De Glutenpil Is het mogelijk door medicijn met enzymatische werking in de maag de schadelijke bestandsdelen voor een coeliakiepatiënt uit het voedsel te halen? Ethel de Jong Klas 6 5 februari 2016 Mnr. Van Kessel Stedelijk Gymnasium Arnhem [Internetadres] Inhoudsopgave I. Voorwoord............................................................................................................ 3 Inleiding Opbouw Dankwoord II. Wat is coeliakie? .................................................................................................. 5 Geschiedenis Auto-immuunziekte Gluten Erfelijkheid Diagnose Behandeling III. Welke stof in het voedsel is schadelijk voor een coeliakiepatiënt? ................... 10 Gluten onder het vergrootglas Immunologie IV. Wat zijn de complicaties door deze stof voor een coeliakiepatiënt? ................ 13 Klachten en symptomen Dermatitis herpetiformis Marsh-spectrum V. Wat zijn de omstandigheden in de maag voor voedsel? ................................... 17 Maagsap Kneden VI. Is er al een enzym ontwikkeld of gevonden? .................................................... 20 Oligopeptidase ALV003 AN-PEP 2007 2014 2015 Mass spectrometry T-cel toename VII. Wat zijn de bijwerkingen van dit enzym? ......................................................... 25 Onderzoeksfasen Fase 1 Fase 2 Fase 3 1 Fase 4 ALV003 AN-PEP VIII. Samenvatting en conclusie ................................................................................ 28 Is het mogelijk door medicijn met enzymatische werking in de maag de schadelijke bestandsdelen voor een coeliakiepatiënt uit het voedsel te halen? Vervolgonderzoek IX. Bronvermelding ................................................................................................. 30 Bronnen van afbeeldingen, figuren, tabellen en grafieken X. Bijlagen .............................................................................................................. 33 Logboek 2 Voorwoord Inleiding Toen ik 2 jaar oud was, werd bij mij coeliakie vastgesteld. Dit hield in dat ik voor de rest van mijn leven vastzit aan een glutenvrij dieet. Brood, pasta, koekjes en vele andere producten bevatten gluten en kan ik dus niet eten. Als ik bij iemand blijf slapen of op vakantie ga, moet ik altijd mijn eigen eten regelen of meenemen. Dit is lang niet altijd handig en je kan je voorstellen dat een meisje van 5 ook liever een chocolade brownie als toetje zou willen in plaats van het standaard bakje fruit. Toen ik jonger was droomde ik daarom van een pilletje die ervoor zou zorgen dat ik wel alles kan eten. We zijn in staat om raketten naar de maan te sturen, maar een minuscuul ‘gluutje’ kunnen we niet afbreken… In de vierde klas behandelden we het onderwerp ‘Enzymen’ bij biologie. Hierdoor kwam een idee voor een ‘Glutenpil’ bij mij op. Zou het mogelijk zijn om een pil te ontwikkelen met enzymen die de gluten afbreken? Dit idee bleef onuitgewerkt in mijn hoofd, tot het moment dat ik een onderwerp moest kiezen voor mijn profielwerkstuk. Dit leek mij het juiste moment om te onderzoeken of mijn idee een toekomst heeft. Is het mogelijk door medicijn met enzymatische werking in de maag de schadelijke bestandsdelen voor een coeliakiepatiënt uit het voedsel te halen? Als het duidelijk is hoe precies het schadelijke deel in het voedsel is opgebouwd, moet er ook een enzym te vinden of te ontwikkelen zijn die dit kan afbreken. Ik ben ervan overtuigd dat als je iets kan bouwen, je het ook kan slopen. Het is van belang dat deze afbraak in de maag plaatsvindt omdat de reactie die schade veroorzaakt in de dunne darm tot stand komt. Het is problematisch dat de maag een hele lage pH-waarde heeft en het enzym daarin wel moet kunnen functioneren. Hierdoor wordt de zoektocht naar een enzym die én gluten kan afbreken én kan functioneren in de maag een stuk lastiger, maar het zijn wel twee criteria die van essentieel belang zijn om dit plan te laten werken. Daarnaast is het belangrijk dat dit enzym geen bijwerkingen veroorzaakt. Het zou bijvoorbeeld kunnen dat dit enzym ook andere belangrijke voedingsstoffen afbreek waardoor er tekorten ontstaan. Opbouw Ik heb een aantal deelvragen opgesteld op om tot het antwoord op mijn hoofdvraag te komen, deze zijn te vinden in de inhoudsopgave. In het eerste deel heb ik me verdiept in coeliakie om beter te begrijpen waardoor coeliakiepatiënten last krijgen van gluten. Vervolgens heb ik onderzocht hoe de maag werkt en onder welke omstandigheden het enzym zou moeten functioneren. Daarna ben ik op zoek gegaan naar een enzym dat in staat is gluten af te breken en welke bijwerkingen dit enzym veroorzaakt. Met de antwoorden op deze deelvragen heb ik de essentiële informatie om mijn hoofdvraag te beantwoorden. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 3 Dankwoord Graag wil ik een aantal mensen bedanken voor hun hulp bij mijn profielwerkstuk: o T. van Kessel: mijn profielwerkstuk-begeleider die altijd even tijd kon maken en met goede ideeën kwam als ik er even niet uitkwam. o Prof. Dr. Chris Mulder (VUmc): dé specialist op het gebied van coeliakie die zelfs in zijn drukke schema tijd voor mij wist te maken om met zijn scherpe blik over mijn onderzoek te gaan. o Tom van Gils (VUmc): liet mij een dagje meelopen bij gastro-enterologie om meer inzicht te krijgen in de onderzoeken naar coeliakie en reageerde altijd vol enthousiasme op mijn vragen. o Prof. Dr. Frits Koning (LUMC): hielp mij door middel van een kort belletje met mijn laatste vragen over het AN-PEP enzym. o Mijn lieve opa (Drs. R.J van der Wal, KNO-arts, n.p.) en mijn teamgenoot en ’medecoeliaak’ Emilie van Wonderen: zij namen de tijd om mijn onderzoek door te lezen en van feedback te voorzien. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 4 Wat is coeliakie? Geschiedenis De Griekse arts Aretaeos beschreef voor het eerst de ziekte coeliakie in het jaar 100. Hij beschreef hierbij maag-darmklachten en gaf deze aandoening een naam die afkomstig is van het Griekse woord ‘koilia’, dat ‘buik’ betekent. Hij wist echter niet dat dit door gluten kwam. Tijdens de Tweede Wereldoorlog was er een voedseltekort in Europa. Hierdoor werd er minder brood gegeten waardoor veel klachten van ongediagnosticeerde coeliakiepatiënten afnamen. Na de oorlog kwam brood terug in hun dagelijkse eetpatroon en daarmee ook de klachten. Dit was de aanleiding voor de Nederlandse kinderarts Willem Karel Dicke om een onderzoek in te stellen. Hij kwam erachter dat coeliakie veroorzaakt werd door het eten van gluten. Daarnaast ontwikkelde hij het glutenvrije dieet en deed veel ontdekkingen over coeliakie. Zelfs vandaag de dag worden er nog veel onderzoek naar coeliakie gedaan. In eerste instantie werd coeliakie gezien als een kinderziekte, maar ook volwassenen kunnen coeliakie hebben. Het is zelfs mogelijk om op je 65 e nog coeliakie te ontwikkelen. In de afgelopen vijftig jaar is het aantal coeliakie-patiënten sterk toegenomen. Dit komt waarschijnlijk doordat tarwerassen meer gluteneiwitten bevatten dan vroeger. Auto-immuunziekte Coeliakie is voor veel mensen beter bekend als ‘glutenallergie’. Echter, coeliakie is geen allergie maar een auto-immuun gedreven ziekte (al blijft dit vaak een discussie). Er is een verschil tussen een allergie en een auto-immuunziekte. Het grootste verschil is dat een allergie veroorzaakt wordt door een lichaamsvreemde stof terwijl het lichaam bij een auto-immuunziekte een afweerreactie start tegen een lichaamseigen stof. Gluten is een lichaamsvreemde stof en veroorzaakt een afweerreactie, maar er vinden ook afweerreacties plaats tegen lichaamseigen stoffen. Dit maakt het een lastige discussie. Bij een allergie is de reactie van het lichaam vrijwel direct merkbaar, terwijl dit bij coeliakie enkele dagen, maanden of nog langer kan duren. Daarnaast geeft een allergie vaak een korte, tijdelijke reactie, terwijl de gevolgen bij coeliakie nog vele jaren aanwezig kunnen zijn. Toch zijn er ook overeenkomsten tussen een allergie en de auto-immuunziekte coeliakie. Zo