Ontwikkeling, validatie en klinische toepassing van assays om bloedspiegels van biologische geneesmiddelen te bepalen.

De introductie van biologische geneesmiddelen luidde een nieuw tijdperk in voor de behandeling van immuun-gemedieerde inflammatoire aandoeningen (IMID), waaronder ankyloserende spondylitis (AS), psoriasis en inflammatoire darmziekten (IBD). Hoewel deze middelen werkzaam zijn bij veel patiënten, reageert een aanzienlijk deel van de patiënten niet, terwijl anderen na verloop van tijd het gunstig effect verliezen of therapie gerelateerde bijwerkingen vertonen. Eén mogelijke verklaring voor het falen van de biologische behandeling en het optreden van bijwerkingen, is de ontwikkeling van anti-geneesmiddel-antilichamen (ADAb). Verschillende studies konden lage serum-geneesmiddelconcentraties van infliximab en adalimumab relateren aan een hoger risico op ADAb-ontwikkeling en/of verlies van respons op deze anti-TNFα-middelen. Hierop werd reactieve meting van ADAb en serum-geneesmiddelconcentraties (therapeutische geneesmiddelmonitoring, TDM), en geschikte aanpassing van het geneesmiddelregime, geïntroduceerd in de praktijk om de klinische uitkomsten te optimaliseren.

Helaas vertonen de huidige beschikbare testen om TDM uit te voeren, grote verschillen in kwantificering en missen ze vaak sensitiviteit en specificiteit. Ze zijn tevens geoptimaliseerd voor bepalingen in serum. Het proces van veneuze bloedafname is onpraktisch en belastend voor patiënten en bemoeilijkt evaluatie van geneesmiddelconcentraties op intermediaire tijdspunten. De eerste twee doelstellingen van dit doctoraatsproject waren daarom het ontwikkelen en toepassen van testen om het nut van TDM voor etanercept en golimumab te onderzoeken samen met een patiëntvriendelijke manier van bloedafname om zo de implementatie van deze testen in een klinische omgeving te bevorderen.

Met betrekking tot de (therapie gerelateerde) bijwerkingen is door inflammatie geïnduceerde veneuze trombose (VTE) een bekende complicatie van IMID. De pathogenese ervan is echter nog niet volledig ontrafeld. Daarnaast is er nog minder bekend over het effect van behandeling op het risico voor VTE, voornamelijk over de invloed van de meer recente biologische therapieën. Een derde doel was daarom te onderzoeken hoe infliximab, vedolizumab en methylprednisolone het hemostatisch profiel van IBD-patiënten met een gunstige respons op therapie beïnvloeden.

Associatie tussen serumconcentraties van etanercept, antilichamen tegen etanercept en klinische effectiviteit van etanercept-therapie

In hoofdstuk 2 werden er zeer gevoelige testen ontwikkeld voor de specifieke bepaling van serum etanercept en anti-etanercept concentraties door gebruik te maken van een uitgebreid panel van anti-etanercept muis monoklonale antilichamen. Monoklonale antilichamen hebben het voordeel dat ze met hoge specificiteit aan één bindingssite van hun target binden. Bovendien worden ze eenvoudig gereproduceerd, waardoor standaardisering en harmonisering van de test mogelijk is. De MA-ETN63C8/MA-ETN61C1-HRP ELISA werd geselecteerd als etanercept test en MA-ETN64A5 kon dienstdoen als universele anti-etanercept kalibrator om anti-etanercept testen te harmoniseren. In een prospectieve studie (hoofdstuk 3) werd vervolgens de relatie tussen blootstelling aan etanercept en ernst van psoriasis onderzocht. Bovendien werd een nieuwe methode voor de detectie van antilichamen in de aanwezigheid van etanercept ontwikkeld en gevalideerd. Onze studie bood een nieuw perspectief op de rol van leeftijd als een factor in de klinische besluitvorming van psoriasispatiënten behandeld met etanercept. We toonden aan dat bij patiënten met een leeftijd onder de 50 jaar een verhoging van de etanercept dosis overwogen kan worden in geval van onvoldoende controle van de psoriasisactiviteit, voornamelijk bij aanvang van de therapie. Voor patiënten boven de 50 jaar bevelen we geen hogere dosissen aan tenzij de therapie met etanercept net gestart werd. Oudere patiënten (> 60 jaar) met een lange behandelingsduur en een goede respons op therapie komen bovendien in aanmerking voor een intermitterend behandelingsschema zonder enig risico op ontwikkeling van antilichamen tegen etanercept.

