Presentatie van Jessie Hendricks tijdens Usher Awareness Day op 16 september 2023 in het Spoorwegmuseum te Utrecht. Jessie doet haar promotieonderzoek in het Radboudumc in Nijmegen. Haar project gaat over herkenning en erkenning van slaapproblematiek bij mensen met Ushersyndroom type 2a.
De video is ondertiteld, je hoeft alleen maar op de CC-knop te klikken om ze in te schakelen wanneer je de presentatie gaat bekijken.
Een onderzoeksteam onder leiding van Dr. Ronald Roepman (www.roepmanlab.com) gaat in het Radboudumc onderzoek doen naar de onderliggende oorzaak van het zichtverlies door Ushersyndroom. In dit onderzoek “Harnessing autophagy to combat macular degeneration” willen zij meer duidelijkheid krijgen over de sterfte van de kegelcellen in het netvlies. In een gezond oog worden afvalstoffen in het netvlies ‘opgeruimd’ maar bij netvliesziekten zoals Ushersyndroom gebeurt dat niet voldoende. De kegeltjes sterven uiteindelijk doordat afval zich in schadelijke hoeveelheden ophoopt in deze cellen. Dankzij de inspanningen van de wandelaars van ‘Nederland wandelt voor Usher’, kan Stichting Ushersyndroom dit belangrijke onderzoek voor een groot deel financieren.
Cruciale ontdekking
Erfelijke blindheid is een ingrijpende aandoening die het leven van vele patiënten ernstig beïnvloedt. Onderzoekers zijn al geruime tijd op zoek naar effectieve behandelingen, maar de vraag waarom de afvalstoffen in het netvlies bij erfelijke netvliesziekten, niet worden opgeruimd, is tot nu toe nog onbekend. Dr. Ronald Roepman, die samenwerkt in dit veelbelovende project met Dr. Erik de Vrieze en dr. Erwin van Wyk, heeft recentelijk een cruciale ontdekking gedaan die mogelijk een antwoord zou kunnen geven op deze vraag. Dit kan een belangrijke stap zijn in de richting van een oplossing. Dr. Ronald Roepman: “Als je weet waarom de kegeltjes het afval niet opruimen, dan kun je ze misschien helpen met opruimen door bijvoorbeeld een medicijn”.
Autofagie
Het onderzoek concentreert zich op het begrijpen van het mechanisme van ‘autofagie’ in kegelcellen. Autofagie is een biologisch proces waarbij bepaalde onderdelen van een
cel -zoals beschadigde eiwitten of lichaamsvreemde deeltjes- afgebroken worden. Recente onderzoeksdata wijzen in de richting dat ontregeling van dit proces een belangrijke oorzaak is van kegelsterfte, wat leidt tot de progressieve vermindering van het gezichtsvermogen bij deze erfelijke netvliesaandoeningen.
Sterfte door eigen afval
Een Usher-gen bevat de instructies voor de productie van een eiwit om de lichtgevoelige cellen in het netvlies – de staafjes en de kegeltjes – gezond te houden. Fouten in dit gen kunnen leiden tot het slecht functioneren van het eiwit en daarmee ook de processen verstoren. De kegeltjes produceren aanzienlijke hoeveelheden afvalstoffen, die normaal gesproken door het proces van autofagie opgeruimd worden. Als de Usher eiwitten niet aanwezig zijn of niet goed functioneren dan kunnen de kegeltjes zich niet ontdoen van hun afvalstoffen en komen als het ware om in hun eigen ‘troep’. De onderzoekers willen achterhalen op welke manier de genetische afwijking verantwoordelijk is voor de slecht functionerende autofagie.
Zebravisjes en netvliesorganoïden
Het onderzoeksteam maakt gebruik van zebravisjes als modelorganisme in het laboratorium, vanwege de opvallende gelijkenissen van hun ogen met die van mensen. Met behulp van de zebravissen zullen de gezonde kegelcellen en kegelcellen met verstoorde autofagie, met elkaar vergeleken worden.
Daarnaast zal het onderzoeksteam netvliesorganoïden gebruiken, kleine netvliesjes die in het laboratorium zijn gekweekt met cellen van zowel patiënten met Ushersyndroom als van mensen met gezonde ogen. Deze organoïden bieden een waardevol platform om het mechanisme van autofagie in gezonde en zieke cellen te bestuderen.
Hoop op vinden veilige en effectieve behandeling
Wanneer het mechanisme van autofagie in kaart is gebracht, zal het onderzoeksteam op zoek gaan naar stoffen die het proces van autofagie kunnen stimuleren waardoor er minder of geen kegelsterfte meer plaatsvindt. Met behulp van een databank met duizenden stoffen, waarvan bekend is dat ze eiwitten stimuleren of remmen, hopen ze een veilige en effectieve behandeling te vinden.