is bij beiden het afweersysteem betrokken. Een auto-immuunziekte houdt in dat iemand antistoffen tegen zijn eigen weefsels, lichaamsstoffen of organen aanmaakt. Het afweersysteem beschermt je lichaam tegen lichaamsvreemde stoffen die ervoor kunnen zorgen dat je ziek wordt. Hierbij worden antilichamen gebruikt. Het afweersysteem van coeliakiepatiënten ziet gluten als lichaamsvreemd en starten een afweerreactie. De afweerstoffen die hierbij vrijkomen tasten ook het enzym transglutaminase aan. Transglutaminase is verantwoordelijk voor het afbreken van gluten en het herstellen van de darmwand. De afbraak van de cellen van de darmwand gaat sneller DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 5 dan de aanmaak van nieuwe cellen, hierdoor ontstaan ontstekingen in de darmwand en raakt de darmwand beschadigd. Gluten Het woord ‘gluten’ komt uit het Latijn en betekent ‘lijm’. Het wordt daarom veel gebruikt in voedselproducten als lijmstof. Gluten zijn eiwitten in tarwe, rogge, gerst, spelt en kamut. Coeliakiepatiënten kunnen al van één kruimel, bestaande uit één van deze granen, ziek worden. Zodra er in een product meer dan 20 ppm (parts per million) gluten zit, kan dit bij sommige coeliakiepatiënten al schade aan het darmslijmvlies veroorzaken. Deze grenswaarde is algemeen vastgesteld, maar het kan per persoon verschillen bij welke hoeveelheid iemand last krijgt. De autoimmuunreactie zorgt ervoor dat het slijmvlies in de darmen afgebroken wordt zodra er zich gluten in de dunne darm bevinden. Deze reactie komt op gang als gluten de darm bereiken. De cellen in het slijmvlies breken versneld af en het lichaam kan niet snel genoeg nieuwe cellen aanmaken. Een gevolg hiervan zijn bijvoorbeeld buikklachten. Het oppervlak van de dunne darm wordt normaal gesproken vergroot door de darmplooien aan de binnenkant. Op die darmplooien bevinden zich darmvlokken met daarop villi, die voedingsstoffen kunnen opnemen. Het oppervlak dat ontstaat door de darmplooien is enorm (ongeveer de grootte van een tennisveld) en zorgt ervoor dat voedsel sneller opgenomen kan worden. Bij het eten van gluten vlakken de darmvlokken af, dit noemen we vlokatrofie.. Op lange termijn heeft dit nog grotere gevolgen omdat er minder voedingsstoffen opgenomen kunnen worden op deze manier. Als de darmvlokken kapot of afwezig zijn, zullen veel voedingsstoffen het lichaam verlaten zonder opgenomen te worden. Er is dan sprake van malabsorptie. Hierdoor ontbreken belangrijke stoffen voor onder andere de opbouw van nieuwe cellen. Erfelijkheid Waarom de één wel coeliakie heeft en de ander niet, is nog onbekend. Onderzoekers hebben ontdekt dat in ieder geval erfelijkheid een rol speelt. Toch is dit waarschijnlijk niet de enige oorzaak. Momenteel wordt coeliakie beschreven als een zogenaamde ‘multifactoriële aandoening’. Dit betekent dat het een combinatie is van erfelijke factoren en omgevingsfactoren. De kans op coeliakie wordt met 5 tot 10 procent verhoogd als één van de ouders ook coeliakie heeft, maar het kan ook voorkomen terwijl geen van beide ouders het heeft. Dan is de kans op coeliakie ongeveer 0,6 tot 1 procent. De HLA-genen op chromosoom 6 spelen een grote rol bij coeliakie. Bij het grootste deel van de coeliakiepatiënten zijn de HLA-DQ2.5/2.2 of HLA-DO8 genen aanwezig (de meeste coeliakiepatiënten bezitten HLA-DQ2.5), deze brengen een afweerreactie op gang. Als je deze DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 6 genen niet bezit, is de kans op coeliakie vrijwel uitgesloten. Echter, de aanwezigheid van deze genen is geen directe aanwijzing tot coeliakie aangezien veertig procent van de Nederlandse bevolking deze genen heeft en slechts 0,5-1& van de Nederlandse bevolking coeliakie heeft. Dit betekent dat alleen het ontbreken van de bovengenoemde genen aangeeft dat de kans op coeliakie vrijwel met zekerheid is uitgesloten. Diagnose Onderzoek naar coeliakie wordt volgens een soort stappenplan gedaan (zie Fig. 1). Voordat een onderzoek wordt gestart, moeten er symptomen van coeliakie zijn of een andere reden. Soms heeft iemand geen symptomen, maar heeft een familielid wel coeliakie. Een andere reden om te controleren op coeliakie is wanneer iemand aan een andere aandoening lijdt. Het syndroom van Down, auto-immune schildklierafwijking en diabetes zijn voorbeelden van aandoeningen die vaak gepaard gaan met coeliakie. Het is van belang dat de patiënt tijdens de onderzoeken een normaal voedingspatroon met gluten behoudt. Bij geringe verdenking op coeliakie wordt er eerst een screening gedaan om zoveel mogelijk uit te sluiten. Als er geen HLA-DQ2/8 genen aangetroffen worden, is de kans op coeliakie zeer gering en zal er gezocht moeten worden naar een andere oorzaak van de symptomen. Bij de aanwezigheid van HLA-DQ2/8 wordt er een serologisch onderzoek verricht. Dit is een bloedonderzoek waarbij gekeken wordt naar de aanwezigheid van antistoffen (moleculen die in staat zijn een reactie van het afweersysteem op te wekken). Bij dit onderzoek gaan ze op zoek naar antistoffen tegen tissue transglutaminase (tTG), endomysium (EmA) en antistoffen tegen gedeamineerde gliadine. Er wordt niet altijd getest op de antistof tegen gliadine omdat deze antistoffen niet zo sensitief en specifiek zijn. Bij jonge kinderen (<2 jaar) is gedeamineerde gliadine vaak sensitiever en specifieker waardoor het wel gebruikt kan worden. Ook zijn er recent nieuwe testen beschikbaar gekomen die mogelijk AGA wel als voldoende specifiek en sensitief kunnen onderzoeken. De belangrijkste antistof die een aanwijzing voor coeliakie is, de antistof tegen tTG. Dit enzym komt vrij uit de cel bij weefselbeschadiging. Het doel van dit enzym is om de weefselschade weer te herstellen. Bij coeliakie herstelt de weefselschade niet, dus moet er sprake zijn van een antistof die de werking van tTG stopt. Als er geen antistoffen aangetroffen worden, is de kans op coeliakie zeer gering. Zijn er antistoffen aanwezig in het bloed, dan wordt er overgegaan op een histologisch onderzoek. Een histologisch onderzoek is het onderzoeken van weefsels. In het geval van coeliakie wordt er een biopt genomen. Hierbij wordt een stukje weefsel uit de darm genomen om dit vervolgens te kunnen onderzoeken. Een lange, dunne slang (een gastroscoop) met een kleine camera gaat via de mond naar het begin van de dunne darm. In de dunne darm wordt vervolgens DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 7 een stukje weefsel genomen om in het lab te onderzoeken. Op deze manier kunnen de artsen zien hoe het slijmvlies eraan toe is. Als er sprake is van vlokatrofie, is de kans op coeliakie zeer groot. Er zijn (nog) geen medicijnen tegen coeliakie. De enige behandeling is het volgen van een levenslang glutenvrij dieet. Hierdoor zou de darm zich weer moeten herstellen naar een gezond stadium binnen een aantal jaren. Tot 1995 werd er daarna bij kinderen een ‘Gluten Challenge’ uitgevoerd. Dit betekent dat de patiënt voor een bepaalde tijd, zodra de darm hersteld is, weer 6 à 7 gram gluten per dag moet eten. Er zal dan weer een biopsie plaatsvinden, waarbij, als de darm dan opnieuw beschadigd is, coeliakie vastgesteld wordt. Fig. 1 Het stappenplan voor de diagnose van coeliakie1 Behandeling De enige behandeling die mogelijk is bij coeliakie, is het volgen van een levenslang glutenvrij dieet. Hierdoor zou de dunne darm binnen vijf jaar hersteld moeten zijn. Granen als tarwe, rogge en gerst bevatten. Deze granen bevinden zich in producten zoals brood en pasta en kunnen niet genuttigd worden door coeliakiepatiënten. Echter, in deze producten zitten veel voedingsvezels, ijzer, vitamine B1 en foliumzuur. Deze voedingsstoffen zijn minder aanwezig in een glutenvrij dieet en zullen op een andere manier aangevuld moeten worden. Rijst, peulvruchten, aardappels 1 Bronnen figuren, afbeeldingen, tabellen, grafieken in bronvermelding DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 8 of noten zijn goede vervangers. Daarnaast bestaan er ook glutenvrije varianten op brood, koekjes, pasta