eRapport

Bergen Clinical Mass Cytometry Consortium

Prosjekt
Prosjektnummer
912160
Ansvarlig person
Bjørn Tore Gjertsen
Institusjon
Helse Bergen HF
Prosjektkategori
Åpen prosjektstøtte
Helsekategori
Blood, Cancer, Inflammatory and Immune System
Forskningsaktivitet
1. Underpinning, 4. Detection and Diagnosis
Rapporter
2020 - sluttrapport
Vi viser til rapporten fra 2019. En rekke publikasjoner er basert på konsortiets arbeid, likeledes ferdigstilte doktorgrader. Metoden har ført til en rekke søknder, inklusiv klniske studier og forberedelse av en større søknad om Forskningssentre for klinisk behandling - Norges forskningsråd i 2021. Teknologien massecytometri har vist seg robust og produktiv. Massecytometri eller tilsvarende multiparamter-teknikk vil bli et fremtidig diagnostisk verktøy. Mer presis diagnostikk vil trolig bety mer effektiv behandling.
2019
I dette prosjektet etablerer vi en ny analysemetode for enkelt-celler: massecytometri. Dette er en metode som tillater presis måling av over 30 parameter per celle. Ved å bruke sjeldne jordarter, eller lantanoider, som er stabile metall-lignende grunnstoff, for å merke antistoff som kan brukes til å studere enkeltceller.Dr. Sonia Gavasso, Helse Bergen, arrangerte det internasjonale møtet til ESCCA - European society for clinical cell analysis 2019 i Bergen. Konsortiet fikk vist frem massecytometriske teknikker gjennom workshops, innlegg og hovedforedrag. Innføring av Hyperion, en bildefremstilling til mikroanatomisk fremstilling av celler i vev, er etablerte, edet av senioringeniør Dr. Jørn Skavland, UiB, og Centre for Cancer Biomarkers CCBIO. Barcoding - bruk av stabile isotoper av palladium for å merke celle-prøver som deretter kan slås sammen med andre prøver og analyseres samtidig - er forbedret med innkjøpte paladium isotoper (102,104,105,106,108 og 110) er laget til som barcoding kit. Prosedyre for merking av prøver er lik kommersielt kit, lagret og klar til bruk ved Kjernefasiliteten. Basert på dette arbeidet er det mulig å slå sammen (strekkode/"bar code") 120 prøver som kan analyseres samtidig. Prosjektet forbereder massecytometri på pasienter med kardiovaskulær sykdom og for å måle sirkulerende tumorceller i perifert blod. Begge teknikkene leter etter celletyper eller celleforandringer som er spesielt sjeldne og dermed vanskelig å måle. Foreløpige forsøk for å lete etter sirkulerende tumorceller i blod fra kreftpasienter er lovende. Dr. Sonia Gavasso (Helse Vest Postdoc) har i 2019 publisert en rekke nøkkelarbeid som etablerer teknikken i Bergen. Enkeltcelle-profiler i revmatisk sykdom, måling av antistoff-metning for å bestemme i hvilken grad biologiske medikamenter (terapeutiske antistoff) blokkerer celle-receptorer er konseptualisert i ett arbeid. I 2020-21 planlegger vi å publisere flere nøkkelarbeid med massecytometri på akutt myelogen leukemi, infeksjonssykdommer og autoimmune sykdommer. Prosjektet har klar å bygge opp en brukerbase som vil sikre spennende oppdagelser i årene som kommer.
2018
I dette prosjektet etablerer vi en ny analysemetode for enkelt-celler: massecytometri. Dette er en metode som tillater presis måling av over 30 parameter per celle. Ved å bruke sjeldne jordarter, eller lantanoider, og merke antistoff med disse metall-lignende atomene, kan vi lese av hvilke antistoff som er bundet til en celle.I regi av konsortiet arrangeres det en ukentlig møteserie som organisere av Dr. Sonia Gavasso, Helse Bergen. Stabile isotoper er i hovedsak representer ved sjeldne jordarter, såkalte lantanoider. Når disse er super-rene, vil antisoffer som merkes med disse gi nøyaktig måling av antistoffmengde. Hver isotop utgjør en signal-kanal. Seminarserien - Ukentlig seminar/workshop - Våren 2018 Bruk av kode til analyse av massecytometri (CyTOF) data. - -Innføring i coding ved bruk av R og R-studio - -Kombinere Cytobank og R i CyTOF analyse - -Bruk av Gausiske parametre for å fjerne dubletter og debree før analyse - Høst 2018 -- Bruker seminar Helios prosjekter -- Innføring av Hyperion -- Patologi - innføring i patologiske teknikker og Immunhistokjemi Ledet av senioringeniør Dr. Jørn Skavland, UiB, er det lagt til rette for nye brukere av massecytometri. Barcoding - bruk av stabile isotoper av palladium for å merke celle-prøver som deretter kan slås sammen med andre prøver og analyseres samtidig: - Innkjøpte paladium isotoper (102,104,105,106,108 og 110) er laget til som barcoding kit. Prosedyre for merking av prøver er lik kommersielt kit. Lagret og klar til bruk ved Kjernefasiliteten. Antistoff og isotop repository - for å hjelpe nye brukere i gang med massecytometri. - Ved kjernefasiliteten så har vi nå 44 isotop konjugerte antistoff som er titrert og klare for bruk. I tillegg så vil det komme 6 Ab som ikke er konjugerte enda. - Kjernefasiliteten har 10 isotoper som brukere kan bruke til å konjugere egne antistoff - Vi har også kjøpt inn 2 cisplatin isotoper. Klar sommer 2019 Planlagte publikasjoner i 2019: Whole blood preservation methods alter chemokine receptor detection in mass cytometry experiments (poster 2018/ Submitted 2019); Sunniva T. Sakkestad, Jørn Skavland and Kurt Hanevik Comprehensive characterization of circulating T follicular helper cells and plasmablasts in human volunteers experimentally infected with enterotoxigenic Escherichia coli (Poster); Sehee Rim, Sunniva T. Sakkestad, Jørn Skavland, Fan Zhou, Hans Steinsland and Kurt Hanevik
2017
Massecytometri er ein metode for å analysere enkeltceller frå blod og vev. Instrumenteringa, eit Fluidigm Helios massecytometer er finansiert gjennom ei gåve frå Bergen forskningsstiftelse i 2015, og er ei maskin som gjer det mogleg å måle minst 50 ulike proteiner på og inni kvar enkelt celle. Dette gjev celleprofilar som kan reflektere sjukdom.Instrumenteringa, eit Fluidigm Helios massecytometer er finansiert gjennom ei gåve frå Bergen forskningsstiftelse i 2015, og er organisert ved Kjernefasiliteten for flowcytometri, Klinisk insitutt 2, Universitetet i Bergen. Prosjektet har som ambisiøst mål å utvikle massecytometri i retning av klinsk bruk i Helse Vest. Fem delprosjekt innan immunologi, kreft, kardiovaskulær sjukdom og nevrodegenerative sjukdomar og infeksjonssjukdomar skal utprøvast med tanke på fremtidig klinisk bruk. Teknologien tillet måling av meir enn 50 parameter per celle, og egnar seg for monitorering av behandling, inndeling av sjukdom og oppdaging av nye biomarkørar. Prosjektet vil bidra til utvikling av presisjonsmedisin i Helse Bergen. Hovud- og delmål * Få erfaring med massecytometri ved klinisk diagnosikk * Etablere arbeidsprosedyrar frå analyse til klinisk behandling * Utforske om massecytometri kan gje meir prognostisk informasjon ved leukemi enn dagens flow cytometri * Utvikle ein test for skreddarsydd natalizumab-dosering hjå pasientar med multippel sklerose * utforske koplingen mellom medisinrespons på cellulære protein og terapieffekt * studere grunnleggjande immunresponsar hjå friske og ved sjukdom Det er strenge krav for at ein ny analyse kan bli brukt i klinisk diagnostisering. Difor har det innledande arbeidet hatt som fokus å kvalitetssikre alle trinn i analysen, frå prøveinnsamling og lagring, kvantifisering av molekyl og prosedyre for validerign av antistoff. Vidare har vi no klare fleire panel med antistoff som måler oppmot 46 parametrar som skal brukast i fleire av delprosjekta. Informasjonen (data) som hentast inn ved bruk av Helios er omfattande og analysen av desse data er tung og tidkrevjande. Bergen Clinical Mass Cytometry Cosortium arrangerte saman med Center for Cancer Biomarkers (CCBIO) eit 2-dagars symposium med fokus på metodar for å identifisere nye biomarkørar frå pasientmateriale. Mange emner blei diskutert om korleis nye og komplekse metodar innan bioinformatikk, biostatestikk og mattematikk kan hjelpe biomedisinsk forsking. Det skjer ei rask utvikling innan analysemetodar for CyTOF data og vi jobbar tett med matematikarar og statistikarar for å utvikle ei ny analyseplatform.