Ook voor andere erfelijke netvliesziekten
Dit veelbelovende onderzoek zal niet alleen bijdragen aan gedetailleerde kennis over autofagie en kegelsterfte, maar ook mogelijkheden bieden voor verdere ontwikkeling van behandelingen. Als de uitkomsten van dit onderzoek succesvol blijkt, kan dit project de achteruitgang van het zicht afremmen en een aanzienlijke impact hebben op de kwaliteit van leven van patiënten met Ushersyndroom. Dr. Roepman: “Het zal dan niet alleen een oplossing kunnen bieden voor Ushersyndroom maar ook voor patiënten met Retinitis Pigmentosa (RP), Macula Degeneratie (MD) en alle andere vormen van erfelijke netvliesziekten.”
Het huidige project heeft een looptijd van drie jaar. Stichting Ushersyndroom speelt een belangrijke rol bij het onderzoek door een groot deel van het benodigde budget te financieren. Wij financieren dit onderzoek niet alleen. Dankzij LSBS (Landelijke Stichting voor Blinden en Slechtzienden) en de donateurs van het Oogfonds zijn zij medefinanciers voor dit project en leveren daarmee ook een waardevolle financiële bijdrage om dit veelbelovende onderzoek mogelijk te maken.
De cheque werd overhandigd tijdens de feestelijke dag in het Spoorwegmuseum in Utrecht op de Global Usher Awareness Day 2023.
Jij kunt ons steunen door middel van een donatie. Daarmee kan Stichting Ushersyndroom wetenschappelijk onderzoek financieren. Onderzoek dat moet leiden tot een behandeling van Ushersyndroom zodat doof én blind worden stopt!
Elke donatie is waardevol en brengt oplossingen voor Ushersyndroom dichterbij.
Merel Stemerdink (rechts) heeft de mini-gen producten ontwikkeld en laat ze zien aan Ivonne Bressers (Stichting Ushersyndroom). Ivonne (links) kijkt naar de PCR-strip in haar hand.
Dit is voor de onderzoekers een belangrijke stap omdat dit het allereerste diermodel is voor ADGRV1-gerelateerde retinadysfunctie, en daarmee een belangrijke schakel in het verdere onderzoek naar therapieontwikkeling voor ADGRV1-gerelateerde RP.
Met deze vissen als diermodel, zal Merel het komend jaar ook de effectiviteit van de ADGRV1-minigen therapie gaan testen.
De officiële titel van het paper luidt ‘Generation and Characterization of a Zebrafish Model for ADGRV1-Associated Retinal Dysfunction Using CRISPR/Cas9 Genome Editing Technology’ – gepubliceerd in een Special Issue van Cells ‘CRISPR-Based Genome Editing in Translational Research’.
Lees ook:
Minigenen voor USH2C
Niets meer kunnen horen – en dus niet meer kunnen genieten van muziek en moeite hebben met het voeren van gesprekken – of niet meer kunnen zien? Het antwoord op deze onmogelijke vraag is waarschijnlijk niet te geven. Mensen met het Ushersyndroom hoeven hem niet te beantwoorden; zij worden doof en blind.
Het Ushersyndroom is een zeldzame, erfelijke aandoening die bij ongeveer één op de 20.000 mensen voorkomt. Het is een zogenaamde recessief overervende aandoening. Dat betekent dat beide ouders drager zijn van een bepaald gendefect zonder dat ze daarvan last hebben. In de meeste gevallen hebben de ouders geen weet van het feit dat ze drager zijn van dit gendefect. In ongeveer 25 procent van hun kinderen komt het gendefect, afkomstig van zowel vader als moeder, bij elkaar en resulteert dat in aangeboren slechthorendheid.
Kokervisus
De eerste problemen met het zicht openbaren zich pas vanaf de puberteit. In eerste instantie wordt het steeds moeilijker om in schemerige ruimtes zaken van elkaar te onderscheiden (nachtblindheid). Vervolgens neemt het zicht vanaf de randen van het gezichtsveld langzaam af. Het lijkt alsof je de wereld door een wc-rolletje ziet. Dit wordt kokervisus genoemd. Na verloop van tijd wordt de diameter van de koker steeds kleiner, totdat voor veel mensen met Usher syndroom het licht rond hun zestigste levensjaar definitief uitgaat.
Tegenwoordig wordt de diagnose Usher syndroom vaak al op jonge leeftijd gesteld. Pasgeboren kinderen ondergaan in Nederland de zogenaamde neonatale gehoortest. Kinderen waarvan later wordt vastgesteld dat ze Usher syndroom hebben, slagen niet voor deze test. Daarna vindt meestal genetisch onderzoek plaats om een eventuele onderliggende erfelijke oorzaak vast te stellen of uit te sluiten. De uiteindelijke uitslag die door de klinisch geneticus en behandelend arts aan de ouders wordt medegedeeld, komt aan als een mokerslag. De oorzaak van het gehoorverlies is gevonden en kan gedeeltelijk gecompenseerd worden met gehoorapparaatjes of cochleaire implantaten. Daarnaast zal er zich dus vanaf de puberteit een progressief verlies van zicht openbaren, waarvoor er tot op dit moment geen behandeling beschikbaar is.