en vele andere producten. Veel producten bevatten gluten omdat het een belangrijke stof is om producten soepel, luchtig en samenhangend te maken. Het probleem voor coeliakiepatiënten is dat zij al van een heel kleine hoeveelheid ziek kunnen worden. Terwijl in producten waarbij je het niet verwacht gluten kunnen zitten zoals in bepaalde medicijnen (paracetamol of geneesmiddelen voor 85+). Zelfs in knutselspullen, zoals lijm of potloden, kunnen gluten zitten. Er moet ook rekening gehouden worden met het feit dat iemand al klachten kan krijgen door het gebruik van een met gluten ‘besmette’ snijplank of lepel. Helaas helpt in sommige gevallen een glutenvrij dieet niet. De darm is dan waarschijnlijk (is nooit bewezen) al zo lang beschadigd, dat deze niet meer herstelt, zelfs niet door het volgen van een glutenvrij dieet. Het lichaam blijft de darmwand afbreken, zelfs als iemand geen gluten meer eet. We spreken dan van refractaire coeliakie. Deze diagnose wordt vrijwel alleen op latere leeftijd (50>) gesteld. Bij sommige patiënten kan er lymfklierkanker ontstaan, dan is het regelmatig bezoeken (1x per 2 jaar en tussendoor controles bij de huisarts) van een MDL-arts noodzakelijk. Daarnaast is het goed blijven volgen van coeliakiepatiënten, met name de patiënten die op latere leeftijd gediagnosticeerd zijn, van groot belang. Er lopen momenteel nog veel onderzoeken naar behandelingen voor refractaire coeliakie. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 9 Welke stof in het voedsel is schadelijk voor een coeliakiepatiënt? Gluten onder het vergrootglas Granen, zoals tarwe en rogge, bestaan voornamelijk uit koolhydraten. Een kleiner gedeelte bestaat uit eiwitten. De verzamelnaam van de eiwitten, die voor coeliakiepatiënten gevaarlijk zijn, is ‘gluten’. Gluten zijn weer opgebouwd uit glutenine en gliadine (zie Fig. 2). Deze twee stoffen hebben allebei een andere functie in bijvoorbeeld brood (zie afbl. 1). Afbl. 1 Het gebruik van gliadine en glutenine in brood Glutenine is een lang en groot eiwit dat zorgt voor verbindingen (zoals zwavelbruggen) waardoor het brood stevig wordt. Coeliakiepatiënten hebben over het algemeen geen last van glutenine. Gliadine is kleiner en bolvormig en zorgt voor de binding en samenhang in het brood. Mensen met coeliakie hebben vooral last van gliadine. Ondanks het feit dat coeliakiepatiënten vrijwel geen last hebben van glutenine, kunnen zij gluten niet verdragen door de aanwezigheid van gliadine. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 10 Fig. 2 De opbouw van gluten Eiwitten zijn opgebouwd uit verschillende aminozuren. De volgorde, samenstelling en lengte van deze aminozuurketen bepaalt met wat voor soort eiwit je te maken hebt. Gliadine (zie afbl. 2 & 3) is opgebouwd uit 250 tot 600 aminozuren. Vooral het aminozuur proline komt vaak voor. Eiwitten die veel proline bevatten zijn lastig af te breken door middel van de proteolytische afbraak. Proteolytische afbraak is een biologische afbraak van proteïnen (eiwitten) door middel van enzymen. Hierdoor worden de ketens niet afgebroken door pepsine in de maag en ook niet door trypsine in de dunne darm. De ketens binden zich dan aan HLA-DQ2.2/2.5 of HLA-DQ8 moleculen. Afbl. 2 Structuurformule van proline Afbl. 3 Structuurformule van glutamine Immunologie Coeliakie komt alleen voor als iemand HLA-DQ2.2/2.5 of HLA-DQ8 moleculen bezit op chromosoom 6. Dit komt doordat alleen de HLA-DQ moleculen in staat zijn om de gliadinepeptiden te binden en te presenteren aan het immuunsysteem. HLA is de afkorting voor Human Leucocyt Antigen moleculen. Dit zijn antigeenpresenterende cellen die op alle cellen aanwezig zijn, behalve op rode bloedcellen. Ze binden negatief geladen peptiden (molecuul uit een aantal aminozuren) en laten deze dan zien aan de T-cellen. T-cellen (afweercellen) zorgen voor een DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 11 afweerreactie als deze peptiden afkomstig zijn van ziekteverwekkers. Door deze afweerreactie worden de cellen van de ziekteverwekkers afgebroken. Normaal zorgen gliadine-peptiden niet voor een afweerreactie, maar bij mensen met coeliakie wordt gliadine gepresenteerd aan T-cellen waardoor een immuunreactie wordt uitgelokt. Dit maakt coeliakie een auto-immuunziekte. Als gevolg van de activatie van T-cellen door de antigeenpresenterende cellen, ontstaan er beschadigingen in de dunne darm. Hierdoor komt meer tissue transglutaminase (tTG) vrij dat weefselschade herstelt2 en glutamine omzet in glutaminezuur. Er ontstaan dan peptiden met een hoge affiniteit3. Dat wil zeggen dat er veel peptiden met een negatieve lading zijn die kunnen binden aan HLA-DQ moleculen. Dit veroorzaakt meer T-cel respons en vervolgens toenemende schade aan de darmwand. Als gevolg hierop komt er meer tissue transglutaminase vrij. De T-cellen stimulerende de B-cellen en die zorgen voor antistoffen tegen gliadine en tTG (zie Fig. 3). Het maakt ook uit of iemand homo- of heterozygoot HLA-DQ is want dit beïnvloedt de reactiesterkte2. Bij homozygotie bezit iemand op beide chromosomen van het chromosomenpaar HLA-DQ genen. Bij iemand die heterozygoot is, bevindt zich HLA-DQ op maar één van de twee chromosomen. Het gevolg is dat er meer peptiden kunnen binden als beide chromosomen HLADQ bevatten (homozygoot) en hier zal de afweerreactie sterker zijn. Het afweersysteem van een coeliakiepatiënt maakt antistoffen aan tegen tissue transglutaminase. Hierdoor is tTG niet in staat om de weefselschade in de dunne darm te herstellen. Dit is ook een eigenschap van een auto-immuunziekte; er worden antistoffen gemaakt tegen de lichaamsstof tissue transglutaminase. Nog meer binding Fig. 6 Afbraak-reactie 2 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22364871 (Cellular functions of tissue transglutaminase) Serologisch onderzoek naar het opsporen en vervolgen van de ziekte coeliakie door Elbaroudi (Hogeschool Utrecht) 3 DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 12 Wat zijn de complicaties door deze stof voor een coeliakiepatiënt? Op dit moment is bij ongeveer 25.000 mensen in Nederland de officiële diagnose coeliakie vastgesteld. Dit klopt echter niet met de cijfers uit verschillende onderzoeken waaruit blijkt dat waarschijnlijk 1 op de 200 à 300 mensen coeliakie heeft. Er lopen dus veel mensen rond met coeliakie zonder dat zij dit weten. Dit wordt onder andere veroorzaakt doordat de symptomen vaak vaag of nauwelijks aanwezig zijn. Toch kan, zelfs als iemand zich prima voelt, er sprake zijn van ernstige schade aan de darm. Klachten en symptomen Bij jonge kinderen ontstaan de klachten meestal op het moment dat zij voor het eerst vaste voeding krijgen waarin gluten zitten, zoals brood of pap. Veelvoorkomende klachten zijn dan een opgezette buik, gebrek aan eetlust en diarree. Hierdoor kunnen ze achterblijven in groei en gewicht en zijn de armen en benen, in tegenstelling tot de opgezette buik, heel dun. De ontlasting is vaak heel vettig. Het oppervlak om voedingsstoffen op te nemen is sterk afgenomen door het afbreken van de darmplooien. Dit betekent dat vetten niet volledig afgebroken worden en gedeeltelijk intact het lichaam weer met de ontlasting verlaten. Het is ook mogelijk op latere leeftijd de diagnose van coeliakie te krijgen. Over het algemeen zijn de klachten dan minder duidelijk. Veel klachten zijn niet te koppelen aan de darm, waardoor er niet snel aan coeliakie wordt gedacht. Deze klachten zijn het gevolg van een darmwand die al voor een langere periode is beschadigd. Voedingsstoffen kunnen niet opgenomen worden doordat de darmvlokken (gedeeltelijk) ontbreken en hierdoor ontstaan tekorten. Als suikers, vetten, vitaminen en mineralen niet opgenomen worden, ontstaat er een gebrek aan energie. Hierdoor kunnen patiënten zich vermoeid voelen of kan er een groeiachterstand of gewichtsverlies ontstaan. Het is zelfs mogelijk dat iemand zich hierdoor zo slecht voelt, dat een depressie volgt. Er is dan sprake van een psychosomatische aandoening omdat het welzijn van het lichaam de geestelijke gesteldheid beïnvloedt. De malabsorptie4 van ijzer, kalk en vitaminen heeft bloedarmoede of botontkalking als gevolg. Er kan ook schade ontstaan buiten de darm, bijvoorbeeld aan de huid, het hart of de hersenen. Ook onvruchtbaarheid kan een gevolg zijn van malabsorptie. Als iemand een lange periode rondloopt met coeliakie zonder dit door te hebben, is ook de kans op lymfklierkanker in de darmen sterk vergroot. 