIA-patiënten. De focus ligt op synoviale vloeistof-mononucleaire cellen (SFMC's), die de lokale ontstekingsomgeving beter weerspiegelen dan perifeer bloed. Een uitgebreid peptidepaneel zal worden gesynthetiseerd, bestaande uit bekende autoantigenen die betrokken zijn bij gewrichtsontsteking (waaronder structurele, stress-gerelateerde en post-translationeel gemodificeerde eiwitten) in combinatie met immunodominante virale epitopen die eerder met artritis zijn geassocieerd. Om de beschikbare patiëntencellen optimaal te benutten, worden de peptiden gecombineerd in tweedimensionale matrixpools, waarmee efficiënt kan worden gescreend en antigeenspecifieke reacties ondubbelzinnig kunnen worden geïdentificeerd. SFMC's zullen ex vivo worden gestimuleerd met deze peptidepools, waarna fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS) wordt gebruikt om antigeen-responsieve T-cellen gelijktijdig te identificeren en te isoleren. De FACS-analyse zal informatie opleveren over activatie, proliferatie en de fenotypische diversiteit van de responsieve populaties. De geïsoleerde subsets worden vervolgens onderworpen aan T-celreceptorsequencing (TCR-sequencing). Door deze datasets te integreren, kunnen we de relatie leggen tussen antigeenspecificiteit en klonale architectuur en zo uitgebreide of convergente TCR-motieven identificeren die kenmerkend zijn voor auto-reactieve of antivirale immuniteit bij JIA. Door peptide-gebaseerde stimulatie te combineren met FACS-isolatie en TCR-repertoireprofilering, zal dit project de eerste integratieve kaart opleveren van antigeenspecifieke T-celresponsen in synoviaal vocht bij JIA. Het onderzoek zal aantonen of virale of lichaamseigen antigenen domineren binnen het synoviale T-celrepertoire en hoe antigeenspecificiteit samenhangt met klinische heterogeniteit. Bovendien kunnen gedeelde of terugkerende TCR-motieven tussen patiënten dienen als biomarkers voor ziekteactiviteit of voorspellende factoren voor therapierespons. Naast mechanistische inzichten heeft dit onderzoek een duidelijke translationele relevantie. Het in kaart brengen van het antigeenlandschap van JIA op klonaal niveau zal de basis leggen voor de ontwikkeling van precisiediagnostiek en de verdere verkenning van antigeenspecifieke tolerantie-inductie als therapeutisch concept in de kinderrheumatologie. Uiteindelijk zal dit werk de brug slaan tussen fundamentele immunologie en klinische toepassing, en bijdragen aan een meer gepersonaliseerde benadering van auto-immuunartritis bij kinderen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ha My

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Gezondheidseconomisch Onderzoek en Modelleren van Infectieziekten (CHERMID)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