Onderzoek
Hearing & Genes, binnen de afdeling KNO van het Radboudumc, is het landelijk erkende expertisecentrum voor erfelijke gehooraandoeningen, inclusief Usher syndroom. Sinds jaren wordt er binnen de afdeling onderzoek uitgevoerd om het Usher syndroom beter te leren begrijpen. Vragen zoals ‘Waardoor wordt het Usher syndroom veroorzaakt?’, ‘Wat gaat er precies mis in het oog en het oor?’ en (Hoe verloopt het ziekteproces?’ worden onderzocht. Sinds enkele jaren is daar een belangrijke vraag bijgekomen: hae kunnen we de achteruitgang van het zicht remmen of misschien zelfs wel stoppen?
In 2004 werd het belangrijkste gen dat betrokken is bij het ontstaan van het Usher syndroom door Erwin van Wijk geïdentificeerd: het USH2A gen. Pathogene varianten in dit gen, ook wel mutaties genoemd1 zorgen ervoor dat het eiwit – dat gecodeerd wordt door dit gen – niet meer gemaakt wordt of niet meer functioneel is. Ongeveer 50 procent van alle Usher-patiënten op de wereld kunnen verklaard worden door mutaties in dit USH2A gen. Na het verkrijgen van een Veni-subsidie van ZonMW (NWO) is Erwin in 2012 gestart met de ontwikkeling van een innovatieve methode om de achteruitgang van het zicht te remmen. De onderzoeksgroep werd uitgebreid met promovendi1 postdocs en een research analist. Momenteel wordt er in het laboratorium met acht personen gewerkt aan de ontwikkeling van een genetische therapie. Daarnaast wordt er in nauwe samenwerking met de afdeling Oogheelkunde een natuurlijk beloopstudie uitgevoerd, waarin het gehoor en zicht van een groep Usher-patiënten gedurende een periode van vijf jaar nauwkeurig in kaart wordt gebracht.
Genetische pleisters
Om een dergelijke therapie te kunnen ontwikkelen, zijn twee zaken essentieel. Je hebt een goede, haalbare therapeutische strategie nodig en een cel- of diermodel om de werkzaamheid van deze strategie uiteindelijk in te testen. De aanpak die gekozen werd, wordt ‘exon skipping’ genoemd. Hiervoor worden antisense oligonuc/eotiden gebruikt, in de volksmond ook wel ‘genetische pleisters’ genoemd. Genen zijn opgebouwd uit stukken informatie die vertaald worden in eiwit (de exonen) en stukken die niet vertaald worden in eiwit (de intronen).
Verreweg de meeste mutaties zijn te vinden in exonen. Door specifiek het exon waarin een erfelijke fout zit af te plakken met een ‘genetische pleister, 1 zal dit exon niet meer vertaald worden in eiwit. Daarmee komt dus ook de erfelijke fout niet meer in het eiwit terecht. Het gevolg is dat het USH2A eiwit een stukje kleiner wordt, maar hopelijk voldoende functionaliteit bezit om het oog goed te laten blijven functioneren.
Zebravissen
Voor de eerste groep van USH2A-patiënten zijn inmiddels ‘genetische pleisters’ ontwikkeld. Sanne Broekman, research analist in het Van Wijk lab, heeft zich gespecialiseerd in het meten van de oogfunctie van zebravislarven met behulp van elektrofysiologie. Zebravissen blijken namelijk zeer geschikt om de werkzaamheid van een genetische therapie voor het Usher syndroom in te testen. Om zich deze uitermate specialistische kennis eigen te maken, heeft Sanne drie maanden gewerkt binnen de onderzoeksgroep van de absolute specialist op dit gebied: professor Stephan Neuhauss (Universiteit van Zürich). Sanne toonde met haar metingen aan dat het USH2A eiwit na behandeling met de genetische pleisters weer gevormd werd in de ogen van zebravissen waarin het USH2A gen was uitgeschakeld. Daarnaast kon ze laten zien dat het gevormde eiwit ook nog eens functioneel was.
Sprankje licht
Inmiddels is deze kennis in samenwerking met het Leidse biotech bedrijf ProQR Therapeutics vertaald naar een experimentele behandeling voor patiënten. De genetische pleister werd QR-421a genoemd, later omgedoopt tot U/tevursen. In maart 2019 zijn de eerste patiënten behandeld, waarna in april 2021 de tussentijdse resultaten werden gepresenteerd: het middel bleek veilig en daarnaast ook nog eens effectief. Momenteel wordt gezocht naar investeerders om de laatste fase van klinische testen uit te kunnen voeren waarmee de effectiviteit van het middel vastgesteld moet worden binnen een grote groep patiënten. Indien de positieve resultaten overeind blijven, zal de procedure voor de goedkeuring van het medicijn door de EMA en FDA opgestart kunnen worden. Na jaren van onderzoek gloort er nu dus eindelijk een sprankje licht aan het einde van de tunnel voor Usher-patiënten!