4 Verstoring van de absorptie van voedingsstoffen DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 13 Het is erg lastig om coeliakie vast te stellen op basis van de klachten en symptomen. Waardoor komt dit precies? De klachten: zijn soms vaag zijn niet direct te koppelen aan de darmen worden verward met andere ziektebeelden zijn per persoon heel verschillend staan juist lijnrecht tegenover elkaar (zie tabel 1) Gewichtsverlies Gewichtstoename Diarree Verstopping Opgezette buik Dunne ledematen/gewichtsverlies Tabel 1 Symptomen die bij coeliakie kunnen optreden, maar lijnrecht tegenover elkaar staan Dermatitis herpetiformis Dermatitis herpetiformis (DH) een aandoening waarbij er jeukerige plekjes op de huid ontstaan. Deze aandoening gaat vaak gepaard met coeliakie, waarschijnlijk heeft 80% van de DH-patiënten ook coeliakie. Dit betekent niet dat veel coeliakiepatiënten ook last hebben van DH. Er ontstaan jeukende blaren die vaak in groepjes bij elkaar liggen. De blaren kunnen overal op het lichaam voorkomen, maar worden meestal gezien op de knieën, ellebogen, billen of schedelhuid. De precieze oorzaak is nog onbekend, maar waarschijnlijk heeft het te maken met de antistoffen (antitransglutaminase) die coeliakiepatiënten aanmaken. Deze antistoffen kunnen zorgen voor blaasjes in de huid. Marsh-spectrum De Amerikaan M. N. Marsh ontdekte dat er bij coeliakie een spectrum van gevoeligheid is die per patiënt verschilt. Hij toonde dit aan op basis van de schade die te zien was in de dunne darm van diverse patiënten. Door onderzoek stelde hij een aantal stadia vast waarin de mate van schade kan worden ingedeeld. Het vaststellen van verschillende stadia deed hij door te kijken naar het verlies aan oppervlak van epitheelcellen. Dit zijn de cellen van dekweefsels in de dunne darm en bevinden zich dus onder andere in de darmplooien. Hij noemde de verschillende stadia Marsh I, II, III (onderverdeeld in A, B & C) en IV (zie Afbl. 4). Marsh I: Het slijmvlies zit er normaal uit, maar de epitheelcellen zijn ‘aangevallen’ door lymfocyten. Een lymfocyt is een type witte bloedcel. Ook de lymfocyten zijn weer onder te DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 14 verdelen in groepen. Je hebt onder andere de T-lymfocyt oftewel de T-cel. Zodra er 30 à 40 lymfocyten per 100 cellen aanwezig zijn, is er sprake van Marsh I (zie tabel 2). Marsh II: Er zitten lymfocyten in het slijmvlies en daarnaast is er hyperplasie van de crypten. Hyperplasie is een verhoogde groei van een weefsel doordat de cellen versneld delen. De crypten zijn de instulpingen aan de voet van een darmvlok/darmvilli (zie afbl. 5) Marsh III: dezelfde symptomen als Marsh I & II met daarbij vlokatrofie (het verlies van darmvlokken) A. De villi zijn korter en stomp B. De villi zijn bijna afwezig, maar nog wel herkenbaar C. Er zijn geen villi meer aanwezig Marsh IV: darmwand is onomkeerbaar beschadigd. Er is dan sprake van refractaire coeliakie en een verhoogde kans op darmkanker (Wahab, 2002, Coeliac Disease: more than villous atrophy) Afbl. 4 Voorbeelden van verschillende Marsh-stadia Afbl. 5 Opbouw van een darmvilli Door het volgen van een glutenvrij dieet zouden de symptomen na een langere periode (ongeveer een jaar) moeten verdwijnen en er zou een verbetering in het Marsh spectrum moeten plaatsvinden. De hersteltijd is afhankelijk van de plaats in het spectrum, maar over het algemeen ligt de hersteltijd binnen vijf jaar. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 15 Zodra de darm hersteld is en een coeliakiepatiënt zou weer gluten gaan eten, dan zou de schade in de darm weer volgens de Marsh classificatie toe moeten nemen. Op deze manier werd tot 1995 de ‘Gluten Challenge’ toegepast. Tabel 2 Indeling van het Marsh-spectrum DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 16 Wat zijn de omstandigheden in de maag voor voedsel? Door het kauwen op voedsel wordt er speeksel aangemaakt. Hierin zitten al enzymen die beginnen met de vertering van het voedsel. Ook kan het voedsel gemakkelijker worden doorgeslikt en door de slokdarm glijden als het gemengd is met speeksel. Als je een hap eten hebt doorgeslikt, belandt dit via je slokdarm in je maag om vervolgens door te gaan naar de darmen. De maag is een belangrijk orgaan in de spijsvertering van de mens. Het heeft eigenlijk twee verschillende functies; het verteren van voedsel, maar ook de afweer tegen micro-organismen. Het verteren wordt vergemakkelijkt doordat het voedsel gekneed wordt en vermengd met maagsap. Het kneden maakt voedseldelen kleiner waardoor de vertering sneller gaat. Maagsap In het bovenste deel van de maag (de fundus en het corpus van de maag) wordt er maagsap aan de voedselbrij toegevoegd. Kliertjes in de maagwand produceren in 24 uur ongeveer anderhalve liter maagsap. Deze productie is niet constant, maar wordt gestimuleerd door kauwen of het waarnemen van voedsel. Ook zijn we in staat om de hoeveelheid en de samenstelling van het maagsap af te stellen op het voedsel dat we binnenkrijgen. Maagsap bestaat voornamelijk uit zoutzuur, spijsverteringsenzymen en slijm. De dikke slijmvlieswand van de maag beschermt tegen het zure maagsap. Als dit niet zou gebeuren, zouden de epitheelcellen ook aangetast worden door het zuur. Het zoutzuur zorgt ervoor dat de voedselbrij toegankelijk is voor de enzymen. Hierdoor denatureren eiwitten, ofwel, verliezen ze hun ruimtelijke vorm. Daarnaast doodt het de altijd aanwezige ziekmakende micro-organismen in het voedsel. Deze bacteriën zijn niet bestand tegen het extreem zure milieu in de maag. De pH ligt namelijk tussen de 1,2 en 3,0. Afbl. 6 De afbraak van eiwitten DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 17 Zodra de voedselbrij in de maag is, regelt gastrine (een hormoon) de productie van maagsap. Het enzym dat gevormd wordt in de maagwand is pepsinogeen. Dit is een inactief pro-enzym dat door zoutzuur geactiveerd wordt tot pepsine. Dit betekent dat zodra zoutzuur zich hecht aan of reageert met pepsinogeen, er pepsine ontstaat. Ook pepsine activeert pepsinogeen. Pepsine is in staat om eiwitmoleculen te splitsen (zie afbl. 6). Eiwitten zijn opgebouwd uit verschillende aminozuren. Nadat pepsine zijn werk heeft gedaan, blijven er lange aminozuurketens over. Het pH-optimum waarbij pepsine werkt is 2,5. In de maag wordt er alleen nog maar een begin gemaakt aan het verteren van eiwitten en vetten. De vertering hiervan wordt voortgezet in de twaalfvingerige en dunne darm. Kneden Vervolgens komt de voedselbrij in het onderste gedeelte van de maag (het antrum). Hier wordt het goed gekneed en gemengd met het maagsap. Dit is vooral een voorbereiding op de vertering in de dunne darm. De maagwand is ongeveer een halve centimeter dik en bestaat uit verschillende lagen. De slijmvlieslaag ligt aan de binnenkant van de maagwand, daarna is er een bindweefsellaag en vervolgens een spierlaag. De bindweefsellaag bestaat uit vezels en cellen die veel bloedvaten en zenuwen bevatten. De spierlaag is verantwoordelijk voor het kneden van de voedselbrij. Normaal gesproken blijft een warme maaltijd ongeveer drie uur in de maag. Als het eten veel vet bevat, heeft de maag er iets meer moeite mee en duurt het iets langer. Afbl. 7 Het spijsverteringskanaal Aan beide zijden van de maag zitten sluitspieren die de in- en uitstroom reguleren. Als je slikt, ontspant de sluitspier tussen de slokdarm en de maag zich zodat het voedsel de maag DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 18 in kan. Spieren in de slokdarm duwen de voedselbrij naar beneden door de sluitspier, dit