Monique De Beijer

Het Hepatitis B virus (HBV) infecteert cellen van de lever, die ook wel hepatocyten worden genoemd. Wereldwijd zijn er ongeveer 250 miljoen mensen chronisch geïnfecteerd met HBV. Zo’n aanhoudende infectie kan leiden tot ernstige progressieve leverschade en leverkanker. De soort leverkanker waar HBV infectie aan kan bijdragen is hepatocellulair carcinoom (HCC), wat tevens de meest voorkomende soort van leverkanker is. Jaarlijks overlijden er wereldwijd ongeveer 820.000 mensen aan de gevolgen van een langdurige HBV infectie.

Op dit moment zijn er maar weinig opties om patiënten met chronische HBV of HCC te genezen. Over de jaren heen is echter duidelijk geworden dat het immuunsysteem veel potentie heeft om deze ziekten te bestrijden. Deze realisatie geeft veelbelovende opties om therapieën te ontwikkelen die het immuunsysteem stimuleren om specifiek de geïnfecteerde of kwaadaardige hepatocyten aan te vallen. Dit soort ‘antigeen-specifieke immuuntherapieën’ zijn gebaseerd op het feit dat een T-cel van het immuunsysteem een geïnfecteerde of kwaadaardige hepatocyt kan herkennen aan een HLA-molecuul op de hepatocyt waar een peptide (stukje HBV of tumor) in wordt gepresenteerd, waarna deze hepatocyt wordt aangevallen en opgeruimd.

Desalniettemin blijft het problematisch om een antigeen-specifieke immuuntherapie te ontwikkelen die effectief is bij het merendeel van de patiënten met HBV en/of HCC. Dit heeft verschillende oorzaken:

1) er zijn meerdere genetische variaties van HBV waardoor het virus tussen patiënten kan verschillen.
2) van de HBV epitopen (peptiden die een immuunreactie uitlokken) die dusver bekend zijn, binden veruit de meesten een specifiek HLA-molecuul terwijl het merendeel van de HBV patiënten dit HLA-molecuul niet op lichaamscellen tot expressie brengt.
3) er is onvoldoende kennis over welke HBV en HCC epitopen er in HLA-moleculen op de hepatocyt gepresenteerd worden.

Kortom, de vraag is dus vooral welke van HBV- of HCC- afkomstige peptiden zodanig zichtbaar zijn voor het immuunsysteem dat ze leiden tot een afweerreactie in het merendeel van de patiënten. In dit proefschrift hebben we ons vooral op deze vraag gericht om de afweerreactie tegen HBV en HCC beter te begrijpen en van daaruit bij te dragen aan de ontwikkeling van een effectieve antigeen-specifieke immuuntherapie.

In hoofdstuk 2 wordt beargumenteerd dat de HBV-eiwitten ‘HBxAg’ en ‘Polymerase’ immunologisch interessant zijn en dat een effectieve antigeen-specifieke immuuntherapie zich vooral zou moeten richten op geconserveerde stukken virus (hetzelfde in het merendeel van de patiënten) die onmisbaar zijn voor virale persistentie. Om deze stukken virus te identificeren werden alle epitopen die bekend waren van HBxAg en Polymerase gescoord op conservatie en virale functionaliteit. Er bleken 33 epitopen onveranderd te zijn in >80% van alle patiënten zonder welke het virus hoogstwaarschijnlijk niet in de patiënt kon blijven bestaan. Daarnaast werden er in soortgelijke analyses 22 andere veelbelovende epitopen ontdekt die nog niet eerder waren beschreven.

Om vervolgens te bekijken welke van HBV- en HCC- afkomstige peptiden er in de levers van patiënten worden gepresenteerd, is eerst in hoofdstuk 3 onderzocht hoe de geavanceerde techniek van massaspectrometrie effectief en efficiënt ingezet kan worden om deze vraag te beantwoorden. We definieerden de methodologie die hierbij gebruikt dient te worden en lieten zien dat deze strategie werkt voor identificatie van HLA-bindende peptiden die van hepatocyten afkomstig zijn. In hoofdstuk 4 is deze methode vervolgens toegepast op materiaal van patiënten. We ontwikkelden een nieuwe methode om hepatocyten uit leverweefsels te isoleren en analyseerden HLA-bindende peptiden van hepatocyten uit zowel tumor en tumorvrije weefsels die al dan niet met HBV geïnfecteerd waren. Uit de verkregen 2x105 peptiden werden vervolgens alle peptiden gedestilleerd die afkomstig waren van HBV of HCC maar niet in gezonde weefsels voorkwamen. We onderzochten de potentie van een selecte set HLA-bindende peptiden om T-cellen te stimuleren en dragen hiermee nu nieuwe, klinisch relevante T-cel epitopen aan die richting geven aan de ontwikkeling van nieuwe immuuntherapieën voor patiënten met HBV en/of HCC.

Tot slot werd in hoofdstuk 5 onderzocht hoe de anti-virale en anti-tumor immuun responsen zich gedragen in HCC patiënten. De geïncludeerde patiënten werden voor hun tumor behandeld middels lokale warmteablatie (RFA) of transarteriële chemo-embolisatie (TACE), waarvan bekend is dat behandeling kan leiden tot stimulatie van het immuunsysteem. Door het gebruik van een breed scala aan technieken kon de kinetiek van de antigeen-specifieke immuunrespons vóór en ná behandeling bestudeerd worden. Hoewel er in deze studie geen duidelijke relatie leek te bestaan tussen de reactiviteit van het immuunsysteem en de behandeling, lieten de resultaten wel zien dat het immuunsysteem van HCC patiënten kan reageren op verschillende epitopen die van HBV en HCC afkomstig zijn. Hiermee zijn deze epitopen zeer veelbelovend voor implementatie in antigeen-specifieke immuuntherapie.

Samenvattend beschrijft het werk in deze thesis 1) nieuwe van HBV-afkomstige epitopen voor een breed scala aan veelvoorkomende HLA-typen, 2) hoe de techniek van massaspectrometrie ingezet kan worden om HLA-peptiden te identificeren vanuit leverweefsels en 3) welke van HBV- en HCC-afkomstige HLA-bindende peptiden of epitopen verder onderzocht dienen te worden voor de ontwikkeling van een effectieve antigeen-specifieke immuuntherapie voor de behandeling van HBV en HCC patiënten.