ANALYSEVISIE I NR 6 1 DECEMBER 2022
TEKST ERWIN VAN WIJK EN SANNE BROEKMAN HEARING& GEN ES, KNO, RADBOUDUMC NIJMEGEN
Lees ook:
Twee kanten van het verhaal
Altijd werd gedacht dat slaap- en vermoeidheidsproblemen bij patiënten met het Ushersyndroom het gevolg zijn van verhoogde inspanningen ter compensatie van hun dubbele sensorische beperking: een beperkt gezichtsvermogen in combinatie met gehoorverlies. Onderzoekers van het Radboudumc laten in Ophthalmology Science zien dat dit idee niet klopt. Naast ernstige problemen met het gehoor en zicht, lijken slaapproblemen óók een wezenlijk kenmerk van de ziekte.
Patiënten met het Ushersyndroom hebben vaak grote problemen met zien en horen. Ze worden doof of slechthorend geboren en verliezen daarna vanaf jonge leeftijd ook nog langzaam het gezichtsvermogen. De grote individuele verschillen in de ernst van de ziekte hangen nauw samen met de aard van de genetische mutatie en het type Usher syndroom, waarvan er inmiddels vier bekend zijn. Hoe groot de verschillen in ernst van de ziekte ook zijn, het gaat altijd om problemen met zien en horen. Dat zijn de centrale kenmerken van de ziekte. “We horen van patiënten met enige regelmaat ook wel andere klachten, waaronder evenwichtsstoornissen, maar die zijn aangemerkt als onderdeel van de ziekte”, zegt onderzoeker Erwin van Wijk. “Daarnaast wordt in de spreekkamer met enige regelmaat melding gemaakt van slaapproblemen en overmatige vermoeidheid. De vermoeidheid wordt steevast afgedaan als gevolg van de dubbel zintuigelijke beperking waar patiënten mee te maken hebben. En er wordt verondersteld dat de slaapproblemen die patiënten vaak melden, het gevolg zijn van de beperkte lichtperceptie. Want wie slecht of helemaal niet meer ziet, raakt het visuele dag- en nachtritme kwijt, met consequenties voor de slaap.”
Slechter slapen
Onderzoekers van het Radboudumc hebben veel contact met patiënten, ook via Stichting Ushersyndroom. “Op een gegeven moment viel op dat wel erg veel patiënten last hadden van slaapproblemen en vermoeidheid,” zegt Van Wijk. “Dat intrigeerde ons. Was er misschien toch iets anders aan de hand dan we altijd dachten? Onder begeleiding van Erik de Vrieze, Juriaan Metz, Rob Collin en mijzelf is promovendus Jessie Hendricks dat gaan uitzoeken. Met maar liefst vijf verschillende gevalideerde vragenlijsten bracht ze de problematiek van 56 Usher syndroom type 2A (USH2A) patiënten in kaart en vergeleek hen met 120 gezonde controles.”
Daaruit bleek dat USH2A patiënten inderdaad vaker slecht sliepen dan mensen in de controlegroep. Ze hadden vaker een sterk verminderde slaapkwaliteit en waren overdag vaker slaperig en meer vermoeid. Maar het meest opvallende was, dat de slaapproblemen níet samenhingen met de ernst van de visuele beperking. Van Wijk: “Dat komt overeen met wat patiënten wel vaker benoemen, maar waar eigenlijk niemand ooit op deze manier goed naar had gekeken.”
Wezenlijk kenmerk van Usher
Op het eerste gezicht lijkt het misschien maar een gradueel verschil, maar de bevinding is veel belangrijker. Van Wijk: “Eigenlijk betekent het dat de alom aanwezige slaapproblemen bij USH2A niet primair voortkomen uit een beperkt zicht, maar dat ze ook al bestaan bij patiënten die nog prima zien. Het lijkt er dus op dat we de slaapproblemen moeten zien als een wezenlijk extra kenmerk van Usher syndroom, en niet als een gevolg van het slechte of verslechterende zicht.”
Deze aanwijzing, gebaseerd op vragenlijsten, moet natuurlijk verder worden onderbouwd. Dat kan bijvoorbeeld door onderzoek in een bestaand zebravis model voor Usher syndroom. Ook zebravissen hebben een duidelijk slaappatroon. Is dat ook bij hen ook verstoord? En zijn er aanwijzingen in de hersenen te vinden dat Usher-genen op de een of andere manier betrokken zijn bij het reguleren van de slaapprocessen? Dergelijk vervolgonderzoek staat inmiddels in de steigers.
Betere kwaliteit van leven
Van Wijk wijst nog op een ander aspect van het onderzoek. Als slaapproblemen inderdaad een onderdeel van de ziekte blijken te zijn, kan gezocht worden naar een manier om die problemen aan te pakken. “Op dit moment is de slaapproblematiek niet opgenomen in het zorgpad voor Usher syndroom patiënten, omdat het geen officieel kenmerk is van de aandoening. Het gevolg is dat het benodigde onderzoek in een slaapkliniek vaak niet wordt vergoed door de zorgverzekeraar. Mogelijk verandert dit als gevolg van het in Ophthalmology Science gepubliceerde onderzoek en vervolgonderzoek dat op stapel staat. Behandeling van de slaapproblemen kan de kwaliteit van leven van patiënten met Ushersyndroom absoluut verbeteren.”