Prosjektet omfattar ei rekke prosjekt med kliniske studier med prøvemateriale. Desse prosjekta eller forskningsgruppene har brukarmedverkning.

Vitenskapelige artikler
Bringeland GH, Myhr KM, Vedeler CA, Gavasso S

Wearing-off at the end of natalizumab dosing interval and risk of MS disease activity: A prospective 1-year follow-up study.

J Neurol Sci 2020 08 15;415():116880. Epub 2020 mai 5

PMID: 32413799

Bringeland GH, Blaser N, Myhr KM, Vedeler CA, Gavasso S

Wearing-off at the end of natalizumab dosing intervals is associated with low receptor occupancy.

Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm 2020 05 04;7(3). Epub 2020 feb 4

PMID: 32019768

Tadele DS, Robertson J, Crispin R, Herrera MC, Chlubnová M, Piechaczyk L, Ayuda-Durán P, Singh SK, Gedde-Dahl T, Fløisand Y, Skavland J, Wesche J, Gjertsen BT, Enserink JM

A cell competition-based small molecule screen identifies a novel compound that induces dual c-Myc depletion and p53 activation.

J Biol Chem 2021 Jan-Jun;296():100179. Epub 2020 des 17

PMID: 33303632

Sakkestad ST, Skavland J, Hanevik K

Whole blood preservation methods alter chemokine receptor detection in mass cytometry experiments.

J Immunol Methods 2020 01;476():112673. Epub 2019 okt 17

PMID: 31629741

Namakula R, de Bree LCJ, A Tvedt TH, Netea MG, Cose S, Hanevik K

Monocytes from neonates and adults have a similar capacity to adapt their cytokine production after previous exposure to BCG and β-glucan.

PLoS One 2020;15(2):e0229287. Epub 2020 feb 21

PMID: 32084227

Fagerholt OHE, Hellesøy M, Gullaksen SE, Gjertsen BT

Single Cell Detection of the p53 Protein by Mass Cytometry.

Cancers (Basel) 2020 Dec 09;12(12). Epub 2020 des 9

PMID: 33317179

Haugse R, Langer A, Murvold ET, Costea DE, Gjertsen BT, Gilja OH, Kotopoulis S, Ruiz de Garibay G, McCormack E

Low-Intensity Sonoporation-Induced Intracellular Signalling of Pancreatic Cancer Cells, Fibroblasts and Endothelial Cells.

Pharmaceutics 2020 Nov 06;12(11). Epub 2020 nov 6

PMID: 33171947

Wang X, Deng L, Gjertsen BT

A microfluidic device for differential capture of heterogeneous rare tumor cells with epithelial and mesenchymal phenotypes.

