Wetenschappelijk onderzoek naar donorgezondheid

Bij Sanquin vinden we de gezondheid van onze donors heel belangrijk. Die houden we niet alleen scherp in de gaten door de donors bij elke donatie te controleren. We voeren ook wetenschappelijk onderzoek uit, om meer inzicht te krijgen in de gevolgen van een donatie voor de gezondheid. 

Het “gezonde donor effect”

Dat klinkt simpeler dan het is. Je kan namelijk niet zomaar de gezondheid van donors met die van de rest van de bevolking vergelijken. Donors vormen een meer dan gemiddeld gezonde selectie. Donors zijn in de eerste plaats al door onze keuring heen gekomen. Ten tweede is het waarschijnlijk dat mensen die zich aanmelden als donor relatief gezond zijn. Als je de keus maakt om belangeloos bloed te geven om andere mensen beter te maken, ben je je ook vaak bewuster van je eigen gezondheid. Hierdoor is het vrijwel onmogelijk om te bepalen of gezondheidsverschillen tussen donors en de algemene bevolking zijn toe te schrijven aan de donaties, of aan de selectie van donors. We noemen dit het “gezonde donor effect”.

Nieuwe donors vergelijken met ervaren donors

Hoe kan je zo’n studie dan aanpakken? Voor een deel omzeilen we het gezonde donor effect door binnen onze donorpopulatie verschillende groepen met elkaar te vergelijken. Bijvoorbeeld donors die net zijn begonnen met bloed geven met donors met een lange staat van dienst. Kunnen we bijvoorbeeld verschillen zien in ijzervoorraden? IJzer, een essentieel bestanddeel van hemoglobine, heb je nodig voor het transport van zuurstof. Maar te veel aan ijzer kan weer tot hart- en vaatziekten leiden. Zou bloeddonatie daarom goed kunnen zijn voor je gezondheid? Ook daar doen we onderzoek naar. Het allermooiste zou zijn als we factoren kunnen vinden die onderscheid maken tussen donors voor wie regelmatig bloed geven gunstige effecten heeft en donors voor wie het minder gezond is. Dat je voor elke individuele donor vooraf kan bepalen hoe vaak hij kan worden opgeroepen. Maar dat is op dit moment nog toekomstmuziek.

Data delen

We houden al jaren allerlei gegevens van onze donors bij voor wetenschappelijk onderzoek, die we anoniem bewaren. Sinds 2007 hebben voor een grote studie met twee meetrondes tienduizenden donors vragenlijsten ingevuld op het vlak van demografie, leefstijl, donatie, gezinssamenstelling, gezondheid en ziekte. Die gegevens zijn gekoppeld aan donorgegevens, waaronder bloeddruk en hemoglobine metingen van donorkeuringen. Dit onderzoek, Donor InZicht, heeft een vracht aan data opgeleverd, waar ook onderzoekers uit andere werkvelden gebruik van kunnen maken. Bijvoorbeeld op het gebied van volksgezondheid, sociologie of biostatistiek. Wij werken graag met hen samen, zodat met de gegevens van onze donors nog meer wetenschappelijk onderzoek gedaan kan worden.

Katja van den Hurk is senior epidemioloog bij de afdeling Donorstudies van Sanquin

eerder geplaatst op 
http://www.sanquin.nl/actueel/blog-overzicht/wetenschappelijk-onderzoek-naar-donorgezondheid/

Eiwit op immuuncellen geeft license to kill

Op bepaalde immuuncellen zit een eiwit dat een license to kill kan afgeven. Dit schrijven onderzoekers van Sanquin Bloedvoorziening in het toonaangevende tijdschrift Nature Immunology. Deze ontdekking heeft implicaties voor celtherapie bij kanker.

Op bepaalde immuuncellen zit een eiwit dat een license to kill kan afgeven. Dit eiwit, Notch geheten, zorgt bij ernstige infectie voor de uitgroei van killer T-cellen, immuuncellen die met virus geïnfecteerde cellen dood maken. Bij de behandeling van kanker met celtherapie worden T-cellen uit bloed van de patiënt in het lab tot grote aantallen opgekweekt, waarna de patiënt ze terugkrijgt om de kankercellen te doden. Met meer Notch zouden deze T-cellen nog beter hun werk kunnen doen.

