Tolerant is niet immuun 2010

Prof.dr. Rik J Scheper

Rik Scheper studeerde Biochemie aan de Vrije Universiteit te Amsterdam en promoveerde in 1976 op het ontstaan van huidallergie. Binnen het VU medisch centrum kon hij zijn onderzoek naar de rol van het immuunsysteem bij huidziekten voortzetten en uitbreiden naar chronische ontstekingen en kanker. Buitenlandse ervaringen werden opgedaan aan het Royal College of Surgeons in Londen (1975-1976) en bij Hoffmann-LaRoche in Basel (1984-1985), waar hij werkte hij aan effecten van cytostatica op immuunregulatie en tolerantie. Als visiting Research Professor bracht hij samen met zijn gezin een sabbathical periode door in het Arizona Cancer Center in Tucson (1989-1990) met het focus op resistentie-onderzoek. Dankzij fax en later ook email-verkeer, konden intensieve contacten onderhouden worden met een groeiende groep van medewerkers in Amsterdam. Sinds de jaren tachtig werkte hij samen met diverse klinische afdelingen binnen het VU medisch centrum, en kon hij researchgroepen opzetten op het gebied van de immunodermatologie, tumorimmunologie en geneesmiddelresistentie. Sinds 1975 begeleidde Rik Scheper, meestal samen met collegae uit eigen en samenwerkende klinische afdelingen, talloze studenten tijdens hun doctoraalstudies, en 34 medisch biologen en artsen bij hun promotieonderzoek. De resultaten

werden in ruim 450 publicaties in internationale wetenschappelijke tijdschriften gepubliceerd, waaronder vooraanstaande zoals Nature Medicine en The Lancet. Ook als reviewer droeg hij bij tot deze en andere tijdschriften, alsmede voor fondsenorganisaties zoals het KWF, de Brandwondenstichting en de British Leukemia Research Foundation. Hij vervulde diverse functies binnen het VU(mc), landelijk o.a. als voorzitter van de NWO/KWF Werkgroep Tumorimmunologie, en internationaal o.a. als oprichter van de European Environmental and Industrial Contact Dermatitis Group. Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door vele (inter-) nationale beurzen, met name van NWO en KWF. Meer toegepast, vaak klinisch, onderzoek werd gesteund door diverse farmaceutische bedrijven, zoals Eurocetus, Numico, Medarex en Kirin, en het ministerie van Economische Zaken (Agentschap NL). Als (mede-) uitvinder droeg hij bij tot 5 patentaanvragen, o.a. over het kweken van menselijke huid voor de behandeling van ernstige beenwonden, en de toepassing van menselijke dendritische cellijnen bij de productie van tumorvaccins. Om die nieuwe therapiëen verder in de klinische praktijk te brengen richtte hij, samen met betrokken collegae en met steun van het VUmc technology transfer office, twee bedrijven op (A-SKIN BV en DCPrime BV).

1

Prof. Dr. Rik J. Scheper Tolerant is niet immuun 2010

Rede uitgesproken op 5 november 2010 in de Aula van de Vrije Universiteit te Amsterdam ter gelegenheid van het bereiken van zijn emeritaat als hoogleraar Experimentele Pathologie

2

3

Tolerant is niet immuun 2010

Rik Scheper

VU Amsterdam

5 november, 2010

1. Mijnheer de Rector, dames en heren, dear collegues and friends (be assured that at least part of my slides will be in English!)

• tolerantinschikkelijk, lankmoedig, verdraagzaam, ….

• immuunbestand tegen, onschendbaar, resistent, ….

2. Tolerantie en immuniteit zijn in 2010 weer actueler dan ooit. Vreemdelingen in hun waarde laten, of inpakken met beveiliging en zo snel mogelijk weer uitzetten? De betekenissen van tolerant en immuun vertonen een intrigerende overlap, ook al omdat bij beide eigenbelang meespeelt.

Tolerantie

ImmuniteitImmuniteit

Lichaamsreacties op ‘vreemd’

3. Bij onze afweer ten opzichte van ziekteverwekkers spelen dezelfde begrippen een sleutelrol. Ook in dit levensdomein maken we onderscheid tussen vreemde invloeden van buiten, bijv. bacteriën, of binnen, zoals kankercellen. Hierbij verstaan we onder immuniteit het gevolg van een succesvolle afstotingsreactie. Ook al gaat die vaak gepaard met onaangename zwellingen en koorts.

Immuniteit (overgevoeligheid) Tolerantie is beter …

4. Als we onze tolerantie verliezen voor onschadelijke stoffen overal om ons heen, zoals nikkel, dan ontwikkelen we allergieën waar onze gezondheid helemaal niet bij gebaat is.

4

Afstoting van donor organentolerantie is beter …

Hart

Nier

Huid

5. Ook als we een nieuw orgaan nodig hebben, wat technisch steeds makkelijker gaat, moeten we alles uit de medicijnkast halen om afstoting te voorkomen.

Autoimmuniteit tegen eigen weefselsTolerantie is beter …

PsoriasisRheumatoid arthritis

6. En van binnenuit kunnen we auto-immuniteit ontwikkelen: het immuun systeem verliest zijn tolerantie tegen eigen huidcellen, gewrichten of wat al niet …

Tolerantie

Immuniteit

?

7. De gedachte kan dus makkelijk postvatten dat tolerantie een universeel positieve eigenschap is …. Maar, dat is zeker niet het geval: het werkt soms ten goede en soms ten kwade!

Tolerantie tegen micro-organismen bij immuundeficientie ziekten vaak fataal

Severe combined immune deficiency: SCID

Acquired immune deficiency: AIDS

8. Epidemieën, van zwarte pest tot AIDS, hebben ons veel geleerd over de onmisbaarheid van het immuunsysteem om ons tegen micro-organismen te beschermen. En ook al die patientjes met aangeboren defecten in hun immuunsysteem. In talloze gradaties komen die defecten voor: van kindertjes met gewoon te vaak een loopneus tot bubble-boy kinderen zonder weerstand.

