Immunodiagnostiek van lepra

Onderzoeksleider

Prof. Dr. Annemieke Geluk

Introductie en doel

Lepra is een infectieziekte die veroorzaakt wordt door een bacterie (Mycobacterium leprae) die vooral voorkomt onder de armste bevolkingsgroepen in ontwikkelingslanden. Er zijn ongeveer 250.000 nieuwe gevallen per jaar waarvan 22.485 kinderen. De ziekte is goed te behandelen met antibiotica.

Alhoewel de prevalentie enorm is gedaald, is het aantal nieuwe gevallen van lepra de afgelopen 10 jaar vrijwel constant gebleven. Het duurt gewoonlijk 2-5 jaar vanaf het moment van besmetting tot er verschijnselen van lepra optreden. In deze periode  kan de leprabacterie echter wel op andere mensen worden overgedragen.

Om deze bacteriële overdracht (transmissie) te voorkomen is het dus nodig om vast te stellen welke mensen de leprabacterie bij zich dragen zonder dat zij klinische symptomen vertonen. Zij kunnen dan preventief behandeld worden met antibiotica voordat ze zelf verschijnselen van lepra vertonen en om te voorkomen dat zij hun omgeving ook besmetten.

Hoe eerder een patiënt wordt behandeld des te kleiner de kans op complicaties zoals leprareacties, de voornaamste oorzaak van zenuwschade door lepra.

Figuur 1: Onderzoek naar biomarkers voor lepra d.m.v. vergelijking van biomarkers in het bloed van patiënten en hun contacten.
Figuur 1: Onderzoek naar biomarkers voor lepra d.m.v. vergelijking van biomarkers in het bloed van patiënten en hun contacten.

Alhoewel een dergelijke aanpak vrij simpel lijkt, wordt deze bemoeilijkt door het feit dat er momenteel geen testen zijn die aan kunnen tonen dat iemand besmet is met de lepra-bacterie en die tevens toepasbaar zijn in het veld. Het doel van ons onderzoek is daarom de ontwikkeling van een gebruikers-vriendelijke test voor vroege diagnose van lepra om zo onherstelbare schade aan zenuwen en daarmee samenhangende, levenslange handicaps te voorkomen.

 Onderzoeksmethode

Lepra is een immuno-pathologische ziekte hetgeen betekent dat de immuun response (afweer), die zich ontwikkelt na besmetting met M. leprae, bepaalt of, en zo ja in welke mate men ziekte ontwikkelt. Het merendeel van de mensen die met M. leprae in contact komen, is in staat een beschermende immuunrespons te ontwikkelen en de bacterie zonder verdere complicaties te verwijderen. Degenen die echter niet in staat zijn een dergelijke afweer op te wekken ontwikkelen lepra.

Er zijn veel cellen betrokken bij de immuun respons tegen M.  leprae. Deze verschillende typen cellen produceren diverse stoffen (cytokinen en chemokinen genoemd) in het bloed die samen leiden tot hetzij protectie hetzij ziekte in de geïnfecteerde personen. In ons onderzoek bepalen wij welke verschillen er bestaan in de hoeveelheid of ratio’s van cytokine/chemokine productie in het bloed van leprapatiënten enerzijds en hun contacten anderzijds.

Indien een stof duidelijk verschilt tussen deze groepen kan deze gebruikt worden als biomarker, d.w.z. een karakteristiek die objectief meetbaar is en geëvalueerd wordt als indicator van een biologisch proces. In een recente, kleinschalige studie hebben wij potentiële biomarkers voor infectie met M. leprae geïdentificeerd (3).

Een ander onderdeel van dit onderzoek betreft de ontwikkeling van een nieuwe lateral flow test (vergelijkbaar met een zwangerschapstest) waarmee zulke biomarkers eenvoudig gedetecteerd kunnen worden zonder gebruik te maken van dure laboratorium-apparatuur (1,2). Deze test, die wordt ontwikkeld i.s.m. de groep van Dr. Paul Corstjens (afd. MCB, LUMC), meet bepaalde waarden in het bloed, biomarkers genoemd, m.b.v. lateral flow strips (Figuur 2). De hoeveelheid biomarker wordt bepaald d.m.v. een draagbare reader, die speciaal ontwikkeld is om metingen te doen in het veld.

Figuur 2: Nieuwe lateral flow test voor detectie van lepra: analyse van bloed samples m.b.v. lateral flow, gevolgd door detectie m.b.v. een draagbare detector.
Figuur 2: Nieuwe lateral flow test voor detectie van lepra: analyse van bloed samples m.b.v. lateral flow, gevolgd door detectie m.b.v. een draagbare detector.

Aangezien deze op biomarkers gebaseerde nieuwe diagnostische testen, voordat zij daadwerkelijk toegepast kunnen worden in preventie-programma’s, eerst op grote schaal in het veld moeten worden geëvalueerd, wordt de toepasbaarheid van deze nieuwe testen momenteel onderzocht in een grote, longitudinale trial in Bangladesh (4). Hierin worden contacten van leprapatiënten enkele jaren periodiek geobserveerd en wordt ook onderzocht of de biomarkerset nauwkeuriger te maken is door uitbreiding met meer specifieke biomarkers.

