Studies of experimental biomarkers during glucocorticoid and anti-tumor necrosis factor-alpha therapy in inflammatory bowel disease and juvenile idiopathic arthritis

Näytä kaikki kuvailutiedot



Pysyväisosoite

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-7918-4
Julkaisun nimi: Studies of experimental biomarkers during glucocorticoid and anti-tumor necrosis factor-alpha therapy in inflammatory bowel disease and juvenile idiopathic arthritis
Tekijä: Rintamäki, Hanne
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, kliininen laitos
Julkaisija: Helsingin yliopisto
Päiväys: 2012-04-20
Kieli: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-7918-4
http://hdl.handle.net/10138/32389
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Tiivistelmä: Glucocorticoids (GCs) and anti-tumor necrosis factor-α (anti-TNF-α) agents are used for treatment of inflammatory bowel diseases (IBD) and juvenile idiopathic arthritis (JIA). Here, the attenuation of inflammation during GC and anti-TNF-α therapies was evaluated by using experimental biomarkers in aim to find new tools to optimize GC and anti-TNF-α therapy. The serum samples were prospectively collected from IBD patients before the start of oral GC or anti-TNF-α therapy. The second sample was collected from pediatric IBD patients two to four weeks after the start of GC therapy or after the first IFX infusion. Twenty-eight children had oral GCs. Sixteen pediatric IBD patients received IFX. Fifteen adult CD patients had therapy induction with TNF-α agent. Thirty-two pediatric controls were included. Twenty-one JIA patients had intra-articular glucocorticoid therapy (IACS). The JIA patients provided serum samples on the morning before the IACS, seven and 24 hours thereafter, and at two months. A new biological assay based on analysis of the effect of patient serum on donor derived peripheral blood mononuclear cells (target cells) was developed. As read-outs, the target-cell IFNγ, IL-5, FOXP3 and GITR expressions were analyzed with ELISA or PCR. Additionally, serum glucocorticoid bioactivity (GBA) or matrix metalloproteinases (MMP-7-9), their tissue inhibitors (TIMP-1-2), alpha-2-macroglobulin (α2M), human neutrophil elastase (HNE) and myeloperoxidase (MPO) were measured. In the first study with in pediatric IBD patients at the start of oral GC therapy, in comparison with pre-treatment serum, patient serum after GC therapy reduced target cell IFNγ secretion (p=0.017 for naїve cells and p=0.006 for activated cells) and GITR expression (p=0.033 and p=0.005 respectively). The decrease on serum induced FOXP3 expression was seen on naїve target cells (p=0.05). These changes did not correlate with weight-related GC dose, but the observed changes represented the sum effect of individual inflammatory activity in patients. In the second study, IACS increased serum GBA (p=0.001) and decreased cortisol (p=0.002) within 24 hours of the injection. The patient serum induced IL-5 secretion showed a trend of decrease (p=0.085). These findings indicate a leakage of biologically active GC from the joint. In the third study, with adult Crohn`s disease patients at the start of anti-TNF-α therapy, before therapy the high serum induced FOXP3 and GITR expression on activated target cells were associated with low endoscopic activity, CDEIS (r=-0.621, p=0.013 for FOXP3 and r=-0.625, p=0.013 for GITR) and to low ESR (r=-0.548, p=0.034 for FOXP3). Interestingly, the low pre-treatment FOXP3 and GITR expression on target cells were associated with a pronounced decrease of CDEIS during the therapy (r=0.600, p=0.018 for FOXP3 and r=0.589, p=0.021 for GITR). It is possible that there is a group of IBD patients who do not benefit from additional enhancement of regulatory T-cells induced by anti-TNF-α agents. In the final study, serum MMPs, TIMPs, α2M, HNE and MPO were measured from pediatric IBD patients during GC and anti-TNF-α therapies. The serum level of MMP-7, MMP-8, MMP-9, α2M, HNE, MPO in all IBD patients and TIMP-1 