Directe afweer of lange termijn geheugen

Bij een infectie heeft het immuunsysteem meerdere taken. Het moet micro-organismen direct aanvallen. Daarnaast maakt het immuunsysteem ook geheugencellen aan, die het lichaam op lange termijn beschermen tegen herhaalde infecties. “Notch, een eiwit op de buitenkant van zogenoemde CD8 T-cellen, werkt als een sensor voor gevaar”, vertelt groepsleider Derk Amsen. “Bij Notch komen allerlei ontstekingssignalen samen. Wanneer er veel van die signalen zijn, zorgt Notch ervoor dat killer T-cellen worden aangemaakt. Deze immuuncellen kunnen direct toeslaan.”

Amsen, die zijn onderzoek deels op het AMC deed in samenwerking met de Erasmus Universiteit en de Amerikaanse Yale universiteit, onderzocht dit bij muizen die hij met het griepvirus infecteerde. "Hoe meer virus we toedienden, hoe meer killer T-cellen we vonden.” Maar kwam dit nu door Notch? De onderzoekers bootsten daarvoor een griepvirusinfectie na in het lab, door allerlei ontstekingseiwitten toe te voegen aan een mengsel van immuuncellen. ”We vonden dat als er meer ontstekingseiwitten in de kweek zitten, er meer killer T-cellen gevormd worden en ook meer Notch-moleculen op de cel ontstaan.”

Alarmbellen

Om uit te vinden hoe groot het belang van Notch is paste Amsen een genetische truc toe: hij maakte muizen zonder Notch. Toen hij deze muizen met griepvirus infecteerde zag hij dat deze veel minder bestand waren tegen griep. “Deze muizen maakten wel geheugencellen aan, maar de killer T-cellen die we vonden konden niet goed doden: ze maakten niet voldoende enzymen aan, de wapens waarmee ze met virus-geïnfecteerde cellen te lijf gaan. Notch op de cel is dus nodig voor de vorming van killer T-cellen. Amsen vond dat er allerlei ontstekingssignalen tegelijk nodig zijn om veel Notch op de cel te krijgen. “Dat beschermt het lichaam tegen de killer T-cellen, die ook schade aan gezond weefsel aan kunnen richten. Die wil je alleen hebben als je ze echt nodig hebt. Pas als alle alarmbellen af gaan geeft Notch een soort licence to kill wat leidt tot de aanmaak van killer T-cellen.”

Kankertherapie en vaccinatie

Notch stuurt dus de immuunreactie richting killing, en remt de vorming van immunologisch geheugen. Dat kan toegepast worden bij kankertherapie. Daarbij worden T-cellen uit het bloed van patiënten in het lab tot enorme aantallen opgekweekt. Door het kiezen van de juiste kweekconditie kan de hoeveelheid Notch op de cel worden verhoogd, waardoor deze betere killers kunnen worden en –eenmaal teruggegeven aan de patiënt- beter in staat zijn kankercellen te bestrijden. Omgekeerd kan juist meer geheugen worden opgebouwd door het toevoegen van remmers van Notch, wat kan worden toegepast bij vaccinatie. Daarbij wordt het lichaam voor lange tijd beschermd tegen ziekteverwekkers.

Publicatie: http://www.nature.com/ni/journal/vaop/ncurrent/full/ni.3027.html

Eerder geplaatst als persbericht en op: eiwit op immuuncellen geef license to kill 

“A personalized approach to donation prevents deferrals and keeps the donor healthy.”

October 15, 2014

Katja van den Hurk

Katja van den Hurk works as a senior epidemiologist at the department of Donor Studies at Sanquin Blood Supply. Her main research topics are Donor characteristics and Donor health. Sanquin, by law the only blood bank in the Netherlands, has an extremely loyal donor population of about 2.5% of the Dutch population, that make approximately 800.000 donations per year. In the Netherlands the blood supply is dependent on voluntary non-remunerated donors.

Sanquin has organized the first European Conference on Donor Health and Management, which took place on September 3-5, 2014. What were the highlights?
“Meeting 250 enthusiastic professionals in a relatively small work field is thrilling. Current regulations around blood donation are mainly based on expert opinions instead of evidence based science. The conference program balanced between science and daily blood bank practice. Managers, recruitment professionals and scientists came together and exchanged information. One example of an interesting presentation was by Olga Flinter and Stephen Cousins. They showed how the Irish blood bank fine tunes the blood donor management by using long term and short term prediction models. We presented our own large cohort studies and saw interesting cohort data from Danish and British research groups. You could really see the field is upcoming.”

