T-cells, autoimmunity and inflammation in 22Q1.2 deletion syndrome (DiGeorge syndrome)

22q11.2 delesjonssyndrom er et genetisk syndrom som skyldes en delesjon på kromosom 22. Syndromet gir symptomer fra en rekke organer, og sykdomspresentasjonen varierer fra pasient til pasient. Målet for vår forskning er å bedre forståelsen av sykdomsmekanismen da dette på sikt kan både forbedre diagnostikk, oppfølging og behandling av pasienter med DiGeorge syndrom. Behandlingen rettet mot pasinten vil øke kvaliteten og være mer kostnadseffektiv enn behandlingen rette mot en diagnose.

22q11.2 delesjonssyndrom, også kjent som DiGeorge syndrom (DGS) eller velocardiofacialt syndrom, er sannsynligvis det viktigste mikrodelesjonssyndromet hos mennesker med en forekomst på ca 1:4000 fødsler. Syndromet skyldes en delesjon av den lange armen av kromosom 22 og er assosiert med problemer som hjertefeil, underutviklet brissel, ganeproblemer og hormonforstyrrelser, spesielt lavt kalsiumnivå. Pasientene har en varierende grad av infeksjonstendens, og mange utvikler autoimmune sykdommer. Symptombildet og alvorlighetsgrad varierer veldig fra pasient til pasient, og det er vanskelig å forutsi hvilke sykdomskomplikasjoner som etter hvert kommer til uttrykk hos den enkelte pasient. Vi ønsket å undersøke om det er forskjeller i konsentrasjon av inflammasjons- (betennelses-) markører mellom pasienter med DGS og friske kontroller. I samarbeid med professor Tom Eirik Mollnes fra Immunologisk institutt, har vi studert 27 forskjellige signalmolekyler knyttet til immunsystemet. Vi har funnet at DGS pasienter, sammenlignet med friske kontroller, har forhøyde verdier av IP-10, et signalmolekyl som er knyttet til både betennelse, autoimmunitet og nydannelse av blodkar. Vi har også funnet at pasienter med DGS har lavere nivåer av monocytter enn friske kontroller. Monocytter er en type hvite blodceller som opptar og bryter ned bakterier og andre fremmedlegemer, og lave monocyttnivåer kan bidra til redusert immunforsvar. I tillegg til dette undersøker vi om T-celler fra pasienter med DGS er mer utsatt for celledød enn T-celler fra friske kontroller. Dette gjør vi ved å bruke flowcytometri, og vi studerer både spontan og aktiveringsindusert celledød. Vi ser også på signalmolekyler som er knyttet til denne prosessen for å avklare om forstyrrelser i signalveier knyttet til celledød kan forklare nedsatt immunforsvar eller autoimmunitet hos pasientene.

Målet for gruppen er å bedre forståelse av sykdomsmekanismen og, dermed, forbedre diagnostikk, oppfølging og behandling av pasienter med DiGeorge syndrom

22q11.2 delesjonssyndrom (DiGeorge syndrom) er sannsynligvis det viktigste mikrodelesjonssyndromet hos mennesker med en forekomst på ca 1:4000 fødsler og skyldes en delesjon av den lange armen av kromosom 22. Syndromet er assosiert med forskjellige problemer som hjertefeil, underutviklet brissel og hypoparathyriodisme. Pasientene har en varierende grad av infeksjonstendens, og mange utvikler autoimmune sykdommer.

Symptombildet og alvorlighetsgrad varierer veldig fra pasient til pasient, og det har vært vanskelig å finne en assosiasjon mellom det genetiske funn og pasientens problemer.

Hypoparathyroidisme er en lidelse som kjennetegnes ved for liten produksjon av biskjoldbruskkjertel hormonet. Dette medfører lave nivåer av kalsium i blod. Vår gruppe har tidligere vist at 47 % av pasienter med DiGeorge syndrom utvikler hypoparathyroidisme i løpet av livet. For enkelte pasienter handler det om forbigående episoder med lavt kalsium i tilknytning til stress, mens andre utvikler permanent hypoparathyroidisme. Hypoparathyroidisme forekommer ofte i nyfødt perioden, men kan også komme til uttrykk i voksenalder. Det er ikke sammenheng mellom lavt kalsium i nyfødtperioden og utvikling av hypoparathyroidisme senere i livet. Hvorfor noen pasienter med DiGeorge syndrom utvikler hypoparathyroidisme, mens andre ikke gjør det, er ukjent. Man har tidligere trodd at det skyldes underutviklede biskjoldbruskkjertler, men man har i den siste tiden lurt på om immunsystemet kan være involvert i sykdomsprosessen.

Vi ønsket å undersøke om det er forskjeller i konsentrasjon av inflammasjons- (betennelses-)markører mellom pasienter med DiGeorge syndrom som har hypoparathyroidisme og de som ikke har hypoparathyroidisme. I samarbeid med professor Tom Eirik Mollnes fra Immunologisk institutt, har vi studert 27 forskjellige signalmolekyler knyttet til immunsystemet i blod fra pasienter med DiGeorge syndrom og fra friske kontroller. Vi har funnet at DiGeorge pasienter med hypoparathyroidisme har forhøyede verdier ev en rekke signalmolekyler som er assosiert med inflammasjon. Vi tror derfor at nedsatt funksjon av biskjoldbruskkjertelene hos pasienter med DiGeorge syndrom er relatert til en kompleks inflammasjonsreaksjon.