 

 Reference List

1. Geluk, A. and PLAM Corstjens. 2017. CRP: unique tell-tale biomarker or common denominator. Lancet Infectious Diseases. DOI: http://dx.doi.org/10. 1016/S1473-3099(17)30472-3.

2. van Hooij A, Tjon Kon Fat EM, van den Eeden SJF, Wilson L, Batista da Silva M, Salgado CG, Spencer JS, Corstjens PLAM, and A Geluk. 2017. Field-friendly serological tests for determination of M. leprae-specific antibodies. Scientific reports 7(1):8868. doi: 10.1038/s41598-017-07803-7.

3. Hagge, DA, Parajuli P, CB Kunwar, DRSJB Rana, R Thapa, KD Neupane, P Nicholls, LB Adams, A Geluk, M Shah, and IB Napit. 2017. Opening a can of worms: leprosy reactions and complicit soil-transmitted helminths. Ebioscience 23:119-124.

4. van Hooij, A, DM Boeters, EM Tjon Kon Fat, SJF van den Eeden, PLAM Corstjens, AHM van der Helm–van Mil, and A Geluk. 2017. Longitudinal IP-10 serum levels are associated with the course of disease activity and remission in rheumatoid arthritis. Clin.Vaccine Immunol.  doi: 10.1128/CVI.00060-17.

5. Corstjens, PLAM, van Hooij, A., Tjon Kon Fat, EM, van den Eeden, SJF, Wilson, L and A Geluk. 2016. Field-friendly test for monitoring multiple immune response markers during onset and treatment of exacerbated immunity in leprosy. Clin.Vaccine Immunol.  23(6):515-519.

6. van Hooij, A, EM Tjon Kon Fat, R Richardus, SJF van den Eeden, Louis Wilson, CJ de Dood, R Faber, K Alam, JH Richardus, PLAM Corstjens and A Geluk. 2016. Quantitative lateral flow strip assays as user-friendly tools to detect biomarker profiles for leprosy. Sci. Rep. 6:34260;doi:10.1038/srep34260 (2016).

7. Khadge, S., S. Banu, K. Bobosha, van der Ploeg-van Schip JJ, I. M. Goulart, P. Thapa, C. B. Kunwar, K. E. van Meijgaarden, S. J. van den Eeden, L. Wilson, S. Kabir, H. Dey, L. R. Goulart, J. Lobato, W. Carvalho, Y. Bekele, K. L. Franken, A. Aseffa, J. S. Spencer, L. Oskam, T. H. Otttenhoff, D. A. Hagge, and A. Geluk. 2015. Longitudinal immune profiles in type 1 leprosy reactions in Bangladesh, Brazil, Ethiopia and Nepal. BMC. Infect. Dis. 15: 477.

8. Bobosha, K., E. M. Tjon Kon Fat, S. J. van den Eeden, Y. Bekele, van der Ploeg-van Schip JJ, C. J. de Dood, K. Dijkman, K. L. Franken, L. Wilson, A. Aseffa, J. S. Spencer, T. H. Ottenhoff, P. L. Corstjens, and A. Geluk. 2014. Field-Evaluation of a New Lateral Flow Assay for Detection of Cellular and Humoral Immunity against Mycobacterium leprae. PLoS.Negl.Trop.Dis. 8:e2845. doi:10.1371/journal.pntd.0002845 [doi];PNTD-D-14-00244 [pii].

9. Geluk A, KE van Meijgaarden, L Wilson, K Bobosha, JJ van der Ploeg- van Schip, Susan JF van den Eeden, E Quinten, K Dijkman, KLMC Franken, I Haisma, MC Haks, CLM van Hees, and THM Ottenhoff. 2014. Longitudinal immune responses and gene expression profiles associated with type 1 leprosy reactions. J. Clinical Immunology. 34: 245-255.

10. Geluk A. 2013. Challenges in immunodiagnostic tests for leprosy. Expert Opinion on Medical Diagnostics. 7:265-274.

11. Richardus, R. A., K. Alam, D. Pahan, S. G. Feenstra, A. Geluk, and J. H. Richardus. 2013. The combined effect of chemoprophylaxis with single dose rifampicin and immunoprophylaxis with BCG to prevent leprosy in contacts of newly diagnosed leprosy cases: a cluster randomized controlled trial (MALTALEP study). BMC.Infect.Dis. 13:456. doi:1471-2334-13-456 [pii];10.1186/1471-2334-13-456 [doi].

12. Geluk, A., K. Bobosha, van der Ploeg-van Schip JJ, J. S. Spencer, S. Banu, S. B. Martins, S. N. Cho, K. L. Franken, H. J. Kim, Y. Bekele, M. K. Uddin, H. S. Abdul, A. Aseffa, M. C. Pessolani, G. M. Pereira, H. M. Dockrell, and T. H. Ottenhoff. 2012. New biomarkers with relevance to leprosy diagnosis applicable in areas hyperendemic for leprosy. J.Immunol. 188:4782-4791.

Meer informatie over de onderzoeken vindt u in de volgende bijlagen:

2016 Corstjens CVI IP10 PGL-I multiplex UCP-LFA for T1R

2016 Hooij Sci Rep UCP-LFA in Bdesh

2015 Khadge BMC Inf Dis T1R biomarkers