5

Tolerantie voor ‘eigen’ kankercellen: desastreus!

9. En tenslotte een kwaad van binnenuit: kanker. Als eigen lichaamscellen dusdanig gemuteerd raken dat hun normale groeiregulatie faalt, zou het immuunsysteem ze moeten opruimen. Het feit dat bepaalde tumoren bij AIDS patiënten veel vaker voorkomen wijst er op dat die opruiming wèl goed functioneert bij gezonde mensen. Maar waarom gaat dat zo vaak fout, zoals bij borst- en huidkanker?

Tolerantie Immuniteit

AllergenenEigen weefselsTransplantaten

MicroorganismenTumor cellen

ziek

ziek

10. Er zijn dus zeker 5 grote ziekte-domeinen te onderscheiden, waarbij tolerantie en immuniteit ten goede dan wel ten kwade werken. Tolerantie is gunstig voor allergenen en eigen of getransplanteerde weefsels. Immuniteit is hierbij dus juist oorzaak van talloze ziektebeelden. Maar, tolerantie kan ook erg ongewenst zijn, zoals tegen schadelijke micro-organismen en tumorcellen.

Hollandse tussenweg: ‘Gedogen’

NL: tolereren, dulden, lijdelijk aanzien, oogluikend toestaan

Eng: tolerate, turning a blind eye, live and let live, put up with

schuilkerken roken soft drugs kabinetten

11. En dan kennen we in Holland ook nog het begrip ‘gedogen’. Al vele eeuwen is dit in onze contreien een geliefde oplossing voor heikele problemen. Ook gedogen kan ten goede en ten kwade!

Gedogen bij infecties en afweer

Micro-organismen

Tumor cellen

Afkapseling van levende bedreigers kan jarenlang goedgaan, maar plotseling weer doorbroken worden, bijv bijtuberculose of kanker

12. Ons immuunsysteem kan ook deze tussenweg bewandelen. Zo kunnen ongewenste tuberkel bacillen in de longen ingekapseld en rustig gehouden worden. En bijv. ook tumorcellen na een succesvolle therapie. Zo’n sluimertoestand kan jarenlang duren en gepaard gaan met een goede kwaliteit van leven. Maar, waakzaamheid blijft geboden, want onvoorziene omstandigheden kunnen leiden tot een desastreuze endogene herinfectie of terugkeer van tumorgroei.

6

13. Als immunologen willen we het immuunsysteem ontrafelen om beter te begrijpen hoe de geschetste levensbalans bewaakt wordt. En, uitvinden hoe we deze balans kunnen bijsturen als dat nodig is.

14. Opgeleid als biochemicus, en daarna immunoloog en experimenteel patholoog, heb ik sinds augustus 1970 onderzoek kunnen uitvoeren over deze fascinerende dilemma’s. Voor de jongeren onder U: dat was al diep in de vorige eeuw, toen de boekdrukkunst nog bloeide, toen we nog carbonpapier met dunne velletjes wit papier gebruikten om meer kopieën te krijgen .. En, het verschil tussen T en B lymfocyten (plaatje: kernmorfologisch grapje uit die tijd ..) nog maar net ontdekt was. T cellen die virussen en bacteriën zelf onschadelijk kunnen maken, en B cellen die het via hun antistoffen kunnen doen. Die mechanismen zijn nu bekend als ‘cellulaire’ en ‘humorale’ immuniteit. Mijn onderzoek heeft zich vooral op T cellen en cellulaire immuniteit gefocust.

Scheper RJ and Oort J, ‘Some ‘in vitro’ experimental methods in allergic contact dermatitis’, Arch. Belges de Dermatologie, 28: 60-72, 1973

Model for development of skin allergy 1973

15. Ik begon in het VU Ziekenhuis met een promotiebaan van de stichting Zuiver Wetenschappelijk Onderzoek, op een project van Jan Oort, pas daarvoor benoemd als hoogleraar bij de Pathologie. Kort daarvoor had hij in Engeland ontdekt dat T cellen zich na stimulering door vreemde antigenen vooral in bepaalde gebieden van de lymfeklieren vermenigvuldigen, de paracorticale velden. Na inlezen en de eerste experimenten bij cavia’s werd ik gevraagd voor een lezing over contactallergie in Leuven, gevolgd door een overzichtsartikel in een Belgisch tijdschrift: mijn eerste publicatie!

inflammationinflammation

KCKC

sensitizationsensitization

epidermisepidermisLCLC

dermisdermis

allergenallergen

Model for development of skin allergy 2010

16. Nu, 40 jaren en ruim 400 artikelen later, staan de hoofdlijnen nog steeds overeind, maar zijn ze genuanceerd met een sterrenhemel van details die gezamenlijk de subtiele balans van tolerantie en immuniteit verder in beeld brengen. Links op de figuur ziet u een stukje huid, blootgesteld aan een vreemde stof die kan binden met afweercellen in de

7

opperhuid, de zgn. Langerhanse cellen (LC). Als een stof sterk bindt en de LC stimuleert tot migratie naar de drainerende lymfeklier, ontpopt het zich als ‘allergeen’. Want, het leidt dan tot ‘sensitization’, dat wil zeggen vermenigvuldiging van allergeen-specifieke T cellen in de drainerende lymfeklieren. Daarvandaan komen die T cel-nakomelingen (met identiek herkenningsvermogen!) dan binnen enkele dagen in de bloedbaan terecht. Bij herhaald contact kunnen ze overal in het lichaam, extra snel, en nu in grote getale, reageren op hetzelfde allergeen met een heftige ontstekings-reactie. Dus, om de potentieel gevaarlijke binnendringende stoffen op te ruimen. Let wel: dezelfde processen zien we bij transplantaatafstoting en infecties, en bij alle andere vormen van cellulaire immuniteit!