is de darmperistaltiek. Deze zorgt voor eenrichtingsverkeer. Als je stoffen binnen hebt gekregen die niet in je lichaam thuishoren, dan moeten deze stoffen er weer uit. Door anti-peristaltische bewegingen wordt de voedselbrij vanuit de maag via de slokdarm weer naar buiten gewerkt. De spieren in de slokdarm zorgen dan voor bewegingen in de tegenovergestelde richting en ga je braken. Zodra het voedsel lang genoeg in de maag heeft gezeten, laat de “maagportier” (Pylorus) steeds kleine beetjes door naar de twaalfvingerige darm. De doorlating van de voedselbrij is afhankelijk van de pH-waarde in de twaalfvingerige darm. Hier komen spijsverteringssappen uit de galblaas en de alvleesklier bij de voedselbrij en wordt de vertering vervolgd (zie afbl. 7). DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 19 Is er al een enzym ontwikkeld of gevonden? Er zijn verschillende onderzoeken geweest naar een enzym dat gluten kan afbreken waardoor er mogelijk een geneesmiddel kan worden ontwikkeld. Vooral DSM Food Specialties en het Leids Universitair Medisch Centrum zijn hier de afgelopen jaren mee bezig geweest. Oligopeptidase Oligopeptidase is een enzym dat peptiden kan breken, maar geen eiwitten. Dit enzym uit de bacteriën ‘Flavobacterium meningosepticum’, ‘Sphingomonas capsulate’en ‘Myxococcus xanthus’ is in staat om glutensequenties af te breken. Helaas ligt het pH-optimum waarbij deze enzymen werken tussen de 7 en 8. Aangezien de pH-waarde in de maag veel lager ligt (1,2 - 3,0), zal oligopeptidase gluten niet afbreken in de maag. Deze enzymen worden onomkeerbaar gedeactiveerd door pepsine en het zuur in de maag. Hierdoor zijn ze niet in staat gluten af te breken voordat deze in de dunne darm komen en een reactie van de T-cellen te voorkomen. ALV003 ALV003 is een combinatie van een cysteïne protease (een enzym dat proteïnen afbreekt) uit gerst en een prolyl endopeptidase (PEP) uit ‘Sphingomonas capsulate’. Prolyl staat voor ‘de acylgroep van proline’ (zie Fig. 4) en een prolyl endopeptidase is hetzelfde als prolyl oligopeptidase. Deze prolyl endopeptidase is afkomstig uit een van de bacteriën die hierboven al genoemd zijn. Hieruit valt op te maken dat dit een soort ‘verbeterde versie’ is. Fig. 4 Acylgroep Alvine Pharmaceuticals Inc. is een biofarmaceutisch bedrijf dat zich focust op auto-immuunziektes zoals coeliakie. Ze hebben al meerdere onderzoeken gedaan met ALV003 waaruit blijkt dat het in staat is om afweerreacties ten gevolge van gluten op te heffen en de schade in de dunne darm te verminderen. Dit zou natuurlijk een uitkomst zijn voor patiënten met refractaire coeliakie. Er wordt hier nog onderzoek naar gedaan door Alvine. AN-PEP DSM Food Specialties heeft in samenwerking met het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) onderzoek gedaan naar een prolyl endopeptidase van Aspergillus niger (AN-PEP). Dit is een schimmel die zwarte schimmel op fruit en groente veroorzaakt. Uit de eerste onderzoeken (in 2006) bleek dat het pH-optimum van A. niger 4,5 is en het stabiel blijft bij een pH van 2. Dit DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 20 betekent dat A. niger in de maag kan werken. Peptiden, maar ook intacte gluten moleculen worden afgebroken door A. niger. De vervolgstap van deze uitkomsten is het onderzoek of A. niger gebruikt kan worden in een oraal supplement. 2007 In 2007 is er een onderzoek gedaan waarbij er gebruik gemaakt werd van een zogenaamd “TIMsysteem”. Het TNO (gastro-) Intestinaal Model (TIM) kan verschillende onderdelen van het spijsvertingskanaal nabootsen. Zo hebben ze de omstandigheden in de maag nagemaakt en hier de werking van AN-PEP getest. Er zijn twee experimenten uitgevoerd; met een snee brood en een fast-food maaltijd. Vervolgens hebben ze gedurende 4 uur monsters van het voedsel genomen uit de maag, twaalfvingerige darm en dunne darm. Hieruit konden ze bepalen hoeveel gliadinepeptiden er nog over waren na de blootstelling aan AN-PEP. Het resultaat was dat er in de dunne darm (vrijwel) geen gliadine-peptiden aangetroffen werden en AN-PEP dus in staat is om gliadinepeptiden in verschillende maaltijden binnen 4 uur af te breken. 2014 In 2014 zijn onderzoeken nog dieper ingegaan op de werking van AN-PEP. Hieruit bleek dat de optimale dosis 20 proline protease eenheden per 1 gram gluten is. Daarnaast blijkt het goed te zijn om een koolzuurhoudende drank te drinken bij de inname van AN-PEP. Het koolzuur heeft namelijk een verzurend effect waardoor de AN-PEP activiteit toeneemt. Een maaltijd bestaande uit veel vetten beïnvloedt niet de snelheid van de afbraak. De aanwezigheid van voedseleiwitten vertraagt wel de afbraak. Daarnaast worden rauwe gluten gemakkelijker afgebroken dan gebakken gluten. Dit betekent dat de samenstelling van de maaltijd invloed heeft op de benodigde hoeveelheid AN-PEP. Hierdoor is AN-PEP niet geschikt om te gebruiken als een vervanging van het glutenvrije dieet, maar het kan wel gebruikt worden als gluten per ongeluk worden ingenomen waardoor de coeliakiepatiënt hier weinig of geen last van ondervindt. 2015 Er zijn al voedingssupplementen op de markt die claimen gluten af te kunnen breken. DSM en LUMC hebben een onderzoek gedaan naar de werking van deze supplementen en de werking van AN-PEP. Nadat duidelijk geworden was dat AN-PEP ook naar behoren werkt in dieren en mensen, is er een onderzoek gedaan naar de afbraak van gluten door de verschillende enzymatische supplementen vergeleken met AN-PEP. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 21 Grafiek 1A en 1B De afbraak van gliadine In de bovenstaande grafiek (zie grafiek 1A & 1B) is te zien dat AN-PEP in staat is binnen 10 minuten vrijwel alle gliadine-peptiden af te breken. Grafiek A is bij een pH van 4,5 en grafiek B is bij een pH van 6,2. Beide experimenten werden uitgevoerd bij een temperatuur van 37°C en werd er 0,5 gram gliadine afgebroken. Deze hoeveelheid is te vergelijken met een snee brood. Om meer zekerheid te krijgen over de werking van AN-PEP hebben ze ook de afbraak van AN-PEP + supplement C gemeten. Hierbij is de afbraak sneller dan wanneer alleen supplement C gebruikt wordt. Ongeveer 25% van de maaginhoud, afhankelijk van de samenstelling van het voedsel, bereikt de dunne darm al na 30 minuten, dus het is van groot belang dat AN-PEP binnen die beperkte tijd gluten kan afbreken. Het bovenstaande experiment is uitgevoerd met de R5 ELISA. Dit is een soort apparaat dat peptiden analyseert en zo kan bepalen of een product gluten bevat. Het nadeel is dat R5 ELISA alleen reageert met epitopen 5 met een QQPFP sequentie (Glutamine-Glutamine-ProlinePhenylalanine-Proline). Niet alle schadelijke gluten bevatten deze sequentie, dus met dit experiment is niet aan te tonen of alle gluten afgebroken zijn. Mass spectrometry Om te onderzoeken of alle schadelijke gliadine-peptiden afgebroken waren, is er gebruik gemaakt van mass spectrometry. Dit is een analytische chemie techniek waarbij gebruik gemaakt wordt van massa’s om de samenstelling van een stof te identificeren. Hieruit bleek dat de supplementen en AN-PEP de peptiden wel afbraken, maar dat de supplementen alleen een aantal N-termini van de sequentie verwijderden. Een N-terminus is een soort beginpunt van een peptideketen (zie Fig. 5). Pas als de gliadine-keten minder dan 9 aminozuren bevat, kan het niet meer binden aan HLA-DQ. 5 Bindplaats op het antigeen voor een antilichaam DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 22 De supplementen verwijderden alleen de N-termini, waardoor de 9 aminozuren die een afweerreactie opwekken, intact bleven. Fig. 5 N-terminus aan een peptideketen De resulterende peptideketens die AN-PEP overliet waren 8 aminozuren of korter. Deze kunnen dus niet meer goed aan HLA-DQ binden en wekken geen afweerreactie op. Grafiek 2A en 2B De afbraak van epitopen In bovenstaande grafieken (zie grafiek 2A en 2B) is de afbraak van epitopen door de supplementen en AN-PEP te zien. Zolang er 1 of meerdere epitopen intact zijn, kan een afweerreactie