Associatie tussen serumconcentraties van golimumab, antilichamen tegen golimumab en klinische effectiviteit van golimumab-therapie

De ontwikkeling van drie muis monoklonale antilichamen tegen golimumab leidde tot een TNF/MA-GOM131E3-HRP ELISA en een MA-GOM171D8/MA-GOM159B8-HRP ELISA voor detectie van golimumab (hoofdstuk 4). Beide testen vertoonden een goede overeenkomst en na optimalisatie (en omzetting in een ELISA-kit) van de TNF/MA-GOM131E3-HRP ELISA door apDia, konden de golimumab-concentratieresultaten van beide testen gecombineerd worden door gebruik te maken van een herberekeningsfactor. In een retrospectieve studie van UC-patiënten werd aangetoond dat de serum golimumab concentratie op week 2 en 6, evenals de blootstelling (week 0-6) aan golimumab, hoger was in patiënten met een gedeeltelijke klinische respons op therapie dan in patiënten met een klinische non-respons. Een hogere graad van inflammatoire last was geassocieerd met een lagere blootstelling aan golimumab. We konden echter weinig klinische relevantie toekennen aan de nieuw ontwikkelde geneesmiddeltolerante ELISA: de detectie van anti-golimumab antilichamen resulteerde niet in ondetecteerbare serum golimumab concentraties en het verschil in blootstelling was al zichtbaar vóór toediening van de tweede injectie, wat aangeeft dat de B-cel immuniteit waarschijnlijk niet verantwoordelijk was. We besloten daarom de absorptie van golimumab van naderbij te bestuderen en een vereenvoudigde methode te ontwikkelen (hoofdstuk 5) om capillaire bloedafname via een vingerprik (“dried blood spots”, DBS) mogelijk te maken. Golimumab concentraties gemeten in capillair bloed correleerden (na toepassing van een algemene conversiefactor) sterk met golimumab concentraties gemeten in serum, wat de betrouwbaarheid van de methode onderstreept. Bovendien bleek uit meervoudige capillaire bloedafname dat de golimumab dalspiegels tijdens inductie geen goede weergave zijn van de totale blootstelling aan golimumab. Ook werd door intensieve bloedafname een meervoudig piekpatroon ter hoogte van de absorptie van het geneesmiddel waargenomen. De interindividuele verschillen in piekconcentraties na de eerste toediening van golimumab gaven aan dat een deel van de waargenomen variabiliteit in golimumab concentraties het gevolg is van verschillen in absorptie. Aan het eind van de studie bleek capillaire bloedafname eenvoudig en gemakkelijk te zijn, en de meeste patiënten gaven dan ook de voorkeur aan een vingerprik boven een reguliere veneuze afname.

Effect van anti-inflammatoire therapie op de hemostatische profielen

In een laatste prospectieve studie (hoofdstuk 6) onderzochten we het effect van infliximab, vedolizumab en/of methylprednisolone therapie op het hemostatische profiel van IBD-patiënten door de concentratie van fibronectine en plasminogeen-activator-inhibitor-1 (PAI-1) te bepalen en een clot-lysis test uit te voeren voor en na inductietherapie. Hemostatische parameters werden onderverdeeld in globale merkers van hemostase-efficiëntie (AUC), parameters van coagulatie (amplitude, Tmax en fibronectine) en parameters van fibrinolyse (50%CLT en PAI-1-antigen). De studie toonde aan dat patiënten vóór start van behandeling een veranderd clot-lysis profiel hebben in vergelijking met dat van gezonde controles. Wanneer de patiënten een doeltreffende behandeling ondergingen – klinische respons was een vereiste - normaliseerden de clot-lysis parameters AUC, amplitude en 50%CLT tot het niveau van deze van de controles. Vergelijking van de verschillende behandelingsgroepen toonde aan dat infliximab, ten opzichte van vedolizumab en methylprednisolone, het sterkst die parameters verbeterden (Tmax en 50% CLT, respectievelijk) die geassocieerd zijn met een hoger risico op VTE.

Kortom, in dit doctoraatsproject was het doel de behandeling van patiënten met IMID verbeteren. Er werden testen met een uitstekende analytische performantie voor de kwantitatieve bepaling van golimumab en etanercept ontwikkeld in parallel met een patiëntvriendelijke manier van bloedafname die de implementatie van deze testen kan bevorderen. Onomstotelijk bewijs voor etanercept TDM blijft beperkt. Daarentegen kan nader onderzoek naar de factoren die blootstelling aan golimumab bepalen helpen om deze therapie te optimaliseren. Ten slotte moet medicatie met zowel steroïden als vedolizumab vermeden worden in IBD-patiënten met een hoger risico op trombose. Infliximab lijkt daarom de beste keuze te zijn in IBD-patiënten met pro-trombotische neigingen.