Het model

Tijdens experimentele humane endotoxinemie stellen we gezonde proefpersonen bloot aan intraveneus gezuiverd endotoxine (lipopolysaccharide (LPS)) .

lees meer

Het model

Tijdens experimentele humane endotoxinemie stellen we gezonde proefpersonen bloot aan intraveneus gezuiverd endotoxine (lipopolysaccharide (LPS)) dat een kortstondige, goed-getolereerde en gecontroleerde systemische inflammatoire respons induceert, vergelijkbaar met de waargenomen respons tijdens sepsis. Het menselijke endotoxine model kan op een sterk gestandaardiseerde en reproduceerbare manier worden uitgevoerd, met behulp van een zorgvuldig geselecteerde homogene studiepopulatie.

Het model is veilig, goed te verdragen en zonder bekende lange termijn gezondheidsrisico's voor de deelnemende proefpersonen. Intraveneuze endotoxine-toediening veroorzaakt een tijdelijke en gecontroleerde systemische ontstekingsreactie, klinisch gekenmerkt door een toename van de kerntemperatuur van ongeveer 1,5 tot 2°C, griepachtige symptomen (zoals hoofdpijn, rillingen, vermoeidheid, spierpijn, rugpijn en misselijkheid) gedurende 2 tot 4 uur, evenals hemodynamische veranderingen (tachycardie, tachypneu en verlaging van de bloeddruk).

 

Vrijwilligers gezocht voor endotoxine-onderzoek

Momenteel zoeken we gezonde vrijwilligers (18-35) voor een endotoxine-onderzoek. Wilt u meedoen? Of wilt u op de hoogte gehouden worden over onderzoeken waar u aan kunt deelnemen? aanmelden


Toepassing van het model

Systemische ontsteking speelt een cruciale rol in een veelheid van aandoeningen, waaronder sepsis, trauma, grote operaties en brandwonden. Een uitgebreide analyse van de pathofysiologie die aan deze systemische ontstekingsreactie ten grondslag ligt, wordt echter sterk bemoeilijkt door variaties in de immuunrespons van ernstig zieke patiënten. Deze variaties zijn het gevolg van inter-individuele verschillen in comorbiditeit, comedicatie, bron van infectie, oorzakelijke pathogeen en het beginmoment van de ontstekingsreactie. Deze heterogeniteit tussen patiënten belemmert de evaluatie van pathofysiologische mechanismen en bemoeilijkt een accurate vergelijking van (farmacologische) interventies. Als gevolg hiervan moeten grote aantallen patiënten worden opgenomen in klinische onderzoeken om de werkzaamheid van een interventie aan te tonen. Opvallend was dat zelfs wanneer aan deze aantallen werd voldaan, veel van de positieve resultaten die werden gevonden in preklinische (proefdier)onderzoeken naar systemische inflammatie niet konden worden gereproduceerd in dure (fase III) klinische onderzoeken. Daarom is een tussenstap hoogst gerechtvaardigd om de vertaling van preklinische resultaten naar sepsispatiënten te verbeteren.
 
Het experimentele humane endotoxine model kan worden gebruikt om bovengenoemde beperkingen van het vertalen van preklinische resultaten naar de klinische praktijk te ondervangen.
 
Het experimentele endotoxine-model kan op een sterk gestandaardiseerde en reproduceerbare wijze worden uitgevoerd, met behulp van een zorgvuldig geselecteerde homogene studiepopulatie. Als zodanig deelt het endotoxine model niet de bovengenoemde klinische beperkingen en stelt ons in staat zowel de mechanismen van systemische ontsteking als nieuwe (farmacologische) interventies bij mensen in vivo te onderzoeken.
 


Endotoxine Onderzoek bij gezonde vrijwilligers

Na goedkeuring van de lokale ethische commissie en schriftelijke geïnformeerde toestemming van de proefpersoon, worden alle proefpersonen grondig gescreend voorafgaand aan opname (met behulp van medische geschiedenis, lichamelijk onderzoek, laboratoriumtests en een 12-afleidingen elektrocardiogram). De procedure en algemene vereisten voor het uitvoeren van een endotoxine blootstelling zijn als volgt:
  • Op de dag van het experiment worden proefpersonen in het ziekenhuis opgenomen en ontvangen ze endotoxine, vloeistoffen en (indien van toepassing) studiemedicatie. 
  • Vervolgens wordt een arteriële katheter geplaatst, bij voorkeur in de radiale slagader van de niet-dominante arm, voor frequente bloedafnames en bloeddrukmonitoring.
  • Vitale signalen worden tijdens het experiment continu gevolgd met behulp van 3-afleidingen elektrocardiografie, perifere pulsoximetrie en het intra-arteriële bloeddruksignaal.
  • De lichaamstemperatuur (bepaald met behulp van een oorthermometer) en de ernst van de symptomen worden elk half uur gemeten.
  • Ongeveer 1 uur vóór toediening van de endotoxine worden de proefpersonen geprehydrateerd met 1,5 L natriumchloride 0,45% / glucose 2,5% oplossing, aangezien bekend is dat dit het risico op een vasovagale reactie na endotoxine toediening vermindert. Hierna wordt de toediening van vloeistof voortgezet met 150 ml/uur tot het einde van het experiment.
  • Arterieel bloed wordt afgenomen bij de start van het experiment en regelmatig tijdens de endotoxinemie om de leukocytdifferentiatie en de cytokineconcentratie in de loop van de tijd te bepalen.
Afhankelijk van de opgestelde onderzoeksvragen, kunnen parameters en/of (farmacologische) interventies aan het protocol worden toegevoegd.