op gang komen. Zoals eerder omschreven breken de supplementen alleen een aantal N-termini af en niet de epitopen. AN-PEP is hier wel toe in staat en voorkomt daarmee dus een afweerreactie. T-cel toename Om vast te stellen dat de supplementen niet in staat zijn om een afweerreactie te voorkomen, is er nog een experiment met een T-cel kloon gedaan. Hiervoor hebben ze een T-cel van een coeliakiepatiënt gekloond en deze blootgesteld aan gliadine-peptiden. AN-PEP kan de sequenties zo afbreken dat deze geen afweerreactie meer veroorzaken, dus er zou geen toename van T-cellen DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 23 moeten zijn. De supplementen kunnen de afweerreactie niet voorkomen en hierbij zou er dus een toename van T-cellen te zien moeten zijn. Grafiek 3 De activatie van T-cellen In bovenstaande grafiek (zie grafiek 3) is 33-mer de controlegroep samen met de controlegroepen AN-PEP en de supplementen. De 33-mer is gliadine-peptide die een afweerreactie veroorzaakt. De controlegroepen AN-PEP en de supplementen zouden geen afweerreactie moeten veroorzaken zonder aanwezigheid van een gliadine-peptide (control ANPEP/Supplement). Met de grafiek wordt aangetoond dat AN-PEP een afweerreactie kan voorkomen (33-mer + AN-PEP). De supplementen zijn hier minder goed toe in staat (33-mer + supplementen). Met deze onderzoeken (en vele andere) is aangetoond dat AN-PEP schadelijke gliadine-peptiden kan afbreken en hiermee een afweerreactie van het lichaam kan voorkomen. Dit biedt dus perspectief! DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 24 Wat zijn de bijwerkingen van dit enzym? Onderzoeksfasen Voordat een geneesmiddel op de markt verschijnt, moeten er vele onderzoeken gedaan worden en moet het middel aan verschillende eisen voldoen. In Nederland en Europa zijn deze eisen strenger dan in bijvoorbeeld Amerika. In Nederland bestaat het traject van het ontwikkelen tot het op de markt brengen uit vier fasen. Fase 1 Tijdens deze onderzoeken wordt een middel voor het eerst op mensen getest, nadat het op dieren is getest. Fase 1 onderzoek wordt altijd gedaan met gezonde testpersonen en zonder patiënten van de desbetreffende aandoening. De belangrijkste uitkomsten zijn de opname, verdeling over het bloed, de uitscheiding en het vaststellen van veiligheidsdosissen. Fase 2 In fase 2 gaan onderzoekers op zoek naar de optimale dosis waarbij de werking goed is met zo min mogelijk bijwerkingen. Verder is het een gecontroleerd onderzoek, wat inhoud dat er een vergelijking wordt gemaakt met het nieuwe middel en een placebo. Een aantal personen krijgen dan het nieuwe middel toegediend en een aantal krijgt een placebo zonder werking. Ze weten echter niet welk middel ze hebben gekregen. Dit wordt ook wel een placebo-controlled trial genoemd. Fase 3 In deze fase worden de kenmerken van het middel duidelijker gemaakt en heel exact gekeken naar verschillen tussen het nieuwe middel en eventueel al bestaande middelen. Deze onderzoeken worden gedaan met een veel groter aantal proefpersonen en over een langere periode. In deze fase wordt ook de bijsluiter opgesteld. Na alle onderzoeken worden de resultaten bekeken door gezondheidsorganisaties en zij bepalen of het middel op de markt mag komen. Fase 4 Fase 4 vindt plaats terwijl het middel al op de markt is. Farmaceutische bedrijven evalueren dan de gegevens die er binnenkomen over het geneesmiddel en ze bekijken ook de verschillen met andere vergelijkbare geneesmiddelen. Ze proberen met deze gegevens ook de veiligheid van het middel beter te documenteren zodat het op de juiste momenten en bij de juiste personen wordt toegediend. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 25 In totaal kunnen deze onderzoeken wel 15 jaren of langer duren en dit kost ook veel geld. Hierdoor kan het voorkomen dat, terwijl een middel goed werkt, toch besloten wordt om het onderzoek te staken omdat het middel in de toekomst niet winstgevend zal zijn. Verder is het vanzelfsprekend dat een geneesmiddel pas doorstroomt naar de volgende fase zodra het voldoet aan de eisen van de huidige fase. ALV003 Het biofarmaceutisch bedrijf Alvine is fase 1 goed doorgekomen. ALV003 was stabiel en veroorzaakte geen bijwerkingen bij gezonde testpersonen. Vervolgens zijn er in fase 2 onderzoeken uitgevoerd met coeliakiepatiënten. Zij moesten voor 6 weken meedoen aan de ‘gluten challenge’ in combinatie met het gebruik van ALV003 en het resultaat was dat de schade aan de dunne darm zeer beperkt bleef. Uit de resultaten bleek dat nergens bijwerkingen of allergische reacties zijn opgetreden en dat ALV003 na 30 minuten ruim 80% van de gluten had afgebroken. Door ALV003 oraal in te nemen blijft het stabiel in de maag en behoudt het zijn werking. Er is nog een fase 2b onderzoek bezig dat placebo-gecontroleerd en dubbelblind is. Dubbelblind houdt in dat zowel de onderzoekers als de testpersonen niet weten wie het actieve middel en wie het placebo middel binnenkrijgt. Ook testpersonen met refractaire coeliakie worden onderzocht. In de resultaten van deze onderzoeken zullen zij de veranderingen in het slijmvlies, de aanwezige symptomen en serologische onderzoeken betrekken. AN-PEP Ook AN-PEP heeft al een heel onderzoekstraject doorlopen. Het is getest op katten door DSM Food Specialties en hier werden geen bijwerkingen waargenomen. Vervolgens is het in fase 1 op gezonde proefpersonen getest en wederom werden er geen bijwerkingen waargenomen. In fase 2 werd AN-PEP op coeliakiepatiënten getest en ook dit leverde geen bijwerkingen op. Toch is het lastig om uitspraken te doen over de bijwerkingen van AN-PEP. Dit enzym wordt in de darm door trypsine afgebroken en hierdoor kunnen bijwerkingen nooit helemaal uitgesloten worden. In Nederland moeten er nog een aantal onderzoeken met veel proefpersonen plaatsvinden (minimaal 200). Doordat de regels in Amerika minder streng zijn, is AN-PEP daar al wel op de markt. Het is goedgekeurd door de FDA ((U.S. Food and Drug Administration). FDA is opgezet door U.S. Department of Health and Human Services. Ze onderzoeken medicijnen, cosmetica, biologische producten en vele andere producten. Ze werken ook mee aan het verbeteren en meer efficiënt en veiliger maken van producten. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 26 DSM heeft AN-PEP in Tolerase® G in Amerika op de markt gebracht. Op de site vermelden zij dat dit middel helpt een afweerreactie door inname van gluten te voorkomen. Er wordt wel vermeld dat Tolerase® G niet het glutenvrije dieet kan vervangen en dat het niet werkt ter preventie of genezing van coeliakie. GlutnGo™ en SpectraZyme® bevatten Tolerase® G en zijn zonder recept verkrijgbaar in Amerika (zie afbl. 12). Afbl. 8 Online verkoop van GlutnGo™ DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 27 Samenvatting en conclusie Coeliakie is een aandoening waarbij het immuunsysteem een afweerreactie veroorzaakt bij het binnenkrijgen van gluten. Gluten zijn opgebouwd uit gliadine en glutenine. De gliadineketens kunnen binden aan chromosomale HLA-DQ2 of HLA-DQ8 moleculen. Vervolgens worden Tcellen geactiveerd en hierdoor ontstaan er ontstekingen en beschadigingen aan de darmwand. Hierbij komt tissue transglutaminase (tTG) vrij die als functie heeft de darmwand weer te herstellen. tTG zet ook glutamine om in glutaminezuur, wat meer binding aan HLA-DQ moleculen veroorzaakt. Er ontstaat een soort neerwaartse spiraal waarbij de darmwand steeds meer beschadigd wordt. De darmplooien verdwijnen en voedingsstoffen worden minder goed opgenomen. De mate van de beschadiging is in te delen op basis van het Marsh-spectrum. De beschadigde darmwand brengt klachten als buikpijn en diarree met zich mee. Op langere termijn zorgen de tekorten aan voedingsstoffen voor klachten als bloedarmoede en botontkalking. Coeliakie is lastig vast te stellen op basis van klachten omdat deze soms vaag of niet te koppelen aan de darmen zijn. In de maag worden maagsappen bij de voedselbrij gevoegd. Hierdoor worden ziekmakende microorganismen