"Gewrichtsbiomarkers vertalen naar diagnoses" (ARTBioSes)

Vroegtijdige diagnose is een sleutelfactor bij de preventie en behandeling van reumatische aandoeningen. Reumatische ziekten worden klassiek gediagnosticeerd op basis van criteria die klinische, biologische en radiologische kenmerken combineren. In maximaal 20% van de gevallen blijven de diagnoses echter ongenoemd en worden de onderliggende reumatische ziekten niet geclassificeerd, wat zou kunnen leiden tot vertraagde specifieke behandeling en ongunstige klinische resultaten. Bovendien kunnen conventionele methoden de gevoeligheid en specificiteit voor een vroege diagnose missen. Biologische monsters zijn aantrekkelijke doelen voor de vroege detectie van gewrichtsschade, omdat ze het mogelijk maken om meerdere niveaus van informatie uit de kliniek en het laboratorium te verzamelen. Biologische monsters die het vaakst worden verzameld bij patiënten met reumatische aandoeningen zijn gewrichtsvloeistof door gewrichtsaspiratie, bloed door veneuze punctie en weefselspecimens door chirurgie. De onderzoekers veronderstellen dat in uitdagende situaties nieuwe biomarkers kunnen worden gedetecteerd in synoviaal vocht, bloed of gewrichtsweefsel met behulp van zowel conventionele (bijv. histologie, immuundetectie, PCR) en innovatieve (bijv. Raman-spectroscopie, nanospectroscopie) laboratoriumtests kunnen helpen de diagnose te verfijnen en patiënten met reumatische aandoeningen beter te classificeren.

Gewrichtsvloeistof bestaat voornamelijk uit water, eiwitten, proteoglycanen, glycosaminoglycanen, lipiden, kleine anorganische zouten en metabolieten zoals aminozuren of suikers. Individuele synoviale vloeistofcomponenten kunnen vaak meerdere functies vervullen. Hyaluronzuur behoudt bijvoorbeeld de complexe visco-elastische eigenschappen van synoviale vloeistoffen en reguleert de biologische activiteit van geavanceerde glycatie-eindproducten, cytokines en enzymen die geassocieerd zijn met artrose. De normale gewrichtsfunctie is afhankelijk van de status van de samenstelling van de synoviale vloeistof, vooral gezien de grote interactie tussen de afzonderlijke componenten. Hoewel conventionele laboratoriumtests de afgelopen 50 jaar door reumatologen zijn gebruikt, leveren ze beperkte kwantitatieve gegevens op en kunnen ze niet specifiek de biochemische en chemische veranderingen beschrijven, zoals veranderingen in de eiwitsamenstelling en het proteomisch profiel die worden ondergaan door synoviale vloeistoffen in artritische gewrichten. Metingen die het gehele chemische, biologische of visco-elastische profiel van het synoviale vocht weerspiegelen, kunnen interessante aanvullende hulpmiddelen zijn. Een voorbeeld van een innovatieve meettechniek is Raman-spectroscopie waarmee veranderingen in het gewrichtsvocht bij patiënten met reumatische aandoeningen kunnen worden gedetecteerd. De intensiteitsverhoudingen van de Raman-banden variëren aanzienlijk in spectra verzameld uit synoviale vloeistof bij patiënten met radiologisch bewijs van artroseschade. Veranderingen in de secundaire structuur van het eiwit zouden kunnen worden gebruikt als algemene marker van chemische veranderingen in de synoviale vloeistof en dat deze veranderingen kunnen worden geassocieerd met radiografische scoring van knieschade. Andere publicaties concentreerden zich op de Raman-analyse van kristallen gewonnen uit synoviale vloeistoffen. Onze groep ontwikkelde Surface Enhanced Raman Spectroscopie (SERS) met behulp van nanodeeltjes die mogelijk gevoeliger zijn dan conventionele Raman-spectroscopie bij het karakteriseren van biovloeistoffen, vooral de gehele synoviale vloeistof, en het ontcijferen van specifieke spectrale kenmerken van reumatische aandoeningen.

Bloedbiomarkers worden al lang gebruikt voor de diagnose en follow-up van reumatische aandoeningen. Het zijn voornamelijk markers van auto-immuniteit, ontsteking, afbraak van kraakbeen of hermodellering van botten.

Gewrichtsweefsels omvatten gewrichtskraakbeen, bot, meniscus, synoviaal membraan, vet, pezen, ligamenten en spieren. Ze worden verkregen tijdens een operatie. Hun analyse is waardevol om auto-immuniteit, ontsteking, afbraak van kraakbeen of botremodellering van de lokale status te karakteriseren en om lokale activering van cellulaire en moleculaire routes van belang te bestuderen met behulp van conventionele technieken uit de cellulaire en moleculaire biologie.