Gewrichtsprothesen kunnen slopende artrose succesvol behandelen. Infectie blijft echter een belangrijke oorzaak van falen. Adequate diagnostiek blijft een uitdaging. Het combineren van geavanceerde beeldvorming met next-generation sequencing van endoscopisch verkregen monsters zou moeten helpen bij het in kaart brengen en karakteriseren. (PJI MAP/DEF)

De mogelijkheid om aanvullende DNA-analyse uit te voeren op het restmateriaal van deze monsters (dat anders zou worden weggegooid) biedt het vooruitzicht een nauwkeuriger beeld te krijgen van het microbioom en de biofilm die aanwezig zijn op de prothesecomponenten. Dit is het doel van het project. Op basis van criteria voor verdenking op infectie (Musculoskeletal Infection Society en de European Society for Bone and Joint Infections) ondergaan geselecteerde patiënten standaardtesten via analyse van bloed, synoviaal vocht, weefsel- en bot(merg)monsters, evenals beeldvorming zoals röntgenfoto's, MRI en nucleaire scans. Indien op basis hiervan (Fase 1) de diagnose en aard van een infectie duidelijk zijn, wordt de diagnostische procedure van artroscopie gecombineerd met periprothetische synoviaalweefsel-, bot- en beenmergbiopten (Fase 2) en direct overgegaan tot open chirurgie, waarbij een deel of de gehele prothese in één of twee sessies wordt vervangen (Fase 3), en ook synoviaal vocht, weefsel-, bot- en beenmergmonsters worden genomen.

Alle monsters die tijdens Fase 1, 2 of 3 zijn verkregen, worden onderworpen aan standaard microbiologische en pathologische testen; het restmateriaal wordt nu echter ook onderworpen aan genetische analyse van bacterieel/schimmelig DNA. Het menselijke DNA van de patiënt wordt niet getest. Monsters worden verkregen met aparte instrumenten om kruisbesmetting te voorkomen. Synoviaal vocht (1 tot 10 ml), synoviaal weefsel (2 tot 6 mm³) en bot (beenmerg) (2 tot 6 ml) die in en rond de prothesecomponenten zijn geoogst, worden verzameld en opgeslagen in steriele containers voor microbiologisch onderzoek en in steriele containers met formaldehyde voor pathologisch onderzoek. Elke container is voorzien van patiëntidentificatie en de locatie van de oogst (bijv. onderbeen, laterale zijde). Een zak met 6 tot 8 gelabelde containers wordt vervoerd naar het Microbiologisch laboratorium. Een vergelijkbare zak wordt naar het Pathologie laboratorium gestuurd. Er is altijd overtollig vocht-, weefsel-, bot- of beenmergmateriaal (1 tot 2 ml of mm³ per locatie). Dit materiaal wordt normaal gesproken weggegooid. Voor dit onderzoeksproject wordt het verzameld, maar in tegenstelling tot de microbiologische en pathologische monsters zijn deze containers alleen gecodeerd (bijv. SEPTORT001 (het nummer staat voor patiënt één) synoviaal vocht, synovium 1, synovium 2, (biofilm in) acetabulum, (biofilm in) femur grotere trochanter, (biofilm) femur mid-diafyse, (biofilm op) tip van de steel in een heupprothese). Aan het einde van de sessie worden de containers verzameld in een kleine plastic zak. Deze zak wordt in een grotere plastic zak geplaatst samen met een MicroGenDx-formulier. Dit formulier bevat de volgende informatie: SEPTORT en patiëntnummer, leeftijd, geslacht, rechter- of linkerzijde, gewricht (heup-, knie-, schouderprothese…), de datum van verzameling, de werkdiagnose (periprothetische gewrichtsinfectie), checkbox voor orthopedisch onderzoek, checkbox voor gewenste analyse (qPCR Rapid Screening en NGS), evenals de handtekening van de hoofdonderzoeker. Aan het einde van de operatiesessie brengt hij deze persoonlijk naar de HIRUZ BioBank voor overdracht om te worden opgeslagen in een -80°C vriezer. Zodra er over een periode van enkele weken ongeveer vijf zakken zijn verzameld, haalt een internationale koerier een kartonnen doos op die deze zakken bevat. De Medical Research-doos (geen droog ijs vereist) wordt verzegeld door een laboratoriumtechnicus bij de HIRUZ Biobank. De doos wordt meestal op dinsdagmiddag opgehaald en arriveert de volgende ochtend op woensdag (lokale tijd) in het laboratorium in Texas. Afhankelijk van de normale klinische werklast worden de onderzoeksmonsters voor genetische analyse van het microbioom verwerkt op dezelfde dag of op een later tijdstip na opslag. Het Amerikaanse laboratorium ontvangt geen gegevens die de patiënt kunnen identificeren. De gegevens van de genetische analyseresultaten worden versleuteld en elektronisch verzonden in een beveiligd formaat naar de hoofdonderzoeker bij UZ Gent. Alleen de hoofdonderzoeker en professor David Creytens zijn gemachtigd om toegang te krijgen tot deze database. Beiden zijn verantwoordelijk voor continue kwaliteitscontrole van het beveiligingssysteem, waardoor ongeautoriseerde toegang tot de gegevens wordt voorkomen, in overeenstemming met de Good Clinical Practice-richtlijnen. Dit onderzoek zou ons in staat moeten stellen om te bevestigen of uit te sluiten of een onderliggende prothese-infectie inderdaad de oorzaak is van de symptomen van de patiënt, maar het kan ook helpen bij het bepalen van de topografie van de infectie – specifiek of deze diffuus is of geconcentreerd in een specifieke prothesecomponent – evenals de samenstelling van het microbioom en de biofilm.