LPS = lipopolysaccharide (endotoxine), BP = Bloeddruk, ECG =  elektrocardiografie, NaCl = Natrium Chloride

Onze Projecten

  • Veiligheid en verdraagzaamheid van EA-230

    lees meer


    Lopende projecten

    Veiligheid en verdraagzaamheid van EA-230 (2019)

    Doel en opzet: Op een gerandomiseerde, dubbelblinde en placebogecontroleerde wijze de veiligheid, verdraagzaamheid, farmacodynamiek en farmacokinetiek van het middel EA-230, een nieuw ontwikkeld compound dat is afgeleid van het humaan choriongonadotropine hormoon (hCG) onderzoeken tijdens tijdens experimentele humane endotoxinemie in 36 gezonde vrijwilligers.


  • Afgeronde studies

    Veiligheid en verdraagzaamheid van Adrecizumab (2018)

    Doel en opzet: Op een gerandomiseerde, dubbelblinde en placebogecontroleerde wijze de veiligheid, verdraagzaamheid, farmacodynamiek en farmacokinetiek van het adrenomedulline-bindende antilichaam Adrecizumab onderzoeken tijdens experimentele humane endotoxinemie in 24 gezonde vrijwilligers.

    Conclusie: Toediening van Adrecizumab was veilig en werd goed verdragen gedurende het nabootsen van systemische inflammatie. Deze bevindingen plaveien de weg voor toekomstig onderzoek naar Adrecizumab in patiënten met sepsis.

    Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29856470

    Aspirine en systemische inflammatie (2018)

    Doel en opzet: Het in kaart brengen van de immuunstimulatoire effecten van acetylsalicylzuur (aspirine) gedurende systemische inflammatie en endotoxine tolerantie. Gezonde vrijwilligers kregen 80mg acetylsalicylzuur of placebo en ondergingen tweemaal een endotoxine challenge (met 1 week tussen beide challenges).

    Conclusie: Behandeling met een lage dosis acetylsalicylzuur resulteerde in een gedeeltelijk herstel van de endotoxine tolerantie in vivo door een shift naar een pro-inflammatoir fenotype.

    Link: https://journals.lww.com/ccmjournal/Abstract/onlinefirst/Treatment_With_Acetylsalicylic_Acid_Reverses.96065.aspx

    Hypoxie en cytokinerespons (2018)

    Doel en opzet: Bij in vitro en dierstudies blijkt hypoxie verschillende, tegengestelde effecten te hebben op de aangeboren afweerreactie. Tevens is er een trend naar steeds conservatievere zuurstoftherapie bij patiënten met bijvoorbeeld sepsis op de eerste hulp en de Intensive Care. We hebben onderzocht wat het effect is van kortdurend hypoxie (perifere saturatie 80-85%) voor 3,5 uur op de cytokinrespons na toediening van endotoxine bij gezonde vrijwilligers.

    Conclusie: Kortdurende hypoxie leidt tot een sterke, vroege stijging van het anti-inflammatoire interleukine-10, en vervolgens een remming van pro-inflammatoire cytokines.

    Link: https://www.ebiomedicine.com/article/S2352-3964(18)30228-7/abstract

    Ticagrelor en clopidogrel en immuunmodulatie (2017)

    Doel en opzet: Uit post-hoc analyses van gerandomiseerde trials blijkt dat patiënten na een myocardinfarct die zijn behandeld met ticagrelor in plaats van clopidogrel een lagere mortaliteit hebben na sepsis. We onderzochten of  ticagrelor ten opzichte van clopidogrel, beide in combinatie met acetylsalicylzuur, een immuunmodulerend effect heeft dat dit verschil kan verklaren. Hiervoor zijn gezonde vrijwilligers een week behandeld met placebo, monotherapie acetylsaliclyzuur, ticagrelor-acetylsalicylzuur of clopidogrel-acetylsalicylzuur en werd op dag 7 een cytokinerespons uitgelokt door toediening van endotoxine.

    Conclusie: Monotherapie acetylsalicylzuur versterkte de pro-inflammatoire immuunrespons ten opzichte van plancebo, waarbij ticagrelor en clopidogrel niet tot nauwelijks een additief effect hadden.

    Link: https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/abstract/10.1160/TH16-10-0799

    Vasopressors en het immuunsysteem (2016)

    Doel en opzet: Voor beoordeling van de invloed van vasopressors op het immuunsysteem in vivo kregen 40 gezonde mannelijke vrijwilligers in een gerandomiseerde, dubbelblinde trial een 5-uur durend infuus met ofwel noradrenaline (0.05µg/kg/min), phenylephrine (0.5µg/kg/min), vasopressine (0.04 IU/min) of placebo (NaCl 0.9%). 1 uur na start van het vasopressor infuus werd een bolus LPS (2 ng/kg) toegediend om een systemisch inflammatoire respons op te wekken.

    Conclusie: Zowel in de noradrenaline-als phenylephrinegroep was er een significant hoger circulerend anti-inflammatoir IL-10 aanwezig, pro-inflammatoire chemokinen MIP-1β en CXCL-10 waren significant geremd ten opzichte van placebo. Vasopressine had geen significant invloed op de circulerende cytokines vergeleken met placebo. Noradrenaline en phenylephrine, in tegenstelling tot vasopressine, verschuiven de balans naar een anti-inflammatoir fenotype tijdens experimentele endotoxemie in de mens in vivo.

    Link: https://www.atsjournals.org/doi/full/10.1164/rccm.201604-0862CP
     
     

Onze mensen


Contactpersoon Endotoxine model

prof. dr. Peter Pickkers
Professor Experimentele Intensive Care Geneeskunde

contact

Contactpersoon Endotoxine model

drs. Pleun Hemelaar
Manager research

contact