< Terug naar vorige pagina

Project

Een nieuwe therapie om bloedingen te behandelen na linker ventrikel ondersteuningsapparaat implantatie in patiënten met hartfalen.

Left ventricular assist devices (LVAD's) worden succesvol gebruikt om patiënten te behandelen die wachten op een donorhart of als alternatief voor harttransplantatie. LVAD's zijn mechanische apparaten die ondersteuning bieden voor een verzwakt hart, door bloed van de linker hartkamer naar de aorta te pompen. Hoewel LVAD implantatie de levenskwaliteit van patiënten met hartfalen in een gevorderd stadium verbetert, zijn bloedingscomplicaties een ernstige bijwerking. Gastro-intestinale bloedingen zijn één van de belangrijkste ernstige bijwerkingen van LVAD therapie met een incidentie van ongeveer 20-30%. Bloedingen bij LVAD patiënten worden veroorzaakt door functieverlies van het hemostatische eiwit von Willebrand factor (VWF). VWF is een multimeer eiwit en de multimeren met hoog molecuulgewicht (HMW) zijn cruciaal om bloedingen te voorkomen. HMG VWF multimeren verdwijnen echter bij bijna alle LVAD patiënten binnen enkele minuten na implantatie van de LVAD. Vanwege de hoge shear stress die wordt veroorzaakt door de LVAD, ontvouwt HMG VWF zich waardoor de knipplaats voor het enzyme ADAMTS13 (A Disintegrin And Metalloprotease with ThromboSpondin type 1 repeats, member 13), vrijkomt. Het resulterende verlies van HMG VWF multimeren en bijgevolg ook van VWF functie en het daarmee gepaard gaande bloedingsfenotype staat bekend als het verworven von Willebrand syndroom (aVWS). Momenteel is er een onvervulde klinische behoefte om een gerichte therapie te ontwikkelen die de onderliggende oorzaak van de bloedingen door LVAD-geïnduceerde aVWS aanpakt, namelijk de ADAMTS13-gemedieerde proteolyse van VWF.

Bijgevolg hadden we het doel om een gerichte therapie te ontwikkelen voor de behandeling van de bloedingsziekte aVWS, die optreedt na LVAD implantatie bij patiënten met hartfalen (HYPOTHESE 1). De nieuwe therapie is gebaseerd op het blokkeren van de ADAMTS13-geïnduceerde proteolyse van het hemostatische eiwit VWF die optreedt na LVAD implantatie met behulp van een intern ontwikkeld inhiberend anti-ADAMTS13 monoklonaal antilichaam (mAb). Vooreerst wilden we onderzoeken of het blokkeren van ADAMTS13 (met behulp van het inhiberend anti-ADAMTS13 mAb) het verlies van HMG VWF multimeren en VWF functie zou kunnen voorkomen in korte- en langetermijn in vitro LVAD-systemen. We hebben inderdaad aangetoond dat het blokkeren van ADAMTS13 met behulp van het inhiberend anti-ADAMTS13 mAb de door shear-geïnduceerde proteolyse van VWF door ADAMTS13 verhinderde indien menselijk bloed geperfuseerd werd door zowel Impella® (korte termijn) als Heartmate II ™ (lange termijn) LVAD systemen. Bovendien konden we aantonen dat het blokkeren van ADAMTS13 van runderen de door shear-geïnduceerde proteolyse van VWF ook kon verhinderen in een in vitro Impella systeem, vergelijkbaar met wat werd waargenomen met menselijk bloed. Vervolgens wilden we onderzoeken of het blokkeren van ADAMTS13, aVWS zou kunnen ongedaan maken in een preklinisch LVAD-geïnduceerd aVWS diermodel en wilden we ook de veiligheid van de nieuwe therapie evalueren. Het blokkeren van ADAMTS13 zorgde er inderdaad voor dat er geen verlies van HMW VWF multimeren meer optrad in een preklinisch LVAD-geïnduceerd aVWS kalfmodel. Bovendien leidde het blokkeren van ADAMTS13 bij de kalveren niet tot tekenen en symptomen van trombotische trombocytopenische purpura (TTP) (trombocytopenie, hemolytische anemie en orgaanschade). Echter, het blokkeren van ADAMTS13 in schapenbloed kon het verlies van HMW VWF multimeren niet voorkomen in een in vitro LVAD-systeem en aVWS kon niet verholpen worden in een preklinisch LVAD-geïnduceerd aVWS schapenmodel, wat aangeeft dat bij schapen andere mechanismen (naast ADAMTS13) verantwoordelijk zijn voor de VWF degradatie.