T cellen zijn witte bloedcellen die worden opgewekt na blootstelling aan ziekteverwekkers, hetzij via natuurlijke infectie of na vaccinatie. Er bestaan verschillende fenotypes van T cellen en er wordt aangenomen dat deze zich functioneel anders gedragen. T cellen herkennen specifieke epitopen van pathogenen via zogenaamde T-celreceptoren (TCR) die zich op het T-celmembraan bevinden. Het blijft momenteel niet voldoende gekend hoe T cellen differentiëren op TCR-niveau. In dit ACTR-project zullen we zeer innovatieve computationele en mathematische modellen ontwikkelen om te simuleren hoe unieke T cellen, vertegenwoordigd door hun TCR's, tegen pathogenen evolueren als een functie van verschillende relevante variabelen. T-cel fenotypering zal worden bereikt via geadvanceerde single cell sequencing. We zullen longitudinaal CD8+ T cellen bestuderen die zijn verkregen uit twee verschillende humane vaccinatiecohorten (de novo gele koorts vaccinatie en boostervaccinatie tegen mazelen). De inzichten van ACTR zullen cruciaal zijn voor een beter fundamenteel begrip van CD8+ T-cel immunologie. We zullen uit menselijke studies leren hoe T cellen differentiëren en hoe verdere T-cel dynamica na natuurlijke (her)blootstelling kan worden gemodelleerd. Bovendien zullen we meer instrumenten hebben om te begrijpen hoe de longitudinale T-cel dynamiek na vaccinatie moet worden gemodelleerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ogunjimi Benson
• Co-promotor: Ha My
• Co-promotor: Meysman Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Gezondheidseconomisch Onderzoek en Modelleren van Infectieziekten (CHERMID)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Juveniele idiopathische artritis (JIA) is een heterogene groep auto-immuunziekten die vooral de gewrichten aantasten bij kinderen onder de 16-18 jaar. Het is de meest voorkomende chronische artritis bij kinderen met een prevalentie van 16-150 bij 100.000 kinderen, waarbij enthesitis-gerelateerde JIA (JIA-ERA) tot 20% van de JIA-gevallen vertegenwoordigt. JIA-ERA wordt gekenmerkt door een sterke associatie met HLA-B27, een belangrijk histocompatibiliteitscomplex klasse I op het celoppervlak dat verantwoordelijk is voor het presenteren van antigene peptiden (afgeleid van zelf- en niet-zelfantigenen) aan T-cellen. Het blijft echter onduidelijk hoe HLA-B27 bijdraagt aan het ontstaan en de pathogenese van JIA-ERA. Bij celgemedieerde auto-immuniteit zijn T-cellen (inclusief CD4+ en CD8+ T-cellen) betrokken bij het mediëren van vele aspecten van auto-immuunontsteking. Van de CD4+ T-cellen wordt aangenomen dat CD4+CD25+FOXP3+ regulerende T-cellen (Tregs), die cruciaal zijn voor het behoud van de immuunhomeostase, niet goed werken bij auto-immuniteit. Hoewel Tregs werden geïdentificeerd en geanalyseerd bij verschillende reumatische aandoeningen, wordt hun rol onvolledig begrepen. Er zijn ook zeer weinig publicaties beschikbaar die de heterogene fenotypes en functies van T-cellen op de ontstoken plaats onderzoeken bij verschillende pediatrische reumatische aandoeningen. Als gevolg van dit dilemma zijn er twee onderzoeksvragen die ik in deze voorgestelde studie wil beantwoorden: (1) door welk mechanisme verleent HLA-B27 zijn effecten in JIA-ERA (d.w.z. moleculaire mimicry/artritogene peptidetheorie, vrije zware ketentheorie, of eiwitmisvouwingstheorie) en hoe neemt HLA-B27 deel aan JIA-ERA in vergelijking met andere volwassen of juveniele artritis; (2) wat zijn de rollen van verschillende subsets van synoviale T-cellen in JIA-ERA pathogenese en hoe verschilt het T-celreceptor (TCR) profiel van Tregs van die van conventionele CD4+ en CD8+ T-cellen in HLA-B27+ JIA-ERA gewrichtsvloeistof van de patiënt. Voor zover ik weet, zal dit de eerste (pilot)studie zijn die de rol van HLA-B27 en T-cellen bij verschillende vormen van JIA analyseert en JIA vergelijkt met andere artritiden bij volwassenen en jongeren. De moderne (kinder)reumatologie evolueert steeds meer in de richting van pathologiespecifieke en patiëntspecifieke diagnostiek en therapie (d.w.z. gepersonaliseerde geneeskunde). Een betere moleculaire stratificatie is dus een absolute noodzaak om de patiëntenzorg te verbeteren. Een belangrijke transformerende factor in (pediatrische) reumatologie is de toepassing van sequencing-technieken (bijv. microarray, Sanger-sequencing en next-generation sequencing) bij het beoordelen van het TCR-repertoire in bloedcellen of synoviale vloeistofcellen. Karakterisering van TCR-profielen kan een belangrijke aanvulling worden op conventionele immunofenotypering bij het begrijpen van ziektepathogenese, prognose en respons op behandeling. Gezien de onderzoeksvragen en de state-of-the-art die hierboven zijn vermeld, geloof ik dat het bestuderen van het TCR-repertoire van synoviale T-cellen bij HLA-B27+ patiënten belangrijke kennis van JIA-ERA zal opleveren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ha My

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Gezondheidseconomisch Onderzoek en Modelleren van Infectieziekten (CHERMID)

Project type(s)

• Onderzoeksproject