Anal Chim Acta 2020 Sep 08;1129():1-11. Epub 2020 jul 19

PMID: 32891378

Omsland M, Andresen V, Gullaksen SE, Ayuda-Durán P, Popa M, Hovland R, Brendehaug A, Enserink J, McCormack E, Gjertsen BT

Tyrosine kinase inhibitors and interferon-α increase tunneling nanotube (TNT) formation and cell adhesion in chronic myeloid leukemia (CML) cell lines.

FASEB J 2020 03;34(3):3773-3791. Epub 2020 jan 16

PMID: 31945226

Majumder MM, Leppä AM, Hellesøy M, Dowling P, Malyutina A, Kopperud R, Bazou D, Andersson E, Parsons A, Tang J, Kallioniemi O, Mustjoki S, O'Gorman P, Wennerberg K, Porkka K, Gjertsen BT, Heckman CA

Multi-parametric single cell evaluation defines distinct drug responses in healthy hematologic cells that are retained in corresponding malignant cell types.

Haematologica 2020 Jun;105(6):1527-1538. Epub 2019 aug 22

PMID: 31439679

Bader L, Gullaksen SE, Blaser N, Brun M, Bringeland GH, Sulen A, Gjesdal CG, Vedeler C, Gavasso S

Candidate Markers for Stratification and Classification in Rheumatoid Arthritis.

Front Immunol 2019;10():1488. Epub 2019 jul 5

PMID: 31338093

Forthun RB, Hellesøy M, Sulen A, Kopperud RK, Sjøholt G, Bruserud Ø, McCormack E, Gjertsen BT

Modulation of phospho-proteins by interferon-alpha and valproic acid in acute myeloid leukemia.

J Cancer Res Clin Oncol 2019 Jul;145(7):1729-1749. Epub 2019 mai 20

PMID: 31111215

Gullaksen SE, Bader L, Hellesøy M, Sulen A, Fagerholt OHE, Engen CB, Skavland J, Gjertsen BT, Gavasso S

Titrating Complex Mass Cytometry Panels.

Cytometry A 2019 Jul;95(7):792-796. Epub 2019 apr 9

PMID: 30964237

Gavasso S, Bringeland GH, Tárnok A

Receptor occupation in the fjords.

Cytometry A 2019 Oct;95(10):1044-1045.

PMID: 31617331

Davies R, Sarkar I, Hammenfors D, Bergum B, Vogelsang P, Solberg SM, Gavasso S, Brun JG, Jonsson R, Appel S

Single Cell Based Phosphorylation Profiling Identifies Alterations in Toll-Like Receptor 7 and 9 Signaling in Patients With Primary Sjögren's Syndrome.

Front Immunol 2019;10():281. Epub 2019 feb 21

PMID: 30846988

Bringeland GH, Bader L, Blaser N, Budzinski L, Schulz AR, Mei HE, Myhr KM, Vedeler CA, Gavasso S

Optimization of Receptor Occupancy Assays in Mass Cytometry: Standardization Across Channels with QSC Beads.

Cytometry A 2019 03;95(3):314-322. Epub 2019 jan 27

PMID: 30688025

Brattås MK, Lilleeng K, Hovland R, Lægreid IJ, Vorland M, Leh F, Bruserud Ø, Gjertsen BT, Reikvam H

Philadelphia chromosome positive AML arising from JAK2-positive myelofibrosis.

Biomark Res 2018;6():33. Epub 2018 nov 21

PMID: 30479769

Jørgensen KM, Færgestad Mosleth E, Hovde Liland K, Hopf NB, Holdhus R, Stavrum AK, Gjertsen BT, Kirkeleit J

Global Gene Expression Response in Peripheral Blood Cells of Petroleum Workers Exposed to Sub-Ppm Benzene Levels.

Int J Environ Res Public Health 2018 10 27;15(11). Epub 2018 okt 27

PMID: 30373255

Reikvam H, Skavland J, Gullaksen SE, Hovland R, Gedde-Dahl T, Bruserud Ø, Gjertsen BT

Chronic Myeloid Leukemia Relapsing 25 Years after Allogenic Stem Cell Transplantation.