Hoewel de aanwezigheid van aVWS goed beschreven is bij korte termijn opvolging (<4 maanden na implantatie van de LVAD) van LVAD patiënten, zijn de studies met betrekking tot het VWF-profiel bij patiënten die langdurig worden ondersteund (>4 maanden tot jaren na implantatie van de LVAD) minder goed gedocumenteerd. Daarom hebben we ons gericht op een langdurige opvolging van VWF (VWF multimeer grootte, antigeen en activiteit) en ADAMTS13 (ADAMTS13 antigeen en activiteit) parameters bij LVAD patiënten (HYPOTHESE 2). We hebben aangetoond dat aVWS niet alleen aanwezig is kort na LVAD implantatie, maar ook langdurig na implantatie en dat LVAD patiënten een verminderde ADAMTS13 activiteit/ADAMTS13 antigeen verhouding hebben. Daarom zou onze nieuwe therapie gunstig zijn voor de behandeling van bloedingen die optreden bij LVAD patiënten, niet alleen kort na implantatie van het apparaat, maar gedurende de volledige periode na implantatie van het apparaat.

Naast een verworven defect in VWF (aVWS), worden erfelijke kwalitatieve of kwantitatieve afwijkingen in VWF geassocieerd met de aangeboren ziekte van von Willebrand (VWD). Patiënten met VWD type 2A of verworven von Willebrand syndroom (aVWS) als gevolg van LVAD-implantatie worden beide gekenmerkt door een verlies van HMW VWF multimeren en een verlies van VWF functie (VWF collageen bindingsactiviteit (VWF:CB/VWF:Ag) en VWF ristocetine cofactoractiviteit (VWF:RCo /VWF:Ag)). Het verlies van VWF functie is echter meer uitgesproken bij VWD type 2A dan bij LVAD patiënten en aVWS detectie is dus moeilijker bij LVAD patiënten in vergelijking met VWD type 2A patiënten. Daarom wilden we de VWF functie in patiënten met VWD type 2A en LVAD-geïnduceerde aVWS vergelijken om de verschillen in VWF functie te benadrukken en om het belang van VWF multimeeranalyse voor de correcte diagnose van aVWS bij LVAD patiënten te beklemtonen (HYPOTHESE 3). We toonden aan dat een analyse van VWF:CB/VWF:Ag of VWF:RCo/VWF:Ag de detectie van een verminderde VWF functie mogelijk maakt bij VWD type 2A, maar niet altijd bij LVAD-geïnduceerde aVWS patiënten. Daarentegen kon een VWF multimeeranalyse de detectie van het verlies van HMW VWF multimeren mogelijk maken in beide groepen van patiënten. Daarom is het uitvoeren van VWF multimeeranalyse de gouden standaard om aVWS bij LVAD patiënten te detecteren.

In conclusie, het blokkeren van de ADAMTS13 functie zou een veelbelovende therapeutische strategie kunnen worden om aVWS-geïnduceerde bloedingen te behandelen bij patiënten met zowel kortdurende als langdurige LVAD ondersteuning en uiteindelijk bij elke aandoening waarbij verhoogde VWF proteolyse leidt tot het verlies van HMW VWF multimeren, zoals aortaklepstenose, extracorporale membraanoxygenatie (ECMO) ondersteuning en VWD type 2A.

Datum:1 jan 2016 →  22 feb 2021
Trefwoorden:ventricular, heart, failure
Disciplines:Anorganische chemie, Organische chemie, Theoretische en computationele chemie, Andere chemie
Project type:PhD project