in the GC treatment group was higher than in the controls (all p≤0.022). During the GC therapy, the attenuation of inflammation was seen as a decrease of MMP-7 and TIMP-1 (both p≤0.001). During the anti-TNF-α therapy, α2M and HNE increased (both p≤0.026). The increase of α2M was suggested as an additional mechanism mediating anti-TNF-α agent s therapeutic effect.Glukokortikoidit (GCt) ja TNF-α vasta-aineet ovat tulehdusta hillitseviä lääkkeitä, joita käytetään tulehduksellisten suolistosairauksien (IBD) ja lasten reuman (JIA) hoidossa. Näiden lääkkeiden käytön haasteina ovat tehon menetys, sekä sivuvaikutukset. Erityisesti lasten kohdalla olisi tärkeää tunnistaa ennalta hoidosta hyötyvät potilaat. Tässä tutkimuksessa etsittiin kokeellisia seerumin merkkiaineita, joilla tutkittiin tulehduksen vaimenemista GC ja TNF-α vasta-ainehoidon aikana. Tutkimukseen osallistui 28 GC hoidon aloittavaa IBD-lasta, 16 IBD-lasta ja 15 IBD-aikuista, jotka aloittivat TNF-α vasta-ainehoidon, 21 nivelen sisäistä GC hoitoa saavaa JIA potilasta, sekä 32 lapsikontrollia. IBD potilaiden näytteet kerättiin ennen hoitoa ja 2-4 viikkoa hoidon alusta. JIA potilaiden näytteet kerättiin ennen injektiota sekä 7 ja 24 tuntia injektion jälkeen. Tutkimusta varten kehitettiin uusi biologinen menetelmä, jossa tutkittiin kohdevalkosolujen vasteita potilaan seerumin läsnä ollessa. Kohdesolujen erittämää IFNγ:aa ja IL-5:ttä mitattiin ELISA:lla, ja kohdesolujen regulatoristen T-solujen aktiivisuutta kuvastavia FOXP3:a ja GITR:a PCR:llä. Lisäksi potilaan seerumista mitattiin biologisesti aktiivista glukokortikoidia (GBA) tai soluvälitilan ylläpitoon osallistuvia endopeptidaaseja, matriksin metalloproteinaaseja (MMP), niiden vasta-vaikuttajia (TIMP ja alpha-2-makroglobuliini, α2M), sekä neutrofiiliperäisiä entsyymejä (HNE ja MPO). Ensimmäisessä tutkimuksessa nähtiin, että IBD-lasten seerumi aiheutti GC hoidon jälkeen kohdesolujen IFNγ erityksen vähenemisen (p=0.017 lepäävät solut ja p=0.006 aktivoidut solut) ja GITR:n ilmentymisen laskun (vastaavasti p=0.033 ja p=0.005). Nämä muutokset eivät korreloineet potilaan saamaan GC annokseen, joten niiden ajateltiin kuvastavan immunologista kokonaistilannetta itse potilaassa. Toisessa tutkimuksessa nähtiin nivelen sisäisen GC annostelun nostavan seerumin GBA:ta ja laskevan kortisolipitoisuutta. Nämä löydökset kuvastivat biologisesti aktiivin GC:n vuotoa nivelestä. Kolmannessa tutkimuksessa mitattiin ennen hoitoa kerättyjen aikuisten Crohnin tauti potilaiden seerumin herättämiä kohdesoluvasteita ja verrattiin näitä endoskooppiseen taudin aktiviteettiin. Tutkimuksessa nähtiin, että matala kohdesolujen ilmentämä FOXP3 ja GITR liittyi korkeaan tautiaktiviteettiin ennen TNF-α-vasta-ainehoitoa (FOXP3 r=-0.621, p=0.013 ja GITR r=-0.625, p=0.013), mutta parempaan paranemistaipumukseen kolmen kuukauden hoidon aikana (FOXP3 r=0.600, p=0.018 ja GITR r=0.589, p=0.021). Näyttää siltä, että on olemassa joukko IBD-potilaita, jotka eivät hyödy TNF-α-vasta-aineilla saavutettavasta regulatoristen-T-solujen toiminnan tehostamisesta. Viimeisessä osatyössä nähtiin, että seerumin MMP-7-9, TIMP-1, α2M, HNE ja MPO olivat korkeammat IBD-lapsipotilailla kuin kontrolleilla (p≤0.022). GC hoidon aikana MMP-7 ja TIMP-1 laskivat (p≤0.001), kun taas TNF-α-vasta-ainehoidon aikana α2M ja HNE lisääntyivät (p≤0.026). GC ja TNF-α-vasta-ainehoidon erilainen vaikutus seerumin entsyymiprofiileihin saattaa kuvastaa näiden hoitojen erilaisia vaikutusmekanismeja. Yhteenvetona, potilaan seerumin välittämän immuuni-aktivaation, sekä endopeptidaasien ja neutrofiilien erittämien entsyymien mittaaminen vaikuttivat lupaavilta menetelmiltä tutkia GC ja TNF-α-vasta-ainehoitojen välittämää tulehduksen vaimenemista. Näiden menetelmien käyttöä kliinisiin tarkoituksiin IBD ja lastenreumapotilailla on jatkossa arvioitava suuremmilla potilasmäärillä.
Avainsanat: lääketiede
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
studieso.pdf 1.836MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot