Biomarkers zijn biologische signaalstoffen die aan kunnen geven dat iemand ziek is, die kunnen voorspellen hoe ernstig een ziektebeloop zal zijn of die laten zien of een behandeling werkt of niet. Dit kunnen bijvoorbeeld eiwitten zijn die in bloed of urine te meten zijn.
Achtergrond
Om biomarkers te ontdekken, wordt er onderzoek gedaan naar genetische en chemische signaalstoffen via genomics. Genomics is een verzamelnaam voor technieken die proberen een zo compleet mogelijk beeld te krijgen van de processen die plaatsvinden in cellen of weefsels. Waar voorheen genen en eiwitten één voor één werden bestudeerd, kunnen we nu tegelijkertijd veel genen, eiwitten en andere moleculen (zoals vetten) meten. Binnen de afdeling Humane Genetica van het LUMC hebben we de expertise om deze metingen uit te voeren. In een biobank worden bloed- en urinemonsters bewaard die jaarlijks worden afgenomen bij polikliniekbezoeken. Zo kunnen veranderingen over langere tijd gekoppeld worden aan signaalstoffen die verhoogd of verlaagd zijn.
Status
Met onderzoek naar biomarkers in bloedmonsters hebben we aangetoond dat we de ziekteprogressie bij patiënten met Duchenne- en Becker-spierdystrofie kunnen volgen. Het meten van eiwitten en metabolieten maakt het mogelijk de achteruitgang van patiënten, en de uitkomsten van meetinstrumenten zoals de North Star Ambulatory Assessment (NSAA*) en de 10 meter loop test te voospellen. Daarnaast kunnen we ziekte-mijlpalen, zoals verlies van loopvermogen en het overhead reiken, voorspellen. Het voordeel van bloedmetingen is dat ze niet afhankelijk zijn van motivatie, zoals bij functionele tests, en door de lage testvariatie kunnen ze het aantal benodigde patiënten in klinische onderzoeken verminderen. We werken samen met Europese en Amerikaanse partners om deze bevindingen te valideren in andere patiënten-cohorten en medicatie studies.
Daarnaast hebben we al veel geleerd over de ziekteprocessen in de spieren van neuromusculaire patiënten. Spierbeschadiging kan ontstaan door genetische oorzaken, zoals bij Duchenne- en Becker-spierdystrofie, of door ontstekingsaandoeningen, zoals bij Inclusion Body Myositis. In gezonde mensen worden beschadigde spiercellen snel vervangen, maar bij patiënten is dit herstel onvoldoende om de schade tegen te gaan, waardoor spierweefsel langzaam verandert in vet- en bindweefsel.
Met nieuwe technologieën bestudeert het Leidse onderzoeksteam welke cellen en gen-activiteiten bijdragen aan de vervanging van spierweefsel door vet- en bindweefsel. Deze studies zijn mogelijk dankzij biobank- en onderzoeksprotocollen in het LUMC, die ons in staat stellen om grote hoeveelheden data te verzamelen en de ziekteprogressie objectief te bestuderen. Wat begon als een biobankingproject in het LUMC is inmiddels deels uitgebreid naar nationaal niveau. We willen dit verder uitbreiden naar andere neuromusculaire aandoeningen, zoals Inclusion Body Myositis en Limb Girdle Muscular Dystrophy, waarvoor onlangs een nationaal register is gelanceerd.
* De NSAA is een instrument wat meet hoe goed jongens met DMD bewegingen kunnen uitvoeren, zoals rennen, springen en hinkelen
Meer informatie en inzichten over de laatste stand van zaken kunt u hier in het Engels lezen. Hier vindt u meer informatie over de biobank en mogelijke deelname
Gepubliceerde data
- Spitali, P. et al. Tracking disease progression non-invasively in Duchenne and Becker muscular dystrophies. J. Cachexia. Sarcopenia Muscle 9, 715–726 (2018).
- Signorelli, M. et al. Longitudinal serum biomarker screening identifies malate dehydrogenase 2 as candidate prognostic biomarker for Duchenne muscular dystrophy. J. Cachexia. Sarcopenia Muscle 11, 505–517 (2020).
- Signorelli, M. et al. Peripheral blood transcriptome profiling enables monitoring disease progression in dystrophic mice and patients. EMBO Mol. Med. 13, 1–17 (2021).
- van de Velde, N. M. et al. Longitudinal Assessment of Creatine Kinase, Creatine/Creatinine ratio , and Myostatin as Monitoring Biomarkers in Becker Muscular Dystrophy. Neurology 100, 10.1212/WNL.0000000000201609 (2023).
- Heezen, L. G. M. et al. Spatial transcriptomics reveal markers of histopathological changes in Duchenne muscular dystrophy mouse models. Nat. Commun. 14, 4909 (2023).
- Ikelaar, N. A. et al. Large scale serum proteomics identifies proteins associated with performance decline and clinical milestones in Duchenne muscular dystrophy. Medrxiv (2024) doi:10.1101/2024.08.05.24311516.
- Signorelli, M., Spitali, P., Szigyarto, C. A. & Tsonaka, R. Penalized regression calibration: A method for the prediction of survival outcomes using complex longitudinal and high‐dimensional data. Stat. Med. 40, 6178–6196 (2021).
- van de Velde, N. M. et al. Value of Global Longitudinal Strain for Identification and Monitoring of Left Ventricular Dysfunction in Becker Muscular Dystrophy. Am. J. Cardiol. 162, 170–176 (2022).
- Strandberg, K. et al. Blood-derived biomarkers correlate with clinical progression in Duchenne muscular dystrophy. J. Neuromuscul. Dis. 7, 231–246 (2020).
- Badrising, U. A. U. A. et al. Cytokine Profiling of Serum Allows Monitoring of Disease Progression in Inclusion Body Myositis. J. Neuromuscul. Dis. 4, 327–335 (2017).
- Spitali, P. et al. TCTEX1D1 is a genetic modifier of disease progression in Duchenne muscular dystrophy. Eur. J. Hum. Genet. 28, 815–825 (2020).
Dit onderzoek wordt uitgevoerd door dr. Pietro Spitali, prof. dr. Annemieke Aartsma-Rus, dr. Erik Niks en dr. Yvonne Meijer-Krom
Financiering door: Parent Project Muscular Dystrophy, AFM Telethon, Duchenne Parent Project, NIH, Prinses Beatrix Spierfonds, Spieren voor Spieren, Edgewise Therapeutics, Entrada Therapeutics.