eRapport

Betydningen av prøvetakingsbetingelser for potensielle nye sepsis-markører (cytokiner) hos mennesker

Prosjekt
Prosjektnummer
SFP1004-11
Ansvarlig person
Ole-Lars Brekke
Institusjon
Nordlandssykehuset HF
Prosjektkategori
Flerårig forskningsprosjekt
Helsekategori
Inflammatory and immune system
Forskningsaktivitet
4. Detection and Diagnosis
Rapporter
2013 - sluttrapport
Sepsis (blodforgiftning) med bakterier er fortsatt en alvorlig tilstand med betydelig dødelighet delvis pga. usikre diagnostiske metoder. Moderne sepsisforskning og en lang rekke andre studier på inflammasjon måler en rekke markører inkludert cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer som dannes bla. av leukocytter. Flere av disse cytokinene og vekstfaktorene er potensielt nye markører for sepsis hos mennesker. Enkelte cytokiner (interleukin-6 og interleukin-8) brukes allerede i klinikken for å påvise blodforgiftning i enkelte land. Effekt av ulike antikoagulanter som tilsettes blodet under prøvetakingen og lagringsbetingelser for prøven etter prøvetaking (tid, temperatur) er imidlertid ufullstendig undersøkt. Prøvetakingen har sannsynligvis stor betydning for analyseresultatene ettersom cytokinene kan dannes av leukocytter i prøven etter prøvetakingen. Vår gruppe har tidligere undersøkt prøvetakingsbetingelser for komplementaktiveringsprodukter og et sentralt reguleringsprotein, nemlig C1-inhibitor. Vi har utført lignende forsøk mtp. prøvetaking for analyse av en rekke cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer hos mennesker. Vi har bla. laget en fullblodsmodell for å studere sepsis-mekanismer hos mennesker der vi brukte antikoagulanten lepirudin som ikke påvirker komplement-systemet (PMID 12176911). Komplement-systemet har stor betydning for aktivering av leukocytter og cytokin-syntesen (PMID 18606453). Nye studier viser også at det er interaksjon mellom komplement-systemet og koagulasjon bla. ved at trombin kan aktivere komplement-systemet. Det er også kjent at ulike fremmede overflater av plast som PVC (og rørveggen i glassrør og prøvetakingsrør), samt overflaten på alginat mikrokapsler (PMID:23103159) kan aktivere komplement og bidra til cytokin-syntese. Koagulasjons-aktivering pga. oppregulering og aktivering av vevstromboplastin (Tissue factor, "TF") kan også økes pga. komplement-aktivering og økt cytokinsyntese og TF mRNA oppreguleres spontant når fullblod inkuberes in vitro i prøverør av plast (PMID: 23402023). Vi har derfor undersøkt betydningen av komplement-systemet og koagulasjon ved ulike prøvetakingsbetingelser for cytokin-analyser. Resultatene viser bla. at koagulasjons-aktiveringen som skjer når prøven koagulerer i et vanlig serumrør øker nivået av cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer i serum i betydelig grad sammenlignet med ulike plasmatyper. Det anbefales derfor å benytte EDTA plasma fra prøveglass som settes rett på is (0 grader Celcius) og kjølesentrifugeres så raskt som mulig ved +4 grader Celcius. Serum bør unngåes da nivået av cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer er høyere i serum - sannsynligvis pga. koagulasjonsaktiveringen. Fysisk aktivitet øker også komplement-aktiveringen litt og cytokinsyntese (arbeid i manuskript). Fysisk aktivitet rett før prøvetakingen bør også unngåes. Vår gruppe har tidligere undersøkt prøvetakingsbetingelser for komplementaktiveringsprodukter og et sentralt reguleringsprotein, nemlig C1-inhibitor. Vi ønsker å utføre lignende forsøk mtp. prøvetaking for analyse av cytokiner bla. Prosjektet vil kunne gi økt kunnskap om korrekt prøvetaking for en rekke potensielle nye markører for sepsis (blodforgiftning) hos mennesker. Prosjektet for også stor betydning for andre forskningsprosjekter der det analyseres cytokiner i blodprøver. Betydningen av komplement-aktivering etter prøvetakingen (pga. plast og glassvegger i prøvetakingsrørene) og koagulasjon vil bli spesielt undersøkt. Prosjektet har bidratt til en mere korrekt prøvetaking av både forsknings og rutineanalyser som skal benyttes til analyse av cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer i bla. humant blod. Det anbefales å benytte EDTA plasma fra prøveglass som settes rett på is (0 grader Celcius) og kjølesentrifugeres så raskt som mulig ved +4 grader Celcius. Serum bør unngåes da nivået av cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer er høyere i serum - sannsynligvis pga. koagulasjonsaktiveringen. Fysisk aktivitet rett før prøvetaklingen bør også unngåes. Prosjektet vil danne grunnlag for nye forskningsprosjektetr på mennesker ang. bruk av cytokiner, vekstfaktorer og andre biomarkører til påvisning av blodforgiftning (sepsis). Cytokiner brukes allerede som biomarkører for sepsis i enkelte land. Blodforgiftning med bakterier er fortsatt en alvorlig tilstand med høy dødelighet. Det trenges nye biomarkører til å påvise tilstanden for raskt å kunne gi korrekt antibiotikabehandling.
2012