Case Rep Hematol 2018;2018():2045985. Epub 2018 sep 23

PMID: 30345125

Gjerde C, Mustafa K, Hellem S, Rojewski M, Gjengedal H, Yassin MA, Feng X, Skaale S, Berge T, Rosen A, Shi XQ, Ahmed AB, Gjertsen BT, Schrezenmeier H, Layrolle P

Cell therapy induced regeneration of severely atrophied mandibular bone in a clinical trial.

Stem Cell Res Ther 2018 Aug 09;9(1):213. Epub 2018 aug 9

PMID: 30092840

Omsland M, Pise-Masison C, Fujikawa D, Galli V, Fenizia C, Parks RW, Gjertsen BT, Franchini G, Andresen V

Inhibition of Tunneling Nanotube (TNT) Formation and Human T-cell Leukemia Virus Type 1 (HTLV-1) Transmission by Cytarabine.

Sci Rep 2018 Jul 24;8(1):11118. Epub 2018 jul 24

PMID: 30042514

Kreitman RJ, Dearden C, Zinzani PL, Delgado J, Karlin L, Robak T, Gladstone DE, le Coutre P, Dietrich S, Gotic M, Larratt L, Offner F, Schiller G, Swords R, Bacon L, Bocchia M, Bouabdallah K, Breems DA, Cortelezzi A, Dinner S, Doubek M, Gjertsen BT, Gobbi M, Hellmann A, Lepretre S, Maloisel F, Ravandi F, Rousselot P, Rummel M, Siddiqi T, Tadmor T, Troussard X, Yi CA, Saglio G, Roboz GJ, Balic K, Standifer N, He P, Marshall S, Wilson W, Pastan I, Yao NS, Giles F

Moxetumomab pasudotox in relapsed/refractory hairy cell leukemia.

Leukemia 2018 Aug;32(8):1768-1777. Epub 2018 jul 20

PMID: 30030507

Bischof K, Knappskog S, Stefansson I, McCormack EM, Trovik J, Werner HMJ, Woie K, Gjertsen BT, Bjorge L

High expression of the p53 isoform γ is associated with reduced progression-free survival in uterine serous carcinoma.

BMC Cancer 2018 Jun 25;18(1):684. Epub 2018 jun 25

PMID: 29940909

Nepstad I, Hatfield KJ, Aasebø E, Hernandez-Valladares M, Brenner AK, Bartaula-Brevik S, Berven F, Selheim F, Skavland J, Gjertsen BT, Reikvam H, Bruserud Ø

Two acute myeloid leukemia patient subsets are identified based on the constitutive PI3K-Akt-mTOR signaling of their leukemic cells; a functional, proteomic, and transcriptomic comparison.

Expert Opin Ther Targets 2018 07;22(7):639-653. Epub 2018 jun 22

PMID: 29889583

Forthun RB, Aasebø E, Rasinger JD, Bedringaas SL, Berven F, Selheim F, Bruserud Ø, Gjertsen BT

Phosphoprotein DIGE profiles reflect blast differentiation, cytogenetic risk stratification, FLT3/NPM1 mutations and therapy response in acute myeloid leukaemia.

J Proteomics 2018 Feb 20;173():32-41. Epub 2017 nov 21

PMID: 29175091

Davies R, Hammenfors D, Bergum B, Vogelsang P, Gavasso S, Brun JG, Jonsson R, Appel S

Aberrant cell signalling in PBMCs upon IFN-α stimulation in primary Sjögren's syndrome patients associates with type I interferon signature.

Eur J Immunol 2018 Jul;48(7):1217-1227. Epub 2018 apr 26

PMID: 29604049

Aarebrot AK, Solberg SM, Davies R, Bader LI, Holmes TD, Gavasso S, Bryceson YT, Jonsson R, Sandvik LF, Appel S

Phosphorylation of intracellular signalling molecules in peripheral blood cells from patients with psoriasis on originator or biosimilar infliximab.