How healthy is the Dutch donor?
“The donor health check, which precedes donations, already selects for a healthy population. That makes the Dutch donor population healthier than the average Dutch population. Besides, donating blood (in the Netherlands) is pro-social behaviour, since donors are not paid for donations. This might lead to selection of a more health-conscious subgroup of the average population. ”

How do you study the effect of donation on donor health?
“The so called healthy donor effect complicates comparing donor health with the health of the general population. So we try to compare different groups within the donor population. For instance new donors versus donors with a long donation career. Or donors who donate frequently to those who donate less frequent. There are several factors that influence donation frequency independent of health-related factors, such as residence. Donors living in remote parts of the country donate blood at the mobile blood center, which travels the country with a relatively low frequency. However, the health of a rural population may be different than that of an urban population. We try to correct for factors like this as much as possible.”

Approximately 5% of the donors is deferred at the collection center because of low Hemoglobin (Hb). Does that imply they are anemic?
“No, the cut-off that is handled for Hb is well above the lower limit for normal Hb concentration, in order to protect the donor. However, we cannot exclude that donors are iron-deficient with a normal Hb. Hb is only an indirect marker for body iron, so it is possible that Hb levels are maintained before donating, while iron stores are depleted and therefore insufficient to restore Hb levels after a donation. There was a lot of discussion on this topic at the conference. Shouldn’t we screen for ferritin, a marker for iron stores? In the Netherlands we use ferritin testing in research only, while for instance in Scandinavia ferritin testing is already becoming part of the blood bank routine. New methods to prevent iron depletion in donors have to be proven safe and cost-efficient before these are implemented.”

Could you prevent deferral by predicting Hb?
“We aim to minimize donor deferral, as it is disappointing and time-consuming for both donor and blood bank, and an important reason of donor lapse. Donors each have personal characteristics that may determine their capability to recover from blood donations. Donors may vary in how quickly they restore Hb levels, supplement red blood cells and in their efficiency of iron uptake from food. We have recently started a study (Donor InSight (DIS)-III) in 3000 donors in which we will investigate genetic determinants in relation to declining versus stable Hb levels in repeat donors. We’ll search for a gene profile that is predictive for Hb decline so to determine the optimal donation interval for each future donor. Combining this test with a genetic array for blood types could be a cost–effective way to implement the results. In the future we hope to be able to personalize donation intervals for each donor, to prevent deferrals and keep the donor healthy.”

Donor InSight is a very large cohort study. What will you do with all the data?
“The study is generating big data that we like to share with others. We cordially invite interested researchers to contact us in order to find out if we can help them answer their research questions. Two questionnaire rounds, DIS-I in 2007-2009 (n=31,338) and DIS-II in 2012-2013 (n=34,823, of whom 22,132 also participated in DIS-I), were completed to gain more insight into characteristics of donors, their motivations and health. DIS data can (routinely) be linked to the donor database, with details on all donations, containing donor screening results including the donor health questionnaire answers, blood pressure and haemoglobin measurements. Potential research questions to be addressed with these data are not limited to blood donation-related issues. At Sanquin we have for example looked into associations between outdoor temperature and blood pressure. It is a well-known fact that mortality among elderly is higher in extremely cold and hot weather. Before each donation we measure blood pressure while the temperature is registered at a nearby weather station. We correlated the two, and found that blood pressure was lower at higher temperatures, especially at high age and the associations were significantly stronger at higher temperatures. Because the Dutch climate is temperate and the donor population is relatively healthy, we think that effects of more extreme temperatures in more vulnerable populations might be stronger.”

Are you blood donor yourself?
“Yes, I have become a donor too. I was a little anxious at first, because I usually have a rather low blood pressure. But I wanted to have a better understanding of what blood donation is about and what donors experience. And I must admit, it feels better than expected. The donor assistants did pamper me with soup and allowed me extra time to lie down. Before donations I drink half a liter of water. It has been shown that this helps to prevent vasovagal reactions after blood donation. In fact I hardly notice anything after a donation.”