gedood en wordt een start gemaakt aan de vertering van het voedsel door middel van enzymen. Om de micro-organismen te doden moet het milieu in de maag heel zuur zijn. De pHwaarde ligt tussen de 1,2 en 3,0. In het onderste deel van de maag wordt de voedselbrij gemengd en gekneed waardoor de vertering versneld wordt. Een warme maaltijd blijft gemiddeld 3 uur in de maag (dit is overigens afhankelijk van de samenstelling van het voedsel) en wordt dan doorgelaten naar de twaalfvingerige darm. Hier wordt de vertering vervolgd. Alvine heeft onderzoek gedaan naar het enzym ALV003 dat in staat is afweerreactie door het eten van gluten op te heffen. ALV003 kon functioneren in de maag en heeft binnen 10 minuten 80% van de gluten afgebroken. Er zijn ook geen bijwerkingen aangetroffen. Alvine is bezig met de laatste onderzoeken voordat ALV003 op de markt gebracht mag worden. DSM Food Specialties en het LUMC hebben onderzoeken gedaan naar AN-PEP. Dit is een schimmel die gluten kan afbreken bij een pH van 2. In 10 minuten zijn vrijwel alle gliadine-peptiden afgebroken. Na onderzoeken met verschillende technieken bleek AN-PEP in staat gliadineketens af te breken tot sequenties van 8 of minder aminozuren. Voor de optimale binding aan HLA-DQ moet de sequentie bestaan uit 9 aminozuren. Dit betekent dat AN-PEP kan voorkomen dat de gliadineketens aan HLA-DQ binden. Zowel bij katten als bij coeliakie-patiënten zijn geen bijwerkingen waargenomen. Voordat een geneesmiddel verkocht mag worden, moet het aan een aantal eisen voldoen. In Nederland zijn deze eisen strenger dan in Amerika. AN-PEP is daarom in Amerika al verkrijgbaar in het middel GlutnGo™ en SpectraZyme®. Voordat het in Nederland verkrijgbaar is, moeten er een aantal onderzoeken plaatsvinden met grote aantallen proefpersonen. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 28 Is het mogelijk door medicijn met enzymatische werking in de maag de schadelijke bestandsdelen voor een coeliakiepatiënt uit het voedsel te halen? Ja, AN-PEP en ALV003 zijn enzymen die in staat zijn gliadine-ketens af te breken waardoor ze niet meer aan HLA-DQ kunnen binden en geen afweerreactie op gang kunnen brengen. Uit onderzoeken is gebleken dat beide enzymen goed kunnen functioneren in het zure milieu van de maag. Daarnaast zijn ze in staat gliadineketens snel af te breken waardoor deze onschadelijk zijn gemaakt voordat ze de dunne darm bereiken waar de afweerreactie normaliter op gang zou komen. In de vraag staat of dit medicijn de schadelijk bestandsdelen uit het voedsel kan halen. AN-PEP en ALV003 halen de toxische gluten niet uit het voedsel, maar breken deze op zo’n manier af dat ze geen afweerreactie kunnen opwekken waardoor de darm beschadigd raakt. In de toekomst (en nu al in Amerika) is het mogelijk een afweerreactie te voorkomen als je per ongeluk gluten hebt ingenomen. Dit medicijn is geen vervanging van het glutenvrije dieet, maar dit is al een hele vooruitgang. Als dit twaalf jaar geleden had bestaan, had ik als vijf-jarig meisje toch een keer ‘per ongeluk’ die chocolade brownie bomvol gluten gegeten… Vervolgonderzoek In een vervolgonderzoek zou er onderzocht kunnen worden of het mogelijk is om AN-PEP of ALV003 in voedsel te verwerken zodat ze niet apart ingenomen moeten worden. Hierbij is het van belang dat ze voor een langere periode in het voedsel kunnen zitten en de structuur en textuur van het eten hierdoor niet beïnvloed wordt. DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 29 Bronvermelding Alvine Pharma. (2015). Alvine’s Lead Drug Candidate: ALV003. Opgehaald van Alvine Pharma: Geraadpleegd op 251-2016 http://www.alvinepharma.com/alv003/ Auto-immuunziekte. (sd). Opgehaald van Gezondheidsnet: Geraadpleegd op 4-1-2016 http://www.gezondheidsnet.nl/ziekten/auto-immuun-ziekten Biologie voor jou 6 VWO. (2014). 's-Hertogenbosch: Malmberg. Bouwens, R., de Groot, P., Kranendonk, W., van Lune, J., Prop - van den Berg, C., Riswick, J., & Westra, J. (2013). Voeding en spijsvertering: samenstelling spijsverteringssappen. In BINAS Havo-VWO (p. Tabel 82F). Groningen: Noordhoff Uitgevers. Brouns-van Engelen, M. (2014, juni 18). Coeliakie. Opgehaald van Erfelijkheid: Geraadpleegd op 13-10-2016 http://www.erfelijkheid.nl/content/coeliakie Coeliakie: oorzaken, symptomen, behandeling, prognose. (2013, december 27). Opgehaald van Mens en gezondheid infonu: Geraadpleegd op 10-12-2016 http://mens-en-gezondheid.infonu.nl/aandoeningen/114147-coeliakieoorzaken-symptomen-behandeling-prognose.html Coeliakiepoli; veelgestelde vragen. (sd). Opgehaald van LUMC: Geraadpleegd op 13-10-2016 https://www.lumc.nl/org/coeliakiepoli/veelgestelde-vragen/ Dermatitus Herpetiformis. (sd). Opgehaald van Huidconsult: Geraadpleegd op 24-1-2016 http://www.huidconsult.nl/portal/index.php/Huidziekten-A-Z/Huidziekten-D-t/m-G/Dermatitisherpetiformis.html#.VrJjE_L2ZD9 Dermatitus Herpetiformis / Ziekte van Duhring. (sd). Opgehaald van Huidarts: Geraadpleegd op 24-1-2016 http://www.huidarts.com/huidaandoeningen/dermatitis-herpetiformis-ziekte-van-duhring/ DSM Food Specialties. (2015). DSM launches Tolerase® G, the only enzyme that effectively helps digest residual gluten. Opgehaald van DSM: Geraadpleegd op 26-1-2016 http://www.dsm.com/markets/paint/en_US/newsevents/2015/07/2015-07-20-dsm-launches-tolerase-g-the-only-enzyme-that-effectively-helps-digestresidual-gluten.html Dunne darm. (sd). Opgehaald van Spijsvertering: Geraadpleegd op 10-12-2015 http://www.spijsvertering.info/overspijsvertering/dunne-darm/ ElBaroudi, H. (2005, juni 21). Serologisch onderzoek bij coeliakie. Opgehaald van Hogeschool Utrecht: Geraadpleegd op 15-10-2015 http://hu.surfsharekit.nl:8080/get/smpid:34680/DS1/ FDA. (2015, juli 12). What We Do. Opgehaald van FDA: Geraadpleegd op 27-1-2016 http://www.fda.gov/AboutFDA/WhatWeDo/default.htm Ik heb coeliakie, wat nu? (sd). Opgehaald van Glutenvrij.nl: Geraadpleegd op 13-10-2015 http://www.glutenvrij.nl/glutenintolerant_wat_heb_ik/wat_is_coeliakie DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 30 Janssen, G., Christis, C., Kooy-Winkelaar, Y., Edens, L., Smith, D., van Veelen, P., & Koning, F. (2015, juni 1). Ineffective Degradation of Immunogenic Gluten Epitopes by Currently Available Digestive Enzyme Supplements. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 7-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4452362/#pone.0128065.s004 Lähdeaho, M., Kaukinen, K., Laurila, K., Vuotikka, P., Koivurova, O., Kärjä-Lahdensuu, T., . . . Mäki, M. (2014, februari 15). Glutenase ALV003 attenuates gluten-induced mucosal injury in patients with celiac disease. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 10-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24583059 Maag. (sd). Opgehaald van Spijsvertering: 10-12-2015 http://www.spijsvertering.info/over-spijsvertering/maag/ Maag Darm Lever Stichting. (2011). Coeliakie Endoscopie. Opgehaald van MC Groep: Geraadpleegd op 6-1-2016 https://www.mcgroep.com/sites/default/files/coeliakie_endoscopie.pdf Maag Lever Darm Stichting Coeliakie. (sd). Opgehaald van Maag Lever Darm Stichting: Geraadpleegd op 13-10-2015 http://www.mlds.nl/ziekten/140/coeliakie/ Medisch: Wat is er mis bij coeliakie? (sd). Opgehaald van Cyberpoli: Geraadpleegd op 13-10-2015 https://www.cyberpoli.nl/coeliakie/medisch/watisermiscoeliakie Medisch: Wat is gluten? (sd). Opgehaald van Cyberpoli: Geraadpleegd op 13-10-2015 https://www.cyberpoli.nl/coeliakie/medisch/watisgluten Mitea, C., Havenaar, R., Drijfhout, J., Edens, L., Dekking, L., & Koning, F. (2007, mei 9). Efficient degradation of gluten by a prolyl endoprotease in a gastrointestinal model: implications for coeliac disease. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 7-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17494108 MLDS. (sd). Hoe werkt de spijsvertering. Opgehaald van Maag Lever Darm Stichting: Geraadpleegd op 2-12-2015 https://www.mlds.nl/gezonde-buik/hoe-werkt-de-spijsvertering/ Montserrat, V., Bruins, M., Edens, L., & Koning, F. (2014, november 14). Influence of dietary components on Aspergillus niger prolyl endoprotease mediated gluten degradation. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 9-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25529703 Nederlandse Vereniging van Maag-Darm-Leverartsen. (2008). Richtlijn coeliakie en dermatitus herpetiformis. Opgehaald van Maag Darm Lever: Geraadpleegd op 15-10-2015 http://www.mdl.nl/uploads/240/442/richtlijn_Coeliakie_definitief.pdf Onderzoeksbegrippen. (sd). Opgehaald van Hovon: Geraadpleegd op 26-1-2016 http://www.hovon.nl/studies/onderzoeksbegrippen.html Salden, B., Monserrat, V., Troost, F., Bruins, M., Edens, L., Bartholomé, R., . . . Masclee, A. (2015, juni 4). Randomised clinical study: Aspergillus niger-derived enzyme digests gluten in the stomach of healthy volunteers. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 9-12-2015 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26040627?dopt=Abstract Siegel, M., Garber, M., Spencer, A., Botwick, W., Kumar, P., Williams, R., . . . Adelman, D. (2011, september 23). Safety, tolerability, and activity of ALV003: results from two phase 1 single, escalating-dose clinical trials. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 7-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21948339 DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 31 Stepniak, D., Spaenij-Dekking, L., Mitea, C., Moester, M., de Ru, A., Baak-Pablo, R., . . . Koning , F. (2006, mei 11). Highly efficient gluten degradation with a newly identified prolyl endoprotease: implications for celiac disease. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 7-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16690904 Tye-Din, J., Anderson, R., Ffrench, R., Brown, G., Hodsman, P., Siegel, M., . . . Shreeniwas, R. (2009, november 25). The effects of ALV003 pre-digestion of gluten on immune response and symptoms in celiac disease in vivo. Opgehaald van NCBI: Geraadpleegd op 7-12-2015 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19942485 von Blomberg, G., Schreurs, M., & van Hoogstraten, I. (sd). IgA-tTG coeliakie sneltest. Opgehaald van Gluten-check: Geraadpleegd op 15-10-2015 http://www.gluten-check.nl/bijsluiters/IgA-TTG-sneltest-coeliakie.pdf VU medisch centrum. (2013). Coeliakie bij kinderen. Opgehaald van VUmc: Geraadpleegd op 15-10-2015 https://www.vumc.nl/afdelingen/patientenfolders-brochures/zoekenalfabet/C/coeliakie_bij_kinderen.pdf Wageningen UR. (sd). Moleculaire Gastronomie; Gluten. Opgehaald van Wageningen UR: Geraadpleegd op 10-12-2015 https://www.wageningenur.nl/upload_mm/d/8/8/55aee8d0-8e1d-4988-bef00562cb55b3ec_140828_Gluten%20handleiding%20zonder%20antwoorden.pdf Wahab, P. J. (2002). Coeliac Disease: more than villous atrophy. Scandinavian Journal of Gastroenterology . Wat is de pH-waarde. (2012, juni 21). Opgehaald van Mens en gezondheid infonu: Geraadpleegd op 2-12-2015 http://mens-en-gezondheid.infonu.nl/leven/52312-wat-is-de-ph-waarde.html Bronnen van afbeeldingen, figuren, tabellen en grafieken Afbl. 1 https://www.wageningenur.nl/upload_mm/d/8/8/55aee8d0-8e1d-4988-bef00562cb55b3ec_140828_Gluten%20handleiding%20zonder%20antwoorden.pdf Afbl. 2&3 BINAS Tabel 67H1 Afbl. 4 http://www.massgeneral.org/news/newsarticle.aspx?id=4136 Afbl. 5 http://natuurlijkwelzijn.org/dnua/artikel/circle-life-humussubstanties Afbl. 6 Biologie voor Jou 6 VWO (2014), Malmberg Afbl. 7 http://www.spijsvertering.info/over-spijsvertering/ Afbl. 8 Screenshot van http://www.brickerlabs.com/GlutnGo-p/33090.htm Fig. 1 http://www.gluten-check.nl/bijsluiters/IgA-TTG-sneltest-coeliakie.pdf Fig. 2 Eigen werk Fig. 3 Eigen werk Fig. 4 https://nl.wikipedia.org/wiki/Acylgroep Fig. 5 http://what-when-how.com/molecular-biology/n-terminus-molecular-biology/ Tabel 1 Eigen werk Tabel 2 http://www.gluten-check.nl/bijsluiters/IgA-TTG-sneltest-coeliakie.pdf Grafiek 1 t/m 3 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4452362/#pone.0128065.s004 DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 32 Bijlagen Logboek Naam leerling: Ethel de Jong Klas: 6B Cursus: 2014-2016 Vak: PWS (Biologie) Naam docent: mnr. Van Kessel Titel: De Glutenpil Sbu: 80 Datum 3-3 17-3 8-4 17-4 5-5 6-5 8-5 Tijd 50 min 40 min 30 min 15 min 40 min 180 min 30 min Plaats School School Thuis School VUmc VUmc Thuis 8-6 15 min Thuis 12-6 15 min School 13-9 15-9 16-9 21-9 22-9 27-9 30-9 13-10 13-10 14-10 15-10 3-11 3-11 4-11 25-11 26-11 28-11 29-11 30-11 1-12 2-12 2-12 80 min 50 min 60 min 150 min 50 min 20 min 15 min 60 min 60 min 10 min 75 min 30 min 30 min 15 min 30 min 30 min 30 min 45 min 90 min 30 min 45 min 75 min Thuis School Thuis Thuis School Thuis School Thuis Thuis School Thuis Thuis Thuis School Trein Trein Boot 3-12 5-12 7-12 9-12 9-12 10-12 15-12 19-12 3-1 4-1 5-1 6-1 90 min 30 min 120 min 10 min 45 min 150 min 30 min 20 min 60 min 50 min 120 min 50 min Thuis Thuis Thuis School School Thuis Trein Thuis Thuis School School School Terschelling Thuis School School Thuis Verrichte werkzaamheden Bijeenkomst PWS Presentaties klas 6, inspiratie opdoen Brainstormen, mailen deskundigen Gesprek mnr. van Kessel Gesprek prof. Mulder over onderwerp Ochtend meelopen afd. Endoscopie Inlezen onderwerp, hoofdvragen bedenken Deelvragen maken + hoofdvraag aanscherpen Gesprek 1a Plan van Aanpak opstellen PWS-instructie bijeenkomst Bezig met mediatheekopdracht Mediatheekopdracht Mediatheekopdracht Plan van Aanpak aanscherpen Gesprek 1b Deelvragen 1t/m3 ‘Coeliac Disease’ (W.K. Dicke) lezen Mediatheekopdracht gesprek Deelvragen 1t/m3 Onderzoeken zoeken deelvraag 5+6 ‘Coeliac Disease’ (W.K. Dicke) lezen Voortgangsgesprek 2 ‘Coeliac Disease’ lezen “ “ “ “ “ “ uitlezen Onderzoek LUMC & DSM lezen Deelvragen 1 t/m 3 Deelvraag 4 Opmerkingen -2 hoofdvragen, nog keuze maken -Keuze gemaakt over hoofdvraag -Een deelvraag weggestreept -Goedgekeurd Afspraken -Verder werken aan PvA -Materiaal inleveren via magister en beginnen aan het onderzoek ‘Coeliac Disease, more than villous atrophy’ (Peter J. Wahab) lezen DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 ‘Coeliac Disease’ lezen + deelvragen ‘Coeliac Disease’ (Peter J. Wahab) lezen Deelvragen 5+6 Voortgangsgesprek 3 Deelvragen 5+6 Deelvragen 1 t/m 4 aanvullen ‘Coeliac Disease’ lezen Contact opnemen LUMC betreft AN-PEP ‘Coeliac Disease’ lezen Deelvraag 1 uitwerken (eigen woorden) Deelvraag 1 (erfelijkheid, diagnose, behandeling) Deelvraag 1 (geschiedenis, refractaire c) D1 klaar (niet definitief) 33 7-1 10-1 11-1 13-1 14-1 20-1 21-1 22-1 24-1 25-1 25-1 26-1 27-1 28-1 29-1 29-1 30-1 31-1 1-2 1-2 2-2 3-2 3-2 4-2 4-2 4-2 4-2 60 min 60 min 60 min 120 min 40 min 60 min 120 min 150 min 60 min 30 min 195 min 105 min 105 min 45 min 390 min 30 min 60 min 160 min 5 min 130 min 45 min 25 min 125 min 60 min 105 min 30 min 30 min Thuis Thuis School Deelvraag 1 (allergie vs. Auto-immuun) School/Thuis D4 (sluitspier), D5 (AN-PEP) Deelvraag 2 (gliadine) D2 (immunologie) D2 (immunologie) + D1 verbeteren D2 (immunologie) + D3 (klachten) Thuis Thuis Thuis Thuis Thuis Thuis Thuis Thuis Thuis Thuis VUmc Thuis Thuis Thuis School Thuis Thuis School Thuis Thuis Thuis Thuis Copyshop DE GLUTENPIL - FEBRUARI 2016 ‘Clinical Gastroenterology’ lezen Deelvraag 4 (maagsap, enzymen) D3 (marsh + derma. Herp.) Feedback D2, D3, D4 verwerken D5 (ALV003, AN-PEP) D5 (AN-PEP), D6 (onderzoeksfasen) D6 (onderzoeksfasen + ALV003 + AN-PEP) Inleiding (aanleiding, hoofdvraag) Bespreken PWS met dokt. Mulder Verbeteringen toepassen (D1) Verbeteringen toepassen (D1) Verbeteringen toepassen (D2 t/m D6) Laatste vragen aan mnr. Van Kessel Inleiding afmaken + samenvatting/conc. Opmaak invoegen, docum. samenvoegen Verbeteringen toepassen (Dr. Vd Wal) Bronnen invoegen Opmaak, bronnen van afbl. etc. Verbeteringen T. van Gils toepassen Datum raadpleging opnieuw toevoegen PWS printen! D4 klaar (niet definitief) D1 aangepast na tips D2 klaar (niet def) D3 klaar (niet def) D5 klaar (niet def) D6 klaar (niet def) Inleiding/smv. Af Weggevallen bij bijwerken 34