Early experimental models: guinea pigs

17. In die beginjaren hadden we cavia’s nodig om de mechanismen te onderzoeken, ook al omdat hun huid zo lijkt op die van de mens. En, in die jaren vond bijna iedereen mensen toch veel belangrijker dan dieren ….

Novel experimental model 1: human skin explants

18. Dankzij het nog steeds toenemende lichaamsgewicht van onze stadgenoten kunnen wij de laatste jaren steeds meer huidonderzoek doen met menselijk materiaal. Zo komen grote stukken menselijke huid ter beschikking bij cosmetische operaties. Die transporteren onze medewerkers vervolgens onopvallend in een zak of emmertje naar het Laboratorium. Wij gebruiken die huid vooral voor onderzoek naar irritatie en huidallergie en nieuwe vaccinatie-methoden bij kanker.

Langerhans’ cell migration in ex vivo skin explants

Isotype control �CXCL12 �CCL19/21

Vehi

cle

(H2O

)N

iSO

4

CD1a+CD1a+

19. Zo hebben Krista Ouwehand, en Sue Gibbs van de Dermatologie en Tanja de Gruijl van de Medische Oncologie, in uitgebreide series experimenten ontrafeld hoe de migratie van Langerhanse cellen uit de opperhuid precies verloopt. Mbv fluorescerende en gewone kleurstoffen kunnen we LC zichtbaar maken in dunne huidplakjes (coupes), en allerlei experimenten uitvoeren, o.a. blokkade met bepaalde antistoffen.

8

SensitizationSensitization: : twotwo--stepstep LC LC migrationmigration modelmodel

LCLC

allergenallergen

CXCL12CXCL12

fibroblast

CXCR4 CXCR4 �

CCR7 CCR7 �

CCL19CCL19

Ouwehand et al, Eur J Immunol 2008

2-step gradients

Lymph node 20. Uit die experimenten werd duidelijk dat LC in 2 stappen eerst uit de opperhuid kruipen, en dan de lymfevaten vinden om naar de lymfeklieren te gaan. Die stappen werken via 2 chemokine gradienten, die inwerken op hun bijbehorende receptoren op de LC. Dus, net als feromonen die vlinders op het juiste spoor brengen.

SensitizationSensitization: : rolerole of ABC of ABC transporterstransporters

LangerhansLangerhans’’cellcell

allergenallergen

fibroblast

CCL19CCL19

ABCABC--transportertransporter

LTCLTC 44

vd Ven, de Gruijl, Scheffer, Scheper et al, Blood 2008, Trends in Immunology 2009 21. En, ook vonden we dat zgn ABC transporter moleculen op de migrerende LC hier een subtiele rol bij spelen. Daar wijdde Rieneke van de Ven vorig jaar haar proefschrift aan, onder leiding van George Scheffer en Tanja de Gruijl.

vd Ven, de Gruijl, Scheffer, Scheper et al, Blood 2008, Trends in Immunology 2009

• Defense: - Tumor cells against cytostatic drugs- LC/DC against allergens

• Physiology: - Transport LTC4, PGE2 � LC/DC migration

ABC transporters (PgP, MRP1, MRP4)

22. Dat soort transporter moleculen functioneren als moleculaire pompen. Daarmee kunnen lichaamscellen hun vitale onderdelen beschermen tegen gevaarlijke stoffen. En tumorcellen kunnen daar op hun beurt misbruik van maken door zich ermee tegen anti-kanker middelen (cytostatica) te beschermen. Ook afweercellen, zoals LC in de huid, kunnen ze voor dat doel gebruiken! Maar, daarnaast weten we nu ook dat er hormoonachtige stoffen mee uitgepompt kunnen worden die hun migratie, en daarmee de immuunrespons bevorderen.

…

scheper, may 2008

Irritants

Contact allergens

Irritants

Mutagens

Cytostatics

23. Veel mensen koesteren graag de gedachte dat de natuur goed is, en de mens welgezind. Zo wordt biologie meestal een mooi vak gevonden, maar scheikunde schadelijk. Het is op dit moment goed te benadrukken dat de meeste bekende schadelijke stoffen gewoon direct uit de natuur afkomstig zijn. Chemici maken toxische stofjes alleen maar graag na als dat

9

nuttig en goedkoper is, zoals voor cytostatica. En, je spaart er de natuur mee, want je moet wel een hectare taxusbomen rooien om 1 patiënte met eierstokkanker te kunnen behandelen. Waarom zit de natuur, van diepzee tot hoog in de bergen, zo vol met gevaarlijke stofjes? Dat hebben we inmiddels nu ook wel helder. Planten en bomen maken toxische stofjes om zichzelf tegen micro-organismen en planteneters te beschermen. Van die evolutionaire producten maken wij dus graag gebruik!

Differences between allergens and irritants

Allergens, but not irritants � ‘danger signals’� LC/DC maturation and migration

= ‘cry for help’ from the immune system

Differences allow for in vitro testing of natural compounds / chemicals for irritating and/or allergenic properties !

Ouwehand, Scheper, de Gruijl, Gibbs et al, Eur J Immunol 2010 and J Invest Derm 2010

24. In Europa is veel regelgeving opgetuigd om de burgers te beschermen tegen al dit soort plantaardige stofjes. Want, we behandelen onszelf er graag mee of smeren ons er mee in … Maar, dan moet je ze wel kunnen testen. En, liever niet op proefdieren. Zeker als het om cosmetische toepassingen gaat. Onze huidmodellen kunnen perfect gebruikt worden om stoffen te testen op hun irriterende of allergene eigenschappen!