——————-
Publicatie in Ophthalmology Science: Evaluation of sleep quality and fatigue in patients with Usher syndrome type 2a – Jessie M. Hendricks, MSc, Juriaan R. Metz, Hedwig M. Velde, Jack Weeda, Franca Hartgers, Suzanne Yzer, Carel B. Hoyng, Ronald J.E. Pennings, Rob W.J. Collin, H. Myrthe Boss, Erik de Vrieze, Erwin van Wijk
Op dit moment is er nog geen behandeling voor Ushersyndroom, een aandoening die wereldwijd 400.000 mensen treft. Om een behandeling te vinden, die het proces van doof én blind worden kan stoppen, vertragen of zelfs herstellen, is meer kennis en onderzoek naar het Ushersyndroom nodig.
Daarom reikt Stichting Ushersyndroom de ‘Moon Rocket Grant’ uit: € 200.000, – voor onderzoek naar het Ushersyndroom met een maximum van € 100.000, – per onderzoek.
De Moon Rocket Grant
Stichting Ushersyndroom lanceerde de Moon Rocket Grant: een grote pot geld voor baanbrekend onderzoek naar (een behandeling van) Ushersyndroom. Het doel van de Moon Rocket Grant van Stichting Ushersyndroom is het realiseren van de door ons geformuleerde moonshot: “In 2025 is Ushersyndroom behandelbaar!’ Deze moonshot omvat alle vormen en subtypes van het Ushersyndroom.
De onderzoeksvoorstellen moeten passen binnen één van de vier kernwaarden van de ‘Moon Rocket Grant’: Behandeling, Kennis, Diagnostiek en Impact.
Elk onderzoek (fundamenteel, translationeel of klinisch) moet leiden tot een behandelingsoptie, meer kennis en begrip, betere diagnostiek en het vergroten van impact voor elke vorm van Ushersyndroom.
Alle ingediende onderzoeksvoorstellen zijn uitgebreid getoetst en beoordeeld door de Medisch Adviesraad. Na deze eerste beoordeling heeft er nog een tweede ronde plaatsgevonden: een onlinepresentatie met een kort interview, waarna de definitieve keuze voor toekenning is gemaakt.
De Moon Rocket Grant gaat naar …..
Stichting Ushersyndroom is verheugd om mede te delen dat er twee projecten in aanmerking komen voor de Moon-Rocket Grant 2022.
Prof. Mariya Moosajee (UCL institute of Opthalmology, London, UK), ontvangt € 100.000, – voor het project:
Prof. Mariya Moosajee
“Large Gene Augmentation with non-viral episomal vectors for Usher syndrome”
Inzet van niet-virale plasmide vectoren voor Ushersyndroom
Het is bekend dat de AAV-vector (adenoviraal virus) wordt gebruikt voor gentherapie, maar deze vector heeft een grens aan de grootte van het gen. De meeste Usher-genen zijn veel te groot om in een AAV-vector te worden verpakt. Bij toepassing van gentherapie op het netvlies van patiënten met gebruik van de AAV-vector, kan soms een verdunning van het netvlies (ook wel atrofie genoemd) ontstaan. Daarom moeten alternatieve ‘verpakkings’-vectoren worden gevonden voor toekomstige gentherapieën voor patiënten met het Ushersyndroom.
Prof. Mariya Moosajee heeft in samenwerking met Dr. Richard Harbottle (DKFZ German Cancer Research Centre, Heidelberg) een DNA-plasmide (USH2A-S/MAR-vector) ontwikkeld die het USH2A-DNA van volledige lengte kan omvatten.
Het DNA-plasmide is zowel getest in een zebravismodel, als in patiëntencellen uit een huidbiopsie.
Prof. Mariya Moosajee zal de ‘Moon-Rocket Grant’ gebruiken om het systeem van DNA-plasmide te testen in een al bestaand konijnmodel van USH2A.
Als de toepassing van deze alternatieve genvervangingsstrategie succesvol blijkt te zijn, zal dit een grote impact hebben op alle erfelijke netvliesaandoeningen. Na deze studie kan mogelijk een fase 1 klinische studie voor patiënten worden gestart en biedt het mogelijk ook oplossingen voor andere grote Usher-genen.
Gentherapie waarbij gebruik wordt gemaakt van DNA-plasmide kan extra voordelen hebben; toepassing (meerdere keren) met een beperkte immuunrespons. Prof. Mariya Moosajee hoopt dat deze aanpak veiliger zal zijn en enkele van de complicaties kan voorkomen die worden gezien bij de huidige virale gentherapie.
Dit project duurt minimaal 2 jaar en is begroot op ruim € 200.000. Moorfields Eye Charity en Cure Usher zullen ook bijdragen aan dit project. Met de bijdrage van de ‘Moon Rocket Grant’ van Stichting Ushersyndroom is het budget rond en kan het onderzoek starten.
