Abstracts

Vernieuwingen binnen de oncogenetica

 

De oncogenetica, het vakgebied waarin de erfelijkheid van kanker centraal staat, heeft de afgelopen jaren grote ontwikkelingen doorgemaakt. Bij de diagnostiek naar borst- en eierstokkanker is dat duidelijk te zien: van het testen van twee genen in 1997 tot grote genenpanels, en van 6 maanden doorlooptijd naar 10 dagen. In mijn presentatie ga ik met name in op het grotere belang van genetische diagnostiek voor therapie- en behandelkeuze. Dat heeft ook consequenties voor de technische keuzes en doorlooptijd. Bij borstkanker laat ik zien wat rol van ‘mainstreaming’ is. Bij mainstreaming vraagt de behandelend arts al de test aan, waardoor er een snellere diagnose en aangepaste behandeling mogelijk is, terwijl de klinische genetica alleen nog de patiënten ziet waar een erfelijke belasting is aangetoond.

 

Bij eierstokkanker is juist gekozen voor een primaire rol bij de pathologie. ‘Tumor-first’ heeft daar geleid tot een veel hoger percentage getesten, waardoor de behandeling geoptimaliseerd kan worden en er bij meer mensen een ingang voor therapie en een erfelijke belasting kan worden aangetoond. 

 

Samenwerking tussen labs onderling en aanvragers blijkt meer dan ooit van belang voor een efficiëntere, kostenbesparende en patiëntvriendelijkere zorg.

 

Dr. Arjen Mensenkamp

Dr. Erik de Vrieze

De kracht van long-read transcriptomics in het begrijpen en behandelen van erfelijke netvlies aandoeningen

Technische uitdagingen hebben lange tijd de uitgebreide analyse van grote transcripten geassocieerd met erfelijke netvliesaandoeningen (IRDs) zoals het Usher-syndroom beperkt. Usher syndroom omvat 11 geassocieerde genen met transcripten tot 19,6 kb. Om deze beperking aan te pakken, hebben we PacBio long-read mRNA isoform sequencing (Iso-Seq) toegepast na standaard library prep en een geoptimaliseerde workflow gebruikt om lange transcripten in het menselijke neurale netvlies te verrijken. Hoewel onze workflow sequencing van transcripten tot 15 kb bereikte, was dit onvoldoende voor de Usher-syndroom-geassocieerde genen USH2A en ADGRV1, met respectievelijke transcripten van 18,9 kb en 19,6 kb.

 

Om dit probleem te overwinnen, hebben we het Samplix Xdrop-systeem gebruikt voor indirecte verrijking van cDNA, een techniek die doorgaans wordt toegepast voor de capture van genomisch DNA. Met deze methode konden we met succes ADGRV1-transcripten en de volledige 18,9 kb USH2A-transcripten vangen en sequencen. Door algoritmische analyse te combineren met gedetailleerde handmatige curatie van de sequencing reads, hebben we nieuwe isoformen en alternatieve splicing-gebeurtenissen geïdentificeerd in de 11 genen die geassocieerd zijn met het Usher-syndroom, met implicaties voor diagnostiek en therapieontwikkeling. Onze bevindingen tonen de aanpasbaarheid van het Xdrop-systeem voor cDNA-capture aan. Daarnaast benadrukken ze de voordelen van het integreren van computationele en handmatige transcriptanalyses.

Darm-op-een-chip als model voor darmziektes: focus op coeliakie onderzoek

Coeliakie is een complexe immuunziekte, gekenmerkt door een sterke reactie op de inname van gluten. Zowel omgevingsfactoren, zoals gluten en het microbioom, als genetische factoren spelen een rol in de ontwikkeling van de ziekte. Toch is het exacte mechanisme waardoor mensen met coeliakie sterk reageren op gluten niet bekend. Daarnaast is de darmwand vaak aangetast bij coeliakie, maar is het onduidelijk wat hiervan de precieze oorzaak is. Met behulp van onze innovatieve darm-op-een-chip willen we deze vraagstukken beantwoorden.

 

In ons onderzoek werken we met geavanceerde humane darmmodellen, gemaakt van cellen afkomstig van zowel patiënten als gezonde controlepersonen. Deze cellen verkrijgen we uit darmbiopten, waarin we darmwand- en immuun cellen isoleren. Daarnaast verzamelen we bloed en urine van dezelfde personen om stamcellen te verkrijgen. Deze stamcellen kunnen we omzetten in specifieke celtypen, zoals darmepitheelcellen. Op onze darm-op-een-chip kunnen wij deze darmcellen laten groeien om de functionaliteit van de darmwand te bestuderen, zowel op het niveau van alleen het epitheel als in combinatie met andere factoren zoals glutenstimulaties, bacteriën en immuun cellen.