Nieuw product: gepoold serum voor celkweek

Sinds kort heeft Sanquin een nieuw bloedproduct op de standaardlijst: gepoold humaan serum voor indirecte toepassing bij celkweek. Dit is een serumpool van acht verschillende bloedgroep AB donors. Het serum wordt twee keer getest en is bedoeld als bron van groeifactoren voor het kweken van cellulaire producten die bestemd zijn voor toediening bij patiënten.

Daphne Thijssen, Projectleider Cellulaire Therapieën, gebruikt dit gepoolde serum bij het kweken van Tumor Infiltrating Lymphocytes (TILs). “Voor een constante concentratie aan groeifactoren is het belangrijk om een serumpool te gebruiken, individuele verschillen tussen donors middelen dan uit. Er waren wel losse sera verkrijgbaar toen we van start gingen met het kweken van TILs, maar we zouden deze dan zelf moeten poolen en testen, en deelporties invriezen. Ik vroeg toen aan Dirk de Korte of de bloedbank dat niet efficiënter voor ons kon samenstellen en controleren.“

Dirk de Korte, manager Product en Procesontwikkeling Bloedtransfusietechnologie, vond die zelfde behoefte bij andere afnemers van losse sera. “In plaats van een serviceproduct voor gebruik binnen Sanquin konden we de pool voor een bredere groep gaan maken.” De pool bestaat uit serum van acht mannelijke AB donors. Er is weinig vraag naar rode cellen van deze donors, de bloedgroep komt niet vaak voor. Maar door het ontbreken van antistoffen tegen A en B in het serum is dat juist wel breed inzetbaar. Bij mannelijke donors is bovendien de kans op antistoffen tegen HLA klein. “De donors geven elk een halve liter volbloed. Na het stollen, waarbij groeifactoren uit plaatjes vrijkomen, centrifugeren we het bloed twee keer. Van acht donaties houden we uiteindelijk een batch van 1800 ml serum over. We hebben zes batches van acht verschillende donors met elkaar vergeleken en we vonden heel constante kweekeigenschappen.”

Twee keer getest

Het serum wordt verhit om complement te inactiveren en getest op werkzaamheid en veiligheid. De werkzaamheid wordt getest in een mixed lymphocyte culture waarbij de celgroei wordt gemeten. “Dit laten we doen in het LUMC, waar het een standaard test voor serum is. De veiligheidstesten doen we zelf. We testen op anti-HLA antistoffen, endotoxine en we doen een bacteriële screening. Omdat met het toedienen van de gekweekte cellen het serum indirect in contact komt met de patiënt,  testen we de donor twee keer. De eerste keer bij de afname. De sera worden ingevroren en blijven zes maanden in quarantaine. Vervolgens worden de donors opnieuw getest . Als hun donatie opnieuw veilig is poolen we de quarantaine-sera en geven we de pool vrij. Op dit moment gaan we uit van een houdbaarheid van een jaar, we proberen dit te verlengen tot twee jaar.” Het gepoolde serum wordt geleverd in porties van 50, 100 en 250 ml. “Maar als gebruikers een andere behoefte hebben kunnen we daar een oplossing voor zoeken. De pools worden op bestelling gemaakt, de klanten maken van te voren een schatting van hun gebruik voor het komende jaar.”

“We pakken het zo uit de vriezer”

In het Laboratorium voor celtherapie worden de TILs uit stukjes tumorweefsel van melanoompatiënten gekweekt. “Eerst laten we de T-lymfocyten, die hoogstwaarschijnlijk tumorspecificiteit bezitten, uitgroeien”, vertelt Daphne Thijsen. ”Vervolgens kweken we ze in zeer grote hoeveelheden op. De patiënt krijgt de T-cellen terug in combinatie met IL-2, wat voor een enorme immuunrespons zorgt. Binnenkort start een fase III trial in het NKI-AVL. We horen  pas kort van te voren wanneer we weefsel van een patiënt krijgen. Omdat het om uitbehandelde patiënten gaat, is er haast bij. Het opkweken van de T-cellen neemt een maand in beslag, heel belangrijk dat we het poolserum zo uit de vriezer kunnen pakken.”