Novel approach 2: culturing human skin in vitro

25. Inderdaad meer dan één model, want Sue Gibbs en haar medewerkers zijn er de laatste jaren ook in geslaagd menselijke huid op het lab te kweken.

Culturing MUTZ-3 cells as a source for LC/DC

Lang

erin

CD1a

CD34+ Progenitors DC

CD1a

Lang

erin

LC+ TGF�

+ IL-4

* CD34+ AML cell line

* MUTZ-3 cells can differentiate into DC- and LC-like cells

Santegoets, de Gruijl, Scheper et al, J Leukoc Biol 2008 26. Tegelijkertijd hebben we samen met Tanja de Gruijl en Saskia Santegoets een cellijn ontwikkeld die onbeperkt gekweekt kan worden en zich net als Langerhanse cellen in de opperhuid kan nestelen.

10

Skin equivalent model containing MUTZ-LCC

ontro

lski

nSk

in e

quiv

alen

t

CD1a Langerin HLA-DR

27. In het afgelopen jaar is Krista Ouwehand erin geslaagd dit te combineren tot een uniek ‘Skin Equivalent model’: een compleet gekweekte huid inclusief Langerhanse cellen!

• In vitro testing of natural compounds / chemicals for irritating/ allergenic properties

• Studies on prevention of skin allergies (LC functions�)

• Vaccine developments (LC functions �)

• Treatment of patients with skin ulcers

Cultured human skin: ‘Skin Equivalent’ model

28. Ook dit model leent zich bij uitstek voor het testen van toxische eigenschappen van stofjes, maar ook voor het testen van allergie-remmers of stofjes die vaccinaties kunnen versterken. En, de gekweekte huid, maar dan zonder die LC erin, kan ook erg goed gebruikt worden om hardnekkige open wonden te bedekken.

Research offResearch off--spin: treatment of chronic skin ulcers with spin: treatment of chronic skin ulcers with cultured skin patches (Tiscovercultured skin patches (Tiscover®®) )

de Boer, Blok, Scheper, Gibbs et al

29. Op die manier heeft onze dermatologe Edith de Boer al enkele tientallen patienten met chronische open beenwonden met succes kunnen behandelen. We werken er op dit moment hard aan om de huidkweek verder te standaardiseren en te laten voldoen aan de nieuwe Europese regelgeving en daarmee deze behandeling breder beschikbaar te maken.

afferentafferentlymphaticlymphatic

vesselvessel

efferentefferentlymphatic lymphatic vesselsvessels

drainingdraininglymphlymph

nodenode

sensitizationsensitization ? ?

migrationmigration & & maturationmaturation

LCLC

Immune Immune responsesresponses developdevelop in the in the drainingdraining lymphlymph nodesnodes((sentinelsentinel LN) LN)

sensitizationsensitization

migrationmigration & & maturationmaturation

epidermisepidermisLCLC

dermisdermis

allergenallergen

melanomamelanoma

30. Voor de ontwikkeling van cellulaire immuniteit zijn de drainerende lymfeklieren, ook wel schildwachtklieren genoemd, van essentieel belang. Ik ga nu overstappen naar verwant onderzoek naar de cellulaire immuun respons bij een veelvoorkomende vorm van huidkanker, het melanoom. Dat onderzoek hebben we uitgevoerd samen met collega’s Paul van Leeuwen en Sybren Meijer van de Afdeling Heelkunde. Ronald Vuylsteke was de eerste promovendus in die researchlijn. Hij ontwikkelde een methode om de schildwachtklieren (sentinel LN) bij

11

patiënten beter te kunnen onderzoeken. Dus, niet alleen voor de directe tumordiagnostiek (uitzaaiing of niet?), maar ook voor analyses van anti-tumor T cel activiteit. In jargon: functionele T cel diagnostiek.

Scar of primary melanomaScar of primary melanoma

1. Immune stimulantsinjected in the excision site

3. Surgical removalof the SLN4. Isolation of viable cells5) LC/DC & T

cell analyses

Sentinel lymph node studies in melanoma

2 Patent blue V 3 Gamma detection probe

1 lymphoscintigraphy

2 Patent blue V 3 Gamma detection probe

1 lymphoscintigraphy

31. Het gaat ons hierbij dus om de eerste lymfeklier, de sentinel lymfklier. Met een combinatie van radioactiviteit en blauwe kleurstof kunnen chirurgen die klier precies localizeren en dan verwijderen, waarna op de Pathologie geanalyseerd wordt of er al tumorcellen in voorkomen. Wij konden nu, gebruik makend van heel weinig cellen uit die klieren, ook gaan bestuderen of die klieren Langerhanse cellen met melanoom-antigenen bevatten, en of T cellen gestimuleerd waren als teken van een anti-tumor immuun-respons. Het bood ons ook de mogelijkheid om bij patiënten te bestuderen of injectie van extra immuun-stimulerende middelen een dergelijke respons zou kunnen versterken. Daarmee komen nieuwe therapeutische mogelijkheden in zicht!