Br J Dermatol 2018 Aug;179(2):371-380. Epub 2018 mai 30

PMID: 29274242

Dizdar V, Hausken T, Laerum OD, Gilja OH, Langeland N, Hanevik K

Prolonged Duodenal Mucosal Lymphocyte Alterations in Patients With and Without Postinfectious Functional Gastrointestinal Disorders After Giardia Infection.

J Infect Dis 2019 Jun 19;220(2):321-329.

PMID: 30500895

Kvistad SS, Myhr KM, Holmøy T, Benth Jš, Wergeland S, Beiske AG, Bjerve KS, Hovdal H, Midgard R, Sagen JV, Torkildsen Ø

Serum levels of leptin and adiponectin are not associated with disease activity or treatment response in multiple sclerosis.

J Neuroimmunol 2018 Oct 15;323():73-77. Epub 2018 jul 24

PMID: 30196837

Gullaksen SE, Skavland J, Gavasso S, Tosevski V, Warzocha K, Dumrese C, Ferrant A, Gedde-Dahl T, Hellmann A, Janssen J, Labar B, Lang A, Majeed W, Mihaylov G, Stentoft J, Stenke L, Thaler J, Thielen N, Verhoef G, Voglova J, Ossenkoppele G, Hochhaus A, Hjorth-Hansen H, Mustjoki S, Sopper S, Giles F, Porkka K, Wolf D, Gjertsen BT

Single cell immune profiling by mass cytometry of newly diagnosed chronic phase chronic myeloid leukemia treated with nilotinib.

Haematologica 2017 Aug;102(8):1361-1367. Epub 2017 mai 18

PMID: 28522574

Ertsås HC, Nolan GP, LaBarge MA, Lorens JB

Microsphere cytometry to interrogate microenvironment-dependent cell signaling.

Integr Biol (Camb) 2017 Feb 20;9(2):123-134.

PMID: 28102399

Bader LI, Solberg SM, Kaada SH, Bolstad N, Warren DJ, Gavasso S, Gjesdal CG, Vedeler CA

Assays for Infliximab Drug Levels and Antibodies: A Matter of Scales and Categories.

Scand J Immunol 2017 Sep;86(3):165-170.

PMID: 28561325

Giil LM, Vedeler CA, Kristoffersen EK, Nordrehaug JE, Heidecke H, Dechend R, Schulze-Forster K, Muller DN, von Goetze VS, Cabral-Marques O, Riemekasten G, Vogelsang P, Nygaard S, Lund A, Aarsland D

Antibodies to Signaling Molecules and Receptors in Alzheimer's Disease are Associated with Psychomotor Slowing, Depression, and Poor Visuospatial Function.

J Alzheimers Dis 2017;59(3):929-939.

PMID: 28697567

Doktorgrader
Lucius Bader

Exploration of Cellular Signaling Patterns for the Stratification of Patients with Rheumatoid Arthritis

Disputert:
september 2020
Hovedveileder:
Sonia Gavasso
Gerd Haga Bringeland

A mass cytometry receptor occupancy study of natalizumab therapy in multiple sclerosis

Disputert:
juni 2020
Hovedveileder:
Sonia Gavasso
Caroline Benedicte Nitter Engen

Exploring the boundaries of precision haemato-oncology - The case of FLT3 length mutated acute myeloid leukaemia

Disputert:
februar 2020
Hovedveileder:
Bjørn Tore Gjertsen
Deltagere
  • Bjørg-Tilde Svanes Fevang Prosjektdeltaker
  • Venny Lise Kvalheim Prosjektdeltaker
  • Kjell-Morten Myhr Leder av forskningsgruppe
  • Jørn Skavland Prosjektdeltaker
  • Kurt Hanevik Prosjektdeltaker
  • Christian A. Vedeler Leder av forskningsgruppe
  • Sonia Gavasso Postdoktor
  • Einar Klæboe Kristoffersen Leder av forskningsgruppe
  • Bjørn Tore Gjertsen Prosjektleder

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til Faglig rapportering, Helse Vest

Personvern  -  Informasjonskapsler