Da D-vitamin, som er tett knyttet til kalsium stoffskifte, har vist å spille en rolle i immunforsvaret, har vi også undersøkt nivåer av vitamin D i blodet fra de samme pasientene og kontrollene. Resultatene fra denne studien er under bearbeidelse.

I tillegg til dette undersøker vi om T-celler fra pasienter med DiGeorge syndrom er mer utsatt for celledød enn T-celler fra friske kontroller. Dette gjør vi ved å bruke flow cytometry, og vi studerer både spontan og indusert celledød.

Det er en jevn strøm av pasienter med 22q11.2 delesjons syndrom til Barneklinikken og vi fortsetter rekrutteringen og materialesamling. Hittil er det rekruttert 60 pasienter, og vi opplever at pasientene er svært positive til studien.

Målet for gruppen er å bedre forståelse av sykdomsmekanismen og, dermed, forbedre diagnostikk, oppfølging og behandling av pasienter med DiGeorge syndrom

22q11.2 delesjonssyndrom (DiGeorge syndrom) er sannsynligvis det viktigste mikrodelesjonssyndromet hos mennesker med en forekomst på ca 1:4000. Det skyldes en hemizygot delesjon av den lange armen av kromosom 22. Syndromet er assosiert med forskjellige problemer som hjertefeil, hypoparathyriodisme og hypoplasi av thymus. Pasientene har en varierende grad av infeksjonstendens, og mange utvikler autoimmune sykdommer som idiopatisk trombocytopenisk purpura, juvenile rheumatoid arthrit og autoimmun endokrinopati.

Det har vært vanskelig å finne en assosiasjon mellom det genetiske funn og pasientens problemer, da fenotype varierer til og med i familiære tilfeller. Man er derfor langt fra å kunne forutsi hvilke pasienter som vil få immunologiske problemer i ungdoms- og voksenalder. Ytterligere kunnskap om funksjonen av T-celler hos pasienter med 22q11.2 delesjons syndrom vil derfor kunne være viktig med tanke på utvikling av autoimmune sykdommer hos denne pasientgruppen.

I 2007 etablerte Barneklinikken, Oslo Universitetssykehus, Rikshospitalet et referansesenter for pasienter med 22q11.2 delesjon syndrom (DiGeorge syndrom) etter å ha fått midler gjennom Helse Sør-Øst. Grunnlaget for dette senteret var at sykehuset hadde de spesialavdelinger som de fleste av disse pasientene hadde behov for.

Det er nå registrert knapt 160 pasienter med 22q11.2 delesjons syndrom. Det er et meget stort antall selv i internasjonal sammenheng. Mange av disse har deltatt i studien til Kari Lima som i 2012 har avlagt doktorgraden ”The 22q11.2 Deletion Syndrome. Clinical, immunological, endocrine and dental aspects”.

Denne studien er en fortsettelse av Kari Limas arbeid. Målsetningen med studien er å undersøke spontan og indusert apoptose av T-celler hos pasienter med 22q11.2 delesjon syndrom, samt studere cytokin og kjemokin produksjon med tanke på autoimmunitet og inflammasjon.

Det er en jevn strøm av pasienter med 22q11.2 delesjons syndrom til Barneklinikken og kun pasienter med påvist 22q11.2 delesjon blir rekruttert. Hittil er det rekruttert 40 pasienter, og vi opplever at pasientene er svært positive til studien. Vi er også i gang med å rekruttere kontroll grupper.

I løpet av 2012 er metoder for induksjon av spontan apoptose blitt testet, og flow cytometri analyser for deteksjon av spontan og indusert apoptose er blitt videreutviklet og tilpasset.

Vi har videre, i samarbeid med Prof. Tom Eirik Mollnes, IMMI, analysert 27 forskjellige cytokiner og kjemokiner i serumet som var tidligere samlet av Kari Lima ved hjelp av multiplex. Denne piloten har gitt lovende resultater som vi nå jobber videre med.

This project started March 2011. It is a continuation of the work of dr. Kari Lima who defended her thesis "The 22q11.2 deletion Syndrome Clinical, immunological, endocrine and dental aspects" February 1, 2012. The candidate, cand.med. Dina Aresvik, started with learning ELISA assays. She used sera collected by Kari Lima from patients with 22q11.5 DS to detect concentrations of cytokines such as IL-6, neopterin, osteo-protegrin, sTNF-RI, sTNF-RII, IL-10 and IL-1 beta. We will assay more cytokines using a multiplex method. The preliminary results show that among the 50 patients there are some with clearly increased levels, but the data are not yet studied in great detail. We will correlate these findings with the clinical and immunological phenotype of the patients, particularly history of infection, total leukocyte counts with differential and lymphocyte subpopulations especially of T-cells, data that are already collected.

In addition, the candidate has submitted a successful application to the Regional Committee for Medical and Health Research Ethics (REC) for starting the new study with collection of research material, usually serum/plasma, but also whole blood for the T-cell work. In accordance with the project protocol T-cell development, activation and differentiation and also spontaneous /induced T-cell apoptosis will be studied,

The first patient was included this week. In this study we will include many of the same patients as in Kari Lima’s study so we will have the chance to check if the elevated cytokine levels are a long term trend. We have started to collect data of concentrations of complement factors and of complement function. Also, more cytokines and chemokines will be studied.