Local treatment of sentinel LN can stimulate anti-melanoma immune effector functions

Towards novel immune stimulatory treatments in melanoma Vuylsteke et al Am J Path 2002, Cancer Res 2004, Clin Cancer Res 2006Molenkamp et al Am J Path 2005, Clin Cancer Res 2007, 2008Sluijter et al 2011, submitted

10 mm

Control CpG

CpG

GM-CSF

32. Met deze klinisch experimentele benadering hebben we tot nu toe al twee nieuwe immuun-stimulantia kunnen testen, een synthetisch bacterieel DNA-achtig stofje, het CpG, en een humane groeifactor. Beide stoffen gaven een duidelijke lymfeklierstimulatie te zien. CpG gaf de meest veelbelovende resultaten, zoals zichtbaar aan de gezwollen klier, en in combinatie werkten ze nog iets beter. Dit onderzoek heeft al tot veel belangrijke publicaties geleid en loopt nog volop verder.

inflammationinflammation

KCKC

sensitizationsensitization

epidermisepidermisLCLC

dermisdermis

allergenallergen

Blood monitoringBlood monitoring

33. En dan de volgende stap: na het contact met tumorantigenen, of na contact met een allergische stof, gaan de toegenomen aantallen en geactiveerde specifieke T cellen recirculeren door het hele lichaam via het bloed. T cel metingen aan het bloed hebben we eerst bij patiënten met contact allergie onderzocht. Bloed is gelukkig betrekkelijk eenvoudig te verkrijgen.

12

Can skin allergy also be tested in blood?

Note: airway/immediate allergies mostly caused by antibodies: easily tested in serum

2010: Using blood-derived T lymphocytes metal allergies can now be tested, e.g. in patients with complaints on dental materials, joint replacements etc Routine skin testing

34. Het bloed wordt doorgaans op een suikervloeistof gecentrifugeerd. Het witte bandje bevat dan de T cellen die je wilt meten. Dit onderzoek bleek door de jaren heen verrassend lastig! Na mijn allereerste artikel over dit onderwerp in 1973 zijn functionele T cel testen bij contactallergie nog steeds geen routine. Maar, we hebben nu wel goede bloedtesten voor belangrijke metaalallergenen kunnen ontwikkelen. En, die kunnen bijdragen tot betere diagnostiek, bijv. van patiënten met allergische klachten in de mondholte of bij kunstgewrichten. Dit onderzoek wordt uitgevoerd onder leiding van Mary von Blomberg en Ingrid van Hoogstraten, samen met Thomas Rustemeijer van de Dermatologie en de groep van collega Feilzer, tandarts-onderzoekers in ACTA, onze nieuwe overburen.

Blood-monitoring of vaccinated prostate cancer patients: T cell functions and PSA levels

0

10

20

30

40

50

W 0 W 4 W 8 W 12 W 16 W 20 W 24 W 280

10

20

30

40

CD4+ T cells

PSA levels

T ce

ll A

ctiv

atio

nT

cell

Activ

atio

n: H

LA: H

LA-- D

R+

DR

+

PSAPSA

35. Ook in het kankeronderzoek kan de analyse van bloedmonsters op de ontwikkeling van anti-tumor immuniteit nu belangrijke diagnostische informatie

opleveren. Zo ziet u hier een analyse van bloed van een prostaatkanker patient die binnen ons VUmc gevaccineerd werd onder supervisie van collega’s, de oncologen Fons van den Eertwegh en Winald Gerritsen. Het vaccin was G-VAX plus een middel dat de immuunregulatie uitschakelt. Eerder had dat in laboratorium- en muizenstudies sterkere immuunresponsen te zien gegeven. Inderdaad konden Saskia Santegoets, Tanja de Gruijl en hun medewerkers op het lab forse T cel activaties meten (grijze lijn), die telkens gepaard gingen met PSA dalingen in het bloed. Aan de hand van de veelbelovende klinische resultaten en de laboratoriumgegevens staan nu vervolgstudies op stapel.

inflammationinflammation

KCKC

sensitizationsensitization

epidermisepidermisLCLC

dermisdermis

allergenallergen

36. En dan tenslotte waar de immunologische respons om draait: de ontstekingsreactie die leidt tot afstoting van de al dan niet terecht ongewenste binnendringers. Ter plekke worden de geactiveerde T cellen aangezet tot productie van chemokinen en cytokinen, die een felle ontstekingsreaktie op gang kunnen brengen.

13

Psoriasis Tuberculosis skin test

ImmunologicalImmunologicalinflammationsinflammations

Contact allergen Tumor vaccine

Transplant rejection 37. Het moge nu duidelijk zijn dat we die immunologische ontstekingsreacties meestal liever niet zien! Behalve dan bij kanker en infecties ….

Oral tolerance

• Prevention of entry of dangerous micro-organisms and toxins from mucosa/ gut by local IgA• Vitamin A (retinol) promotes development anti-inflammatory T cells (Treg) Mebius, Kraal et al, 2010

� No gut inflammations! (if failure: Crohns’ disease etc)

38. Een belangrijk onderzoeksveld in dit verband is dat van de ‘Orale Tolerantie’. Binnen Vumc hebben wij daar zelf veel aan gewerkt, en op dit moment met name collega’s Mebius en Kraal en hun medewerkers. Recent vonden zij nog een belangrijke rol hierbij van Vitamine A, zoals in worteltjes en pompoenen. Hoe dan ook, onze gezondheid is er zeker bij gebaat dat wij tolerant zijn voor alle ongerechtigheden die ons maag-darmkanaal binnenkomen. Sterker nog, actieve onderdrukking van elke vorm van immunologische reactiviteit is daarbij juist heel belangrijk. Want, bij defecten kunnen maag/darm ontstekingsziekten ontstaan!

Oral tolerance

Oral tolerance to metals: Vreeburg 1984, Hoogstraten et al, 1991

2010: Clinical applicability of oral tolerance in autoimmune and allergic diseases still questioned …

Clin

resp

onde

rs

AC

R20

DaysOral tolerance to RA-peptide in rheumatoid arthritis patients Koffeman et al R&A 2009

39. Wij vonden jaren geleden al dat dieren en mensen, als ze maar vroeg genoeg contact hebben met metalen in de mondholte, juist tolerant worden in plaats van allergisch. Datzelfde principe wordt tot op de dag van vandaag volop onderzocht op toepasbaarheid bij autoimmuun ziekten, zoals reuma. Grote uitdaging daarbij is dat je eigenlijk met de behandeling zou moeten starten voordat de eerste ziekte-verschijnselen zijn opgetreden: preventie dus. Maar dan is ook de vraag: waarmee? Die discussie is dus nog lang niet niet gesloten …

…. like the effects of oral tolerance induction at eucharist

40. … evenmin als over de heilzame effecten van andere vormen van orale tolerantie inductie.