Het tweede project dat gefinancierd wordt met de Moon Rocket Grant, is het onderzoek van Monte Westerfield (Neuroscience, university of Oregon) en Erwin van Wijk (Radbound University, Nijmegen, the Netherlands), voor het onderzoek:
Prof. Monte Westerfield en Dr. Jennifer Phillips
“Exon-skipping as a future treatment for USH1F associated retinal disease”
Exon-skipping als toekomstige behandeling voor USH1F-patiënten
In deze gezamenlijke studie zullen Monte Westerfield van de Universiteit van Oregon en Erwin van Wijk van het Radboudumc een behandeling voor Ushersyndroom type 1F-gerelateerde netvliesaandoening ontwikkelen en evalueren op basis van de exon-skipping-methodiek. Wereldwijd verliezen ongeveer 20.000 mensen hun gezichtsvermogen als gevolg van PCDH15-mutaties. Deze aandoening wordt Ushersyndroom type 1F (USH1F) genoemd.
Het PCDH15-gen codeert voor het protocadherine 15-eiwit (PCDH15-eiwit) en is essentieel voor normaal gezichtsvermogen en gehoor. Het PCDH15-eiwit bevat meerdere voorspelde extracellulaire cadherine (EC) domeinen. Veel USH1F-patiënten hebben mutaties in het gebied dat codeert voor de EC-domeinen nummer 6 (EC6) en 7 (EC7). Dit resulterend in een niet-functioneel of zelfs afwezig PCDH15-eiwit.
Dr. Erwin van Wyk
Het uiteindelijke doel van de onderzoekers is om een behandeling te ontwikkelen die de progressie van PCDH15-geassocieerd visusverlies stopt. Hiervoor zullen ze het principe van “exon skipping” toepassen en een “genetische pleister” ontwikkelen die de lichtgevoelige cellen in het oog zal instrueren om het gebied van het PCDH15-gen over te slaan dat codeert voor de EC6- en EC7-domeinen. Op deze manier wordt een wat korter maar hopelijk nog steeds functioneel PCDH15-eiwit geproduceerd, waarbij specifiek de EC6- en EC7-domeinen ontbreken.
Enkele jaren geleden werd een pilotstudie uitgevoerd waarin het therapeutisch potentieel van “exon skipping” voor USH1F werd onderzocht. In deze studie richtten de onderzoekers zich op een ander domein in het eiwit, maar dit resulteerde niet in herstel van de functie van het PCDH15-eiwit. Met de kennis die de afgelopen jaren is opgedaan, kunnen de onderzoekers nu beter voorspellen of het resterende eiwit na exon skipping functioneel zal zijn. Op basis van deze verbeterde voorspellingstools kiezen ze er nu voor om de regiocodering voor EC-domeinen 6 en 7 over te slaan.
In eerdere studies van zowel Monte Westerfield als Erwin van Wijk is aangetoond dat zebravissen geschikte diermodellen zijn voor deze studie. Om functioneel bewijs te verkrijgen voor het voorgestelde concept van het overslaan van het EC6-EC7-coderende gebied van PCDH15, proberen de onderzoekers dit deel van het PCDH15-gen uit het zebravisgenoom te verwijderen en te analyseren of deze ‘behandelde’ zebravis een beter gezichtsvermogen zal hebben dan de onbehandelde mutant zebravis met USH1F-mutaties.
Dit onderzoeksproject is begroot op € 100.000, – voor de duur van 24 maanden.
Stichting Ushersyndroom heeft als doel om wetenschappelijk onderzoek te financieren dat moet leiden tot een behandeling die de achteruitgang van het gehoor en zicht kan remmen, stoppen of verbeteren. Daarnaast besteedt de stichting ook (financiële) ondersteuning voor het verbeteren van de kwaliteit van leven, het vergroten van kennis en informatie over Ushersyndroom en het bevorderen van lotgenotencontact.
Of doneer via de QRcode aan Stichting Ushersyndroom
Stichting Ushersyndroom kondigt met trots aan dat het een onderzoek zal financieren, waarbij met behulp van onder andere patiënt specifieke cel-modellen en een groot diermodel, de beste aanpak voor USH1B (gen)therapie getest zal worden. Daarmee kan een (gen)therapie voor USH1B naar de preklinische fase gebracht worden. Dr. Kerstin Nagel-Wolfrum werkzaam aan de Johannes Gutenberg-Universität in Mainz zal dit project leiden.
Bij het type 1 van Ushersyndroom (USH1) worden kinderen doof geboren en is er geen functioneel evenwichtsorgaan (het vestibulair systeem). De eerste tekenen van het zichtverlies, zoals nachtblindheid en een kleiner wordend gezichtsveld, treden later in de kindertijd op. USH1 wordt meestal veroorzaakt door mutaties in het MYO7A-gen (USH1B). Ongeveer 14 % van alle mensen met Ushersyndroom heeft type 1B.
Het MYO7A-gen is een erg groot gen en het Myosine eiwit wordt ook wel een motor-eiwit genoemd. Het heeft ‘een kop-en-een-staart’ en zal daarom als één geheel vervangen of bewerkt moeten worden wanneer gentherapie ontwikkeld wordt.