Serum voor kweekcellen en oogdruppels

Serum is een breed inzetbaar bloedproduct. Bij Sanquin hebben we er nieuwe toepassingen voor ontwikkeld. Het wordt ingezet als groeimiddel voor kweekcellen die voor kankertherapie zijn bestemd. Daarnaast loopt er onderzoek naar de toepassing van donorserum als oogdruppels voor patiënten met zeer droge ogen.

Serum maken

Bij een bloeddonatie loopt het gedoneerde bloed in een zak met antistollingsmiddel. Als we dat weglaten, gaat het bloed gaat dus stollen. Het mooie is dan dat de bloedplaatjes allerlei groeifactoren uitscheiden. Die komen terecht in de vloeistof die overblijft na het stollen, het serum.

Pokon voor kweekcellen

Serum is daardoor een uitstekend groeimedium voor kweekcellen. Dat gebruiken we bij Sanquin bijvoorbeeld bij een klinische studie, in samenwerking met het Antoni van Leeuwenhoekziekenhuis (AVL). Ons Laboratorium voor Celtherapie isoleert immuuncellen uit stukjes tumorweefsel van melanoompatiënten uit het AVL. Die cellen zijn zeer waarschijnlijk gericht tegen de tumor. In het lab kweken we de immuuncellen op tot echt enorme aantallen, waarbij we het serum als een soort Pokon aan de celkweek toevoegen. Daarna krijgt de patiënt de cellen terug, zodat zijn immuunsysteem meer kans heeft om deze agressieve tumor uit te schakelen.

Serumoogdruppels

Die groeifactoren maken serum ook heel geschikt als oogdruppels voor patiënten met zeer droge ogen, zoals wel voorkomt bij reuma, het syndroom van Sjögren -een autoimmuunziekte- of na stamceltransplantatie. Net als echt traanvocht zijn serumoogdruppels in staat om wondjes op het hoornvlies actief te herstellen en littekenvorming tegen te gaan. Gewone oogdruppels helpen niet bij deze patiënten.

Op dit moment worden serumoogdruppels gemaakt uit hun eigen bloed. We onderzoeken nu of dat ook uit donorbloed kan - veel makkelijker voor de patiënt. Die moet nu nog regelmatig naar een daarin gespecialiseerd ziekenhuis reizen om een zakje bloed te geven, een flinke belasting. Bovendien is spoedproductie van druppels niet altijd mogelijk, meestal maakt een ziekenhuis deze maar een maal per week. Daarom willen we testen of we die druppels ook van serum van onze bloeddonors kunnen maken.

De eerste donordruppels zijn nu ingevroren en worden later dit jaar getest bij een groep patiënten van het Radboudumc in Nijmegen. We hopen dat het oogdruppelonderzoek positief uitpakt en dat Sanquin binnenkort oogdruppels van donorserum kan gaan aanbieden. Zodat patiënten met droge ogen altijd een voorraadje in huis hebben en niet meer misgrijpen.

Bij Sanquin kan je verschillende soorten donaties geven: volbloed, plasma, bloedplaatjes en stamcellen.

Dirk de Korte is manager Product-& Procesontwikkeling Bloedtransfusietechnologie en senior onderzoeker bij de afdeling Bloedcelresearch.

Eerder gepubliceerd op: http://www.sanquin.nl/actueel/blog-overzicht/serum-voor-kweekcellen-en-oogdruppels/

Nieuwe mogelijkheden onderzoek hart- en vaatziekten met microscooptechniek

Onderzoekers van de afdeling Moleculaire Celbiologie van Sanquin hebben unieke microscoop-opnames van menselijke bloedvaten gemaakt. Ze brachten bloedvaten vanuit de binnenkant in beeld, dwars door de vaatwand heen. Hierdoor konden ze cellen en weefsels van het bloedvat in samenhang met elkaar onderzoeken. Deze voorstudie biedt nieuwe perspectieven om het ontstaan van hart- en vaatziekten te bestuderen en daarmee bij te dragen aan nieuwe behandelingsmogelijkheden. De wetenschappers publiceerden dit werk in een vaktijdschrift, waarbij een van de opnames de cover haalde.