14

Does oral/mucosal tolerance facilitate mucosal cancer growth?

41. Het begrip ‘orale tolerantie’ roept ook de vraag op of darmkanker dan niet juist makkelijk kan ontsnappen aan effectieve afweer. Hoe immuun-suppressie werkt en wat je eraan kan doen wordt daarom momenteel door ons en vele andere groepen elders volop onderzocht.

Active Specific Immunotherapy (ASI)

Add immune activator (BCG )

(Vermorken et al The Lancet 1999)

Irradiate

ColonTumor

Skin injectionSkin injection

� Reduced tumor recurrence in skin vaccinatedcolon cancer patients!!

42. We maakten een jaar of 15 geleden bij ons vaccinatie onderzoek bij darmkanker patienten (de ASI-studie) al gebruik van het inzicht dat je het beste via de huid kan vaccineren. Dus, na een ogenschijnlijk succesvolle operatieve verwijdering van alle zichtbare tumorweefsel, de tumorcellen isoleren en bestralen, en dan gemengd met immuun-stimulerende bacterieen als vaccin in de huid injecteren. De resultaten waren veelbelovend en werden in The Lancet gepubliceerd. Het is wel frustrerend te zien dat dit onderzoek vanwege de toegenomen regeldruk en veiligheidsangst haast onbetaalbaar is geworden. Na diverse faillissementen hoopt een nieuwe

firma het nu weer verder te kunnen brengen

T cell tolerance: many faces, many words

• Deletion spec T cells absent•• Anergy spec T cells unresponsive•• Ignorance spec T cells not encountered

• Suppression by Th3, Tr1, Treg, …

43. T cel tolerantie, weten we nu, is veel complexer dan we eerst dachten, en het vocabulaire is daarmee ook verder uitgedijd … van Deletion (zonder specifieke T cellen kan je makkelijk tolerant zijn), via Anergy (de T cellen zijn er wel, maar verlamd) en Ignorance (ze kunnen er niet bij komen …) tot Suppression ( … of zelfs actief ontstekingen tegenwerken). En de laatste versie, weten we nu ook, komt in veel verschillende smaken …

The fight against T cell tolerance in cancer: many frontiers

Mechanism Approach

• Deletion Polyvalent antigens(whole cells, proteins, long peptides)

• Anergy Adjuvants

• Ignorance Vaccination

• Suppression * Adjuvants* Rerouting* Inhibiting blocking signals* Cytoreductive treatments

44. Voor elk facet van tolerantie zullen we dus bij tumortherapie de juiste aanpak moeten kiezen. En, het zal dus waarschijnlijk gunstig zijn om meerdere aanpakken met elkaar te combineren, zoals de triple therapie bij de behandeling van AIDS patiënten.

15

45. Al met al verwachten we dat tumorvaccinaties een belangrijke aanvulling zullen gaan bieden op het klassieke therapeutisch arsenaal met chirurgie, bestraling en toxische stofjes. Wereldwijd worden er momenteel veel nieuwe vaccinatiebehandelingen uitgetest. Enkele studies waar ik toe bijgedragen heb of nog bijdraag in het Vumc staan op het volgende plaatje.

• Colon kanker en melanoom (ASI trials; 1990-2000) – Veelbelovende resultaten (The Lancet 1999)– Regelgeving/ kosten �� (F6000 � € 30.000 ppt) �

failissementen– Toch verder? (Vaccinogen Inc, Emmen NL)

• Prostaat kanker vaccinatie (GVAX + Ipi; 2005 – )– Veelbelovende resultaten (publikatie volgt) – Regelgeving/ kosten �� � faillisement CellGenesys Inc– Toch verder?

• Acute myeloide leukemie (DCOne vaccin: 2011 - )– Met steun van DCPrime BV/ VUmc/ NL/ EU beurzen

Amsterdam: VUmc tumor vaccinatie studies

46. Het valt u misschien op dat dit soort onderzoekingen allemaal met steun van bedrijven worden uitgevoerd. En dat die nogal eens omvallen. Dat klopt, want dit onderzoek is zo kostbaar dat de overheid en zelfs het KWF, onze grootste sponsor, dit niet uit belastingen of collectebus opbrengsten kunnen betalen. En sinds de veiligheidseisen, en dus de kosten, bij klinisch onderzoek exorbitante proporties hebben aangenomen, zijn die bedrijven dan weer snel het slachtoffer.

Medisch onderzoek in laatste 40 jaren afgedaaldvan de ivoren toren …

Samenwerken met industrie of zelf bedrijf starten …..

• tot 1985: Not done! ‘strijdig met zuiverwetenschappelijk onderzoek; alleen voorzakkenvullers …’

• Na 1990: is juist OK! ‘Want, toepassingenstimuleren het fundamentele onderzoek …’

47. Het moge duidelijk zijn dat onderzoekers en overheid nu wat anders aankijken tegen samenwerkingen tussen Academia en Industria. Toen ik begon was dit not done, maar nu wordt het juist sterk gestimuleerd. We zijn inderdaad tot het inzicht gekomen dat die samenwerking niet ten koste hoeft te gaan van het fundamentele onderzoek, integendeel …..