Moderne sepsisforskning måler en rekke biomarkører inkludert bla. cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer. Effekt av ulike antikoagulanter som tilsettes blodet under prøvetakingen og lagringsbetingelser for prøven etter prøvetaking er lite undersøkt. Prøvetakingen har sannsynligvis relativt stor betydning for analyseresultatene.Sepsis (blodforgiftning) med bakterier er fortsatt en alvorlig tilstand med betydelig dødelighet delvis pga. usikre diagnostiske metoder. Moderne sepsisforskning måler en rekke markører inkludert cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer som dannes bla. av leukocytter. Flere av disse cytokinene og vekstfaktorene er potensielt nye markører for sepsis hos mennesker. Effekt av ulike antikoagulanter som tilsettes blodet under prøvetakingen og lagringsbetingelser for prøven etter prøvetaking (tid, temperatur) er imidlertid ufullstendig undersøkt. Prøvetakingen har sannsynligvis stor betydning for analyseresultatene ettersom cytokinene kan dannes av leukocytter i prøven etter prøvetakingen. Vår gruppe har tidligere undersøkt prøvetakingsbetingelser for komplementaktiveringsprodukter og et sentralt reguleringsprotein, nemlig C1-inhibitor. Vi ønsker å utføre lignende forsøk mtp. prøvetaking for analyse av en rekke cytokiner, chemokiner og vekstfaktorer hos mennesker. Vi har bla. laget en fullblodsmodell for å studere sepsis-mekanismer hos mennesker der vi brukte antikoagulanten lepirudin som ikke påvirker komplement-systemet. Komplement-systemet har stor betydning for aktivering av leukocytter og cytokin-syntesen. Nye studier viser også at det er interaksjon mellom komplement-systemet og koagulasjon bla. ved at trombin kan aktivere komplement-systemet. Det er også kjent at ulike fremmede overflater av plast som PVC (og rørveggen i glassrør og prøvetakingsrør) kan aktivere komplement og bidra til cytokin-syntese. Vi vil derfor undersøke betydningen av komplement-systemet og koagulasjon ved ulike prøvetakingsbetingelser for cytokin-analyser. Vår gruppe har tidligere undersøkt prøvetakingsbetingelser for komplementaktiveringsprodukter og et sentralt reguleringsprotein, nemlig C1-inhibitor. Vi ønsker å utføre lignende forsøk mtp. prøvetaking for analyse av cytokiner bla. Prosjektet vil kunne gi økt kunnskap om korrekt prøvetaking for en rekke potensielle nye markører for sepsis (blodforgiftning) hos mennesker. Prosjektet for også stor betydning for andre forskningsprosjekter der det analyseres cytokiner i blodprøver. Betydningen av komplement-aktivering etter prøvetakingen (pga. plast og glassvegger i prøvetakingsrørene) og koagulasjon vil bli spesielt undersøkt.
2011
Blodforgiftning med bakterier er fortsatt en alvorlig tilstand med betydelig dødelighet bla. pga. usikre diagnostiske metoder. Moderne sepsisforskning måler en rekke markører inkludert cytokiner og vekstfaktorer. Prøvetakingen har trolig stor betydning for cytokin-nivåene ettersom cytokiner kan dannes av leukocytter i prøven etter prøvetakingenCytokiner er potensielle biomarkører for sepsis og andre inflammatoriske tilstander. Prøvetakingen, lagringstemperaturen og prøvebehandlingen er kritisk for å få resultater som representerer situasjonen in vivo, fordi de fleste cytokiner kan syntetiseres av leukocytter i blodet etter prøvetakingen. Betydningen av antikoagulanter, lagrings temperatur og frysing/tining på konsentrasjonen av 27 ulike cytokiner, interleukiner og vekstfaktorer i fem ulike plasma og serum fra ti friske blodgivere ble derfor undersøkt. I tillegg har vi samlet inn plasma fra ca. 120 friske blodgivere for å lage et referense-materiale for cytokiner i plasma. Vi har også undersøkt cytokin-nivået like før og etter fysisk aktivitet. Metoder: Venøst blod ble tappet med venepunksjon i Vacuette prøvetakingsrør tilsatt EDTA, heparin eller citrat, eller Nunc polypropylen rør tilsatt trombin hemmeren lepirudin, som ikke påvirker komplementaktiveringen, eller med en kombinasjon av lepirudin og EDTA. Serum Vacuette rør med og uten gel ble også inkludert. Plasmaprøvene ble umiddelbart satt på is (0 grader C) and sentrifugert med en gang ved +4 grader C eller lagret ved +4 grader C eller 25 grader C opp til 6 timer før sentrifugering. Cytokiner i plasma og serum ble analysert vhja. Bio-Plex Humant Cytokine 27-Plex immunoassay fra BioRad. Betydningen av lagringstemperaturen (+4 grader eller 25 grader C) og lagringstid etter sentrifugering samt effekt av tining/frysing av plasma prøvene ble også undersøkt. Det terminale komplement komplekset (TCC) ble målt med ELISA. Konklusjon: Konsentrasjonene av de fleste cytokiner i plasma prøver som ble umiddelbart satt på is og sentrifugert raskt etter prøvetaking var lavere enn i serum. Dette indikerer at cytokiner bør analyseres i umiddelbart nedkjølt og sentrifugert plasma. Resultatene er skrevet sammen i en artikkel som nærmer seg submittering til et internasjonalt tidsskrift. I tillegg har vi gjennomført et delprosjekt der cytokiner i raskt nedkjølt plasma ble analysert i prøver fra ca. 120 friske personer. Dette kan danne grunnlag for et normalområde for cytokiner i plasma som er tenkt publisert i en egen publikasjon. Vi har også analysert cytokiner i en gruppe friske personer før og etter moderat kraftig fysisk aktivitet som kan fortelle noe om fysisk aktivitet påvirker cytokin-nivået. Denne kunnskapen (normalverdier i plasma) om ulike forhold som virker inn på cytokin-nivået er viktig hvis slike markører skal kunne brukes som diagnostsike markører for blodforgiftning i framtiden.
Vitenskapelige artikler
Landsem A, Nielsen E W, Fure H, Christiansen D, Ludviksen J K, Lambris J D, Østerud B, Mollnes T E, Brekke O-L