 

Waar eerdere studies vaak gebruikmaken van diermodellen of kankercellijnen, biedt onze darm-op-een-chip een unieke mogelijkheid om de menselijke darmwand te onderzoeken met cellen die de genetische aanleg voor coeliakie bevatten. Dit maakt het mogelijk om de complexe interacties tussen verschillende ziektefactoren zowel gecombineerd als afzonderlijk te analyseren.

 

Door meer inzicht te krijgen in hoe elke factor bijdraagt aan de ziekte, hopen we nieuwe aanknopingspunten te vinden voor mogelijke behandelingen. Tijdens mijn presentatie zal ik ingaan op hoe we deze modelsystemen hebben ontwikkeld en hoe we ze inzetten in onze onderzoeksprojecten.

Eline Smits

Nicole de Jong

Dr. Saskia Lesnik Oberstein

Dr. Sanneke van Rooden

De Katwijkse ziekte in de Leidse praktijk.

Toen de vader van Nicole op 49-jarige leeftijd zijn eerste hersenbloeding kreeg, werd na een aantal weken duidelijk dat het om de Katwijkse ziekte ging. Vanaf dat moment wist Nicole ook dat zij 50 procent kans had om de aandoening te erven. Uiteindelijk besluit zij op haar 30e haar DNA te laten onderzoeken, en dat gehele traject vast te leggen in de podcast Zieke Erfenis (EO/NPO Radio 1). Naast de gesprekken die zij voerde met klinisch geneticus Saskia Lesnik Oberstein en psycholoog Sanneke van Rooden, was een ander bepalend moment de bloedafname. Want deze ogenschijnlijk kleine en snelle handeling, staat voor een risicodrager symbool voor een gigantisch groot vraagstuk. Dat buisje bloed biedt het antwoord op de vraag of je drager bent of niet. En dat heeft impact.

 

De naam zegt het eigenlijk al: de Katwijkse ziekte is een ziekte die voorkomt bij mensen uit Katwijk of met voorouders uit Katwijk. Het is dus een zeldzame erfelijke aandoening, maar wel een met grote impact op patiënten en familieleden. De ziekte wordt gekenmerkt door hersenbloedingen die voor het eerst optreden tussen het 40ste en 60ste levensjaar. Vaak maken mensen meerdere hersenbloedingen door, maar de eerste hersenbloeding kan ook fataal zijn. De hersenbloedingen leiden tot steeds meer uitval van lichamelijke functies, karakterveranderingen en problemen met het denkvermogen.

 

De DNA-diagnostiek en genetische counseling worden van oudsher dus ook verricht in het LUMC. De naam ‘Katwijkse ziekte’ is eigenlijk achterhaald. We noemen deze erfelijke ziekte nu Dutch-type cerebral amyloid angiopathy (D-CAA). Voorheen werd de ziekte ook wel HCHWA-D genoemd, maar dat kon bijna niemand uitspreken. D-CAA wordt veroorzaakt door een en dezelfde missense variant in APP (Amyloid Beta Precursor Protein): een glutaminezuur op positie 693 wordt vervangen door een glutamine. Om nog onopgehelderde redenen leidt deze APP variant tot stapeling van het B-amyloid eiwit in de wanden van de bloedvaten van de hersenen. Deze eiwitstapeling verzwakt de functie en de integriteit van de bloedvatwand, waardoor zowel een tekort aan bloedtoevoer ontstaat (herseninfarcten), maar vooral dus ook scheuren in de bloedvaatwand ontstaan (hersenbloedingen). D-CAA erft autosomaal dominant over, dus elk kind van een aangedane ouder heeft 50% kans ook de erfelijke aanleg te hebben voor D-CAA. In deze presentatie zal ik, Saskia Lesnik Oberstein, klinisch geneticus, naast de genetica en symptomen van D-CAA, vooral ook vertellen over de klinisch genetische praktijk van het counselen van mensen uit Katwijk met een verhoogde kans op deze erfelijke hersenvaatziekte.

 

Sanneke van Rooden, psycholoog bij de Klinische genetica, zal vertellen over het dilemma wel of niet testen op de erfelijke aanleg voor de Katwijkse ziekte en de onderwerpen en overwegingen die hierbij aan bod komen. In een traject van meerdere afspraken met de klinisch geneticus en de psycholoog trachten we maatwerk te leveren bij deze persoonlijke keuze.