Aders en slagaders

Aderverkalking, of atherosclerose, is eigenlijk een ziekte van de slagader (arteriën) dat begint met een beschadiging van de vaatwand. “Waarom zien we dit niet bij aders (venen)? Als we de verschillen tussen slagaders en aders zichtbaar kunnen maken, dan begrijpen we beter welke structuren een rol spelen bij atherosclerose,” vertelt groepsleiderStephan Huveneers. In het lab gekweekte slagader- en adercellen toonden geen uiterlijke verschillen, daarom hebben de onderzoekers intacte bloedvaten vergeleken. Ze bekeken slagaders, de bloedvaten die met grote kracht zuurstofrijk bloed vanaf het hart het lichaam in sturen, met aders, soepelere vaten waardoorheen het bloed met een lagere snelheid weer terug naar het hart stroomt.

Laserstralen

De wetenschappers prepareerden gezonde, menselijke bloedvaten uit chirurgisch restmateriaal en bekeken die met een geavanceerde microscoop, die het bloedvat met laserstralen laagje voor laagje in beeld brengt. Postdoctoraal onderzoeker Daphne van Geemen legt uit: “Stel, je wandelt de wand van een bloedvat binnen vanuit de kant waar normaal het bloed stroomt. Eerst kom je een enkele laag cellen tegen, die de vaatwand bekleedt: de endotheelcellen. De cellen zitten sterk aan elkaar gehecht, het bloedvat is waterdicht. Maar de cellen zitten ook vast aan de ondergrond, de volgende laag die we zien. Die bestaat uit verschillende soorten vezels. Elastische vezels en stugge vezels. Als laatste beland je bij verschillende lagen spiercellen, die wat slordiger gerangschikt zijn.”

Bijschrift toevoegen

De onderzoekers bekeken beide soorten bloedvaten met de microscoop en zagen in slagaders veel contactpunten tussen de endotheelcellen en de ondergrond. Die contactpunten bestaan uit grote eiwitcomplexen die dwars door de celwand heen steken. Ze verbinden dus de cellen met de ondergrond. Bij slagaders bestaat de ondergrond uit stijvere vezels dan bij aders. “Niet zo gek, als je je bedenkt met wat voor kracht er bloed doorheen stroomt”, stelt Huveneers. Aan de binnenkant van de cel zijn de contactpunten verbonden met het celskelet, dat bestaat uit flexibele, lange polymeren. De ondergrond trekt via de contactpunten aan het celskelet. “En hoe stijver de ondergrond, hoe groter de trekkracht. Bij gezonde cellen biedt het celskelet weerstand door zelf terug te trekken. Maar bij een extreem stijve ondergrond trekt het skelet te hard en ontstaat er een beetje ruimte tussen de cellen: het vat gaat lekken. Het begin van verschillende vaatziekten. Daarom wilden we ook het celskelet in beeld brengen”

Celskelet

Het skelet van slagaderlijke endotheelcellen bleek er door die grotere trekkrachten vanuit de ondergrond inderdaad anders uit te zien. “In endotheelcellen van slagaders ligt het skelet in de richting van de bloedstroom, verspreid over de hele cel, van contactpunt tot contactpunt. In aders, waar de ondergrond soepeler is, zagen we het skelet voornamelijk langs de randen van de endotheelcel. “De onderzoekers vonden diezelfde invloed van de ondergrond bij gekweekte endotheelcellen. Door te variëren met de stijfheid van de ondergrond in het kweekflesje kregen de cellen een ader- of slagader-uiterlijk.

Bij ouderdom en chronische ontsteking verliest de ondergrond zijn elasticiteit, waardoor vaatziekten ontstaan. Een kwart van de volwassen bevolking slikt daar medicijnen tegen. “In de vervolgstudie gaan we gezonde slagaders vergelijken met die uit ontstoken weefsel, waarbij we vooral de contactpunten en het celskelet nader zullen bekijken. We hopen zo meer inzicht te krijgen in het ontstaan van vaatziekten en bij te dragen aan de ontwikkeling van nieuwe behandelingsmogelijkheden,” besluit van Geemen.

Publicatie: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25012130

eerder verschenen als persbericht op

http://www.sanquin.nl/actueel/bloedonderzoek/nieuwe-mogelijkheden-onderzoek-hart-en-vaatziekten-met-microscooptechniek/

en: http://www.sanquin.nl/over-sanquin/pers/persberichten/nieuwe-mogelijkheden-onderzoek-hart-en-vaatziekten-met-microscooptechniek/