• Monoclonale antistoffen voor R&D. Ism George Scheffer: financiering 1-2 onderzoeksmedewerkers uitjaarlijkse inkomsten

• Gekweekte huidA-Skin BV. Ism collega Sue Gibbs et al (EU en BWS subsidies voorchronische en brand-wond behandelingen)

• Dendritische cel tumorvaccinsDCprime BV. Olv collega Ada Kruisbeek: EU subsidies en financiering voor klinische studies; eerst bij leukemie patienten ism Arjanvd Loosdrecht et al (Afd Hematologie)

Bedrijvigheid in eigen onderzoek: off-spins

48. Gestimuleerd door de ondernemingsgezindheid van mijn eigen familie, en van ons toenmalige afdelingshoofd Chris Meijer, kreeg ook ik de smaak te pakken van toegepaste bedrijvigheid. Zo worden de monoclonale antistoffen afkomstig uit het onderzoek met George Scheffer en Jan de Groot al sinds begin jaren 90 over de hele wereld gebruikt. Voor de ontwikkelingen van de gekweekte huid-producten van Sue Gibbs hebben we ASkin BV opgericht. En, voor de ontwikkeling van nieuwe dendritische cel-tumorvaccins is DCPrime BV opgericht, onder leiding van collega Ada Kruisbeek. Gezamenlijk zetten wij ons ervoor in dat

16

dit allemaal tot duurzame toepassingen bij patiënten gaat leiden!

Wie zijn onze onderzoeksmedewerkers?

Medische biologen– Opleiding aan VU in 1972 gestart met ca 20 studenten; nu > 150 – toekomst in onderzoek, onderwijs, overheid– voorbereiding/ parkeerstudie tbv Geneeskunde– algemene interesse in gezondheidsvragen

• Opleiding Geneeskunde– Promotie-onderzoek, waarna meestal klinische specialisatie

• Analisten– HBO – promovendi en onderzoekers

49. En dan nog enkele slotoverwegingen. Dit soort onderzoek doe je nooit alleen! Goed getrainde en gemotiveerde collega’s en medewerkers zijn cruciaal. Daarbij zijn echte dokters schaars. Want hier, net als elders ter wereld, worden artsen meestal weggezogen door de behandeling van de patiënten van alledag. Ze hebben daarom meestal weinig tijd over voor onderzoek voor de patiënten van morgen …. Ik heb daarom altijd veel tijd besteed aan de opleiding van gespecialiseerde medisch-biologische onderzoekers. Het doet me veel genoegen dat die opleiding nu erg veel studenten trekt!

* Beste professor Scheper, Helaas heb ik een probleem waar ik enkel mijzelf aan te danken heb, maar dat u, denk ik, kan oplossen. Ik heb ………. Hierna is dit briefje bij mij in de vergetelhoek gekomen en kwam ik dit pas vorige week weer tegen …...

* Hallo Prof. Scheper,Hartsikke bedankt voor het doorsturen van de mail. Ik heb al positief berigt gehad. Groetjes ….

* Hallo, hoe is het ermee? Ik zag een mooie uitnodiging voor uw emiraat voorbij komen ……

Studenten mail anno 2010: enige taalbegeleidingblijft gewenst …

50. De taalvaardigheden van onze studenten en medewerkers blijven wel een bron van zorg, ook al omdat je als projectleider alles toch moet corrigeren tot leesbare en journalistiek verantwoorde

teksten. Ik heb de indruk dat de taalvaardigheid van onze studenten ook in de komende jaren wel wat extra aandacht mag krijgen. Liefst al op de middelbare school natuurlijk!

Biomedische onderzoeksvragen in het publieke debat

1. Menselijke organen voor onderzoek2. Proefdieronderzoek

3. Gen-technologie4. Kwaliteitseisen: GLP, GMP, GCP …

5. Overheid en collectebus fondsen 6. Biotechnologische start-ups7. Big Farma en gezondheidszorg

8. Alternatieve geneeswijzen 9. Evolutie en religie

10. Ziekte preventie 11. Medicijnen in 3e wereld12. Genetic counseling

Hoe?

Veilig?

Wie betaalt?

Wat te geloven?

Wie baat het?

51. En bij mijn cursussen gaf het me ook voldoening om extra aandacht te geven aan vragen rondom het biomedische onderzoek. En dat zijn er heel veel: ze gaan over het gebruik van menselijke weefsels of proefdieren, over veiligheid van de gebruikte technieken en alle nieuwe regelgeving, de rol van onze sponsors, de claims van alternatieve geneeswijzen, en diverse andere mondiale en ethische kwesties.

Dierenwetgeving nietautomatisch signaalvan beschaving:

de wetgeving over proefdiergebruik was in Nazi-Duitsland al in 1934 voorbeeldig ….

Ter discussie …

52. Zo stimuleerden deze en het volgende plaatje tot boeiende discussies: hier een cartoon uit 1934 over de dan net ingevoerde anti-proefdiergebruik wetgeving in het voormalige nazi-Duitsland. Dit roept de gedachte op dat dierenliefde niet garant staat voor beschaving ….

17

Ter discussie: alternatieve beloften …..

53. En dit plaatje, waarop een veelverkocht middel staat, Hopeful Star, dat tegen talloze kankersoorten zou werken … Een mengsel van 30 gedroogde chinese kruiden dat smaakt als Buisman voor de koffie: het is ons zelf nooit gelukt er enige werkzaamheid van aan te tonen. Maar, dat was bij cavia’s en muizen, en onze Chinese opdrachtgevers vonden dit het ultieme bewijs dat proefdieren niet op mensen lijken, immers de verkoop liep uitstekend …

• Gangbare diagnostiek & behandelingen/ zorgpaden zijn gebaseerd op gestolde kennis

• Medisch-Biologische R&D is geen ‘luxe’: zijbekommert zich om de patienten van ‘morgen’

• In Academische ziekenhuizen dient R&D eenzichtbaar belangrijker deel van de begrotinguitmaken

Wat mij betreft niet ter discussie:

54. Maar, iets wat wat mij betreft niet ter discussie dient te staan is het belang van medisch-biologisch onderzoek: ik betreur het dat ook in Academische ziekenhuizen de financieële middelen daarvoor vrijwel uitgeknepen zijn, en de basisbudgetten steeds meer alleen op de dagelijkse zorg gericht zijn.