Nieuwe benaderingen
Vanwege de grote omvang van het MYO7A-gen is klassieke gentherapie met een AAV-vector niet mogelijk. Maar nieuwe benaderingen, waaronder dubbele en drievoudige AAV-vectoren, mini-genen, prime-editing, translationeel doorlezen en exon-skipping, zijn veelbelovende nieuwe alternatieve therapeutische strategieën. Lees meer hierover op het Kennisportaal.
Van huidbiopt naar mini netvlies
Met behulp van een huidbiopt van een USH1B-patient (fibroblast), kan Dr. Nagel-Wolfrum deze moleculaire cellen door-ontwikkelen naar een retinale pigmentephitheel (RPE) en een retinale organoid (RO). Het retinaal pigmentepitheel zit tussen het netvlies en vaatvlies in en zorgt voor het opruimen van de afvalstoffen van de staafjes en kegeltjes in het netvlies. De retinale organoids worden ook wel de mini netvliezen genoemd.
De mogelijkheid om netvliesaandoeningen door middel van fibroblasten te modelleren naar mini netvliezen, heeft gezorgd voor ongekende mogelijkheden in het onderzoeksveld.
Dr. Kerstin-Nagel-Wolfrum
Inzichten verkrijgen en testen van therapieën
Dr. Kerstin Nagel-Wolfrum wil met behulp van de ‘mini netvliezen’ meer inzicht verwerven in het mechanisme waardoor het netvlies beschadigd raakt en zichtverlies optreedt. Daarnaast wil zij op deze retinale organoids (mini netvliezen) verschillende therapieën testen op hun effectiviteit en werking. Daarbij zal Dr. Nagel-Wolfrum ook de mini genen testen met behulp van een AAV-vector gebaseerde gentherapie.
Door naar de preklinische fase
Een groot diermodel, eenUSH1B-varken, is al ontwikkeld en klaar voor het testen van mogelijke therapieën. Dr. Nagel-Wolfrum zal de meest effectieve therapie uit het vooronderzoek met de retinale organoids (mini netvliezen) inzetten bij het onderzoek met het varkensmodel. Dit onderzoek wordt een preklinische fase genoemd. Indien de uitkomsten van deze preklinische fase positief zijn, kan dit veelbelovend zijn voor een mogelijke therapie voor patiënten.
Met dit project werkt Dr. Kerstin Nagel-Wolfrum nauw samen met:
Dit project zal een jaar duren en is begroot op € 100.000, -.
Stichting Ushersyndroom hoopt dat dit onderzoek zal bijdragen aan de ontwikkeling van 1 of meerdere effectieve behandelingen voor mensen met Ushersyndroom type 1B.
Bekijk hier de PowerPoint presentatie van Dr. Kerstin Nagel-Wolfrum
Geven tranen informatie die belangrijk kan zijn voor een verbetering van de diagnostiek en monitoring bij toekomstige behandelingen voor USH1b-patienten?
In de pilotstudie “Investigating the exosome content as a novel marker for Usher syndrome 1b” wil Dr. Irene Vázquez Domínguez, werkzaam in het Radboudumc, tranen gaan onderzoeken. Hiermee wil zij beoordelen of er aanwijzingen zijn dat tranen een bron van informatie kunnen zijn en daarmee kunnen bijdragen om niet alleen de huidige kennis over de ziekte te vergroten, maar óók om het beloop van Ushersyndroom type 1b beter te kunnen voorspellen.
Deze studie wordt voornamelijk gefinancierd door Stichting Ushersyndroom en gedeeltelijk medegefinancierd door co-financiering van Usher Syndrome Ireland. Als de uitkomsten uit deze studie positief zijn, dan kan de bestudering van tranen leiden tot nieuwe strategieën in het USH-onderzoek.
Tranen
Een van de menselijke lichaamsvloeistoffen zijn tranen. Tranen zijn rijk aan eiwitten, lipo-proteïnen en exosomen. Exosomen zijn kleine blaasjes die een breed scala aan moleculen bevatten, zoals RNA-moleculen. Daardoor zijn exosomen belangrijk voor de communicatie tussen cellen. Bovendien kunnen ze worden geïsoleerd uit tranen, waardoor de inhoud van de exosomen bestudeerd kan worden. Omdat tranen op een niet-invasieve manier (zonder ingreep in het lichaam) van patiënten kunnen worden verzameld, is een gemakkelijke en patiëntvriendelijke exosoomisolatie mogelijk.
Nieuwe biomarker voor onderzoek
Biomarkers zijn meetbare indicatoren die aan kunnen geven dat iemand ziek is, die kunnen voorspellen hoe ernstig een ziektebeloop zal zijn, of die laten zien of een behandeling werkt of niet. Met behulp van het tranen wil de onderzoeker Dr. Irene Vázquez Domínguez bestuderen of er biomarkers te vinden zijn, die bruikbaar zijn voor het verbeteren van de diagnostiek en die het beloop van Ushersyndroom type 1b beter kunnen voorspellen. Op lange termijn zouden, op basis van deze biomarkers, point-of-care tests ontwikkeld kunnen worden. Point-of-care tests bieden zorgprofessionals de mogelijkheid om een toekomstige behandeling te starten, te monitoren of aan te passen.