PGT voor de oorsprong van aneuploïdie (PGT-AO) ter verbetering van embryoselectie

Preïmplantatie genetische test voor aneuploïdie (PGT-A) wordt vaak gebruikt bij IVF om embryo’s te selecteren. Echter, hebben recente onderzoeken twijfels geuit over de effectiviteit ervan, omdat PGT-A soms embryo’s verwerpt die toch levensvatbaar zijn. De onderzoeken tonen aan dat mozaïekembryo’s – embryo’s met zowel normale als afwijkende cellen – kunnen leiden tot gezonde geboortes. In dit onderzoek hebben we de klinische meerwaarde van PGT-AO (aneuploidy origin) onderzocht, een test die bepaalt of chromosoomafwijkingen ontstaan tijdens de vorming van de eicel/zaadcel (meiotisch) of pas na de bevruchting (mitotisch). We hebben de genetische gegevens van 5.975 embryo’s onderzocht met behulp van een methode genaamd haplarithmisis. Haplarithmisis kan de oorsprong van chromosoomafwijkingen bepalen en of een embryo mozaïek is. De resultaten werden gekoppeld aan de uitkomst van de zwangerschap. Concluderend, zijn embryo’s met meiotische trisomieën en de meeste monosomieën niet levensvatbaar. Daarentegen kunnen embryo’s met mitotische trisomieën wel leiden tot gezonde geboortes. Door PGT-AO te combineren met andere vormen van PGT kan onnodige terugplaatsing van niet-levensvatbare embryo’s worden voorkomen. Dit kan een belangrijke verandering betekenen in de selectie van embryo’s bij PGT. 

Dr. Rick Essers

Prof. Dr. Wendy van Zelst-Stams

Op zoek naar een diagnose!

Uitkomsten van de Undiagnosed Hackathon 2024

Het hebben van een zeldzame aandoening is niet zeldzaam. Naar schatting zijn er ongeveer 1 miljoen Nederlanders met een zeldzame aandoening en zijn er zo’n 6.000-8.000 verschillende zeldzame aandoeningen. En hoewel iedere zeldzame aandoening uniek is qua symptomen, hebben al deze mensen ook veel gemeen. Zo’n 80% van de zeldzame aandoeningen heeft een genetische oorzaak en vaak treft het al jonge kinderen. Omdat de ziekteverschijnselen van zeldzame aandoeningen vaak geleidelijk en in verschillende orgaansystemen ontstaan, ziet een patiënt vaak verschillende artsen met aandacht voor andere klachten en is het lastig de onderliggende diagnose te stellen. Ruim de helft van alle patiënten krijgt in eerste instantie een verkeerde diagnose. Daarbij worden zij dan ook verkeerd behandeld. Gemiddeld krijgen deze patiënten zo’n 3x een verkeerde diagnose, worden 3-5 medisch specialisten bezocht en duurt het meer dan 5 jaar voordat de juiste diagnose wordt gesteld. Momenteel wordt bij 1 op de 3 patienten een genetische diagnose gesteld. Andersom gesteld: bij 2 op de 3 patienten lukt het (nog) niet om een diagnose te stellen, terwijl een diagnose essentieel is om meer zicht te krijgen op de prognose en mogelijkheden biedt tot doelgerichte en gepersonaliseerde zorg. Dit is precies de groep patienten waar de Undiagnosed Hackathon zich op richt.

Lukt het om een diagnose te stellen tijdens een 48 uur durende Hackathon als je innovatieve genetische technologieën zoals genoomsequencing[1], transcriptome sequencing[2] en optical genome mapping[3] inzet voor deze patienten zonder genetische diagnose en je de data (her[4])analyseert en interpreteert met experts vanuit verschillende achtergronden?

[1] Gilissen et al. Genome sequencing identifies major causes of severe intellectual disability. Nature 2014

[2] Yépez et al. Clinical implementation of RNA sequencing for Mendelian disease diagnostics. Genome Medicine 2022

[3] Mantere et al. Optical genome mapping enables con#_ftnref4stitutional chromosomal aberration detection. AJHG 2021

[4] Schobers et al. Reanalysis for rare disease: a pragmatic workflow for diagnostic applications. Genome Medicine 2022

Ambitie in de natuur?!

Als mensen onderscheiden wij ons graag van elkaar door onze ambitie. Altijd beter, sneller, efficiënter. Altijd hogerop. Denk eens aan de ambitie die ervoor nodig is om een F-35 straaljager te bouwen. Maar dan komt er een gierzwaluw voorbij, en die kan gewoon nog een stuk beter vliegen dan onze beste vliegtuigen. En die vogel kan dit allemaal zonder ook maar één vleugje ambitie! In dit verhaal laat Stephan zien hoe dieren zo ongelooflijk goed kunnen zijn in wat ze doen, zonder de visie om zo te willen worden. Het houdt een verfrissende spiegel voor, maar –spoiler alert- het blijkt dat wij als mensen in ons werk tóch niet zonder ambitie kunnen…

 

 

 

 

 

 

Ir. Stephan van Duin, Science communication expert