55. Hora est. Het moge duidelijk zijn dat ik dankbaar ben voor alle kansen mij geboden. Gezegend met goede gezondheid, stimulerende collega’s, opbloeiende promovendi en meestal toch wel leergierige studenten heb ik fascinerend werk kunnen verrichten. Het College van Bestuur van de Vrije Universiteit en de Raad van Bestuur van het VU Medisch Centrum dank ik voor het in mij gestelde vertrouwen. Bob Pinedo voor zijn steun bij ons tumorimmunologisch onderzoek en de fundraising voor ons tijdelijke kanker-centrum, de rood-blauwe blokkendoos aan de snelweg.

… dank voor alle zorgen, steun en collegialiteit

56. … En mijn afdelingshoofden, tot voor kort Chris Meijer en nu Gerrit Meijer, voor hun tomeloze inzet voor onze bloeiende afdeling. En voor hun steun, of zonodig gedoogsteun, voor mijn onderzoekslijnen. En, voor alle steun van Carla, Linda, Hennie en andere leden van onze secretarieële staf, onze financieële medewerkers en vele collega’s natuurlijk!

18

…. en vooral ook aan jullie!

57. Vooral dankzij mijn directe collega’s en medewerkers, van wie ik ruim 30 heb mogen begeleiden bij hun promoties, en met wie duurzame vriendschappen konden ontstaan, onderging ik ruim 40 jaren lang mijn werk als een lichte last. Ik zou nu nog met name willen noemen: Mary von Blomberg, collega sinds de jaren 70, die samen met Ingrid van Hoogstraten de diagnostiek van Immuunziekten binnen het VUmc tot grote bloei heeft gebracht. Tanja de Gruijl die samen met Bob Pinedo, en daarna Winald Gerritsen, Fons van den Eertwegh en Hans van der Vliet baanbrekend klinisch onderzoek naar nieuwe tumor-immunotherapieën uitvoeren. Sue Gibbs, die we gelukkig uit Leiden konden halen om hier het dermatologisch onderzoek tot bloei te brengen en Thomas Rustemeijer, die als oud-promovendus en dermatoloog de opgedane inzichten weer uitdraagt bij patiënten op de polikliniek Allergische huidziekten. George Scheffer voor zijn bijdragen tot het onderzoek aan geneesmiddel-resistentie, en Ada Kruisbeek voor haar succesvolle inzet voor DCprime en tumorvaccinatie. Het moge duidelijk zijn dat ik in die 40 jaren ook genoten heb van vele andere productieve en warme contacten met collega’s, oud-studenten en promovendi aan de VU, ACTA, andere universiteiten en bedrijfslaboratoria. En natuurlijk past ook dank aan al onze sponsors, zoals met name ook het KWF, vandaag vertegenwoordigd door Gijs Boerrigter, met wie ik eind jaren 70 voor het eerst het grensgebied van huidallergie en kankeronderzoek verkende.

Thanks for collegial friendships!

58. Last but not least, I have enjoyed so much all collegial friendships which developed along with many international collaborations. I would like to thank Bill Dalton (who unfortunately couldn’t make it this time), Bernie Fox from Portland, Raj Puri from Washington, Ulrike Stein from Berlin and Ian Kimber from Manchester for their inspiring friendships, great times at many occasions and successful collaborations!

59. En aan het thuisfront: het was me natuurlijk nooit gelukt vrolijk en creatief te blijven zonder de kritische steun van Mayonne, ons nageslacht en aanhang! Voor alle duidelijkheid: dit was een proeve voor een dankwoord voor als ik echt zou stoppen… Ik hoop nog enige jaren in goede gezondheid maar in een wat lagere versnelling bij te mogen dragen tot een twaalftal promoties en mooie toepassingen in de patiëntenzorg! Ik heb gezegd.

19

20

In cortege naar de Oratie

Met familie de Aula uit

Enkele collega’s over Rik:

Mary von Blomberg: ‘soms wel erg optimistisch maar we hopen onze inspirerende labrelatie nog langer voort te zetten’

Chris Meijer: ‘een creatief immunoloog en wetenschapper, perfect wat er mee is, moest hem wel af en toe in toom houden’

Gerrit Meijer: ‘jammer voor de Pathologie dat hij steeds meer geinteresseerd is geraakt in therapie in plaats van diagnostiek’

Ben Dijkmans: ‘ik hoop dat hij nog lang jonger blijft dan zijn Hirsch-index’

De (voor)laatste van een serie stemmige Nieuwjaarsgroeten van de werkgroep Immunologie van de Afdeling Pathologie VUmc. Vlnr Cor Verweij, Ingrid van Hoogstraten, Tanja de Gruijl, Jaap Middeldorp, Mary von Blomberg, Rik Scheper, Adrie Kromhout, Eric Hooijberg, Marco Schreurs, George Scheffer, …, Saskia Cillessen, Michiel Pegtel et al

A3K & TdG

inflammationinflammation

KCKC

sensitizationsensitization

epidermisepidermisLCLC

dermisdermis

allergenallergen

Model for development of skin allergy 2010

inflammationinflammation

KCKC

sensitizationsensitization

epidermisepidermisLCLC

dermisdermis

allergenallergen

Blood monitoringBlood monitoring