C1-inhibitor efficiently inhibits Escherichia?coli-induced tissue factor mRNA up-regulation, monocyte tissue factor expression and coagulation activation in human whole blood.

Clin Exp Immunol 2013 Aug;173(2):217-29.

PMID: 23607270

Lau Corinna, Gunnarsen Kristin S, Høydahl Lene S, Andersen Jan Terje, Berntzen Gøril, Pharo Anne, Lindstad Julie K, Ludviksen Judith K, Brekke Ole-Lars, Barratt-Due Andreas, Nielsen Erik Waage, Stokes Christopher R, Espevik Terje, Sandlie Inger, Mollnes Tom Eirik

Chimeric anti-CD14 IGG2/4 Hybrid antibodies for therapeutic intervention in pig and human models of inflammation.

J Immunol 2013 Nov 1;191(9):4769-77. Epub 2013 sep 23

PMID: 24062486

Rokstad Anne Mari, Brekke Ole-Lars, Steinkjer Bjørg, Ryan Liv, Kolláriková Gabriela, Strand Berit L, Skjåk-Bræk Gudmund, Lambris John D, Lacík Igor, Mollnes Tom Eirik, Espevik Terje

The induction of cytokines by polycation containing microspheres by a complement dependent mechanism.

Biomaterials 2013 Jan;34(3):621-30. Epub 2012 okt 24

PMID: 23103159

Brekke O L, Waage C, Christiansen D, Fure H, Qu H, Lambris John D, Østerud B, Nielsen E W, Mollnes T E

The effects of selective complement and CD14 inhibition on the E. coli-induced tissue factor mRNA upregulation, monocyte tissue factor expression, and tissue factor functional activity in human whole blood.

Adv Exp Med Biol 2013;735():123-36.

PMID: 23402023

Barratt-Due Andreas, Pischke Soeren Erik, Brekke Ole-Lars, Thorgersen Ebbe Billmann, Nielsen Erik Waage, Espevik Terje, Huber-Lang Markus, Mollnes Tom Eirik

Bride and groom in systemic inflammation--the bells ring for complement and Toll in cooperation.

Immunobiology 2012 Nov;217(11):1047-56.

PMID: 22964230

Christiansen D, Brekke O L, Stenvik J, Lambris J D, Espevik T, Mollnes T E

Differential effect of inhibiting MD-2 and CD14 on LPS- versus whole E. coli bacteria-induced cytokine responses in human blood.

Adv Exp Med Biol 2012;946():237-51.

PMID: 21948372

Linda Torrissen Hennø, Ole Lars Brekke, Dorte Christiansen, Judith Krey Ludviksen, Hilde Fure, Grethe Bergseth, Erik Waage Nielsen and Tom Eirik Mollnes

Effekt av antikoagulanter, lagringstemperatur og frysing/tining på cytokinkonsentrasjoner i plasma og serum hos friske personer

Abstract. ved nasjonal kongress

Deltagere
  • Ole Lars Brekke 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 eRapport, Helse Nord

Personvern  -  Informasjonskapsler