Het MYO7A-gen
We weten dat wel meer dan 10 genen betrokken zijn bij Ushersyndroom. Dit nieuwe onderzoek richt zich op één van deze genen, namelijk het MYO7A-gen. Dit gen zorgt voor de aanmaak van een specifiek eiwit: Myosine, dat zorgt voor het in leven houden van de fotoreceptoren (de staafjes en kegeltjes) van het netvlies.
Sommige kinderen met mutaties in het MYO7A-gen ontwikkelen naast hun aangeboren doofheid in hun kinder- en pubertijd geen Retinitis Pigmentosa. Er is dan sprake van niet-syndromale doofheid
Hoe kun je dit verklaren en/of voorspellen? Het antwoord op deze vraag zal kunnen leiden tot een betere diagnostiek. Voor de ouders is het soms heel moeilijk om in de onzekerheid te leven of hun kind wel of geen Retinitis Pigmentosa (RP) zal ontwikkelen.
Het vergroten van de huidige kennis over het MYO7A-gen is noodzakelijk om nieuwe biomarkers te vinden, die kunnen worden gebruikt bij het stellen van de diagnose en bij het voorspellen van het beloop. Tegelijkertijd kan deze kennis ook gebruikt worden bij de monitoring na een behandeling.
Exosoomisolatie
Ushersyndroom behoort tot de groep van Retinale Dystrofie-ziekten (RD’s). De achteruitgang van het zicht wordt veroorzaakt door het afsterven van retinale cellen, zoals de lichtgevoelige fotoreceptoren en/of het retinale pigmentepitheel (RPE).
Binnen het netvlies zijn RPE-cellen verantwoordelijk voor het grootste deel van de productie van exosomen. Eerdere studies gaven aan dat tranen rijk kunnen zijn aan RPE-exosomen.
Het doel van het onderzoek is om exosomen te isoleren van tranen en van RPE-cellen. Vervolgens wordt de inhoud van beide bestudeerd. Eerste wordt de controlegroep vergeleken met het materiaal van USH1b-patiënten. Vervolgens wordt de informatie van traan-afgeleide exosomen en van RPE-afgeleide exosomen ook vergeleken om te beoordelen of, zoals eerder werd gesuggereerd, ze dezelfde informatie opleveren.
Als dit succesvol is, zal uit dit onderzoek blijken dat exosomen kunnen worden gebruikt als middel om nieuwe strategieën in USH-onderzoek te ontwikkelen.
Tot slot zal deze studie ook aantonen of tranen een bron voor onderzoek kunnen vormen. Hiermee zou men een gemakkelijke en patiëntvriendelijke manier voor exosoomisolatie kunnen vinden.
Dit één jaar durende onderzoek is begroot op € 75.000, -.
Stichting Ushersyndroom financiert dit onderzoek met behulp van cofinanciering van Usher Syndrome Ireland.
Bekijk hier de powerpoint presentatie van
Dr. Irene Vázquez Domínguez
In dit onderzoek is het streven om met behulp van de CRISPR/Cas9-gen editing techniek, specifieke exonen waarin bij patiënten erfelijke mutaties voorkomen permanent uit het DNA van de fotoreceptoren in het netvlies en/of de haarcellen van het binnenoor te verwijderen. Het doel van deze strategie is, om met een eenmalige behandeling, de achteruitgang van het zicht (en op termijn hopelijke ook van het gehoor) te stoppen bij grotere groepen patiënten die mutaties hebben in deze exonen van het USH2A-gen.
Dr Erwin van Wijk en dr Erik de Vrieze (beide werkzaam in Radboudumc) gaan de werkzaamheid van deze nieuwe strategie voor de behandeling van Ushersyndroom onderzoeken. De onderzoeksgroep van deze wetenschappers werkt samen met Vasiliki Kalatzis van Universiteit van Montpellier in Frankrijk.
Ontwikkeling van exon-excisietherapie
Exon-excisie is een nieuwe behandelstrategie om genen te modificeren die coderen voor grote structurele eiwitten die opgebouwd zijn uit ketens van zich herhalende eiwitdomeinen. Deze eiwitdomeinen zijn de functionele onderdelen binnen een eiwit. Het idee is dat een eiwit een of meerdere van deze domeinen kan missen zonder zijn functie te verliezen. Het vergelijk kan gemaakt worden met een ketting. Een groot aantal afzonderlijke schakels die er individueel hetzelfde uitzien, vormen samen een ketting. Als je hier een paar schakels uithaalt, dan wordt de ketting weliswaar iets kleiner, maar zal hij nog altijd functioneel zijn.
Ten minste vier van de bekende Ushersyndroom-geassocieerde eiwitten, te weten: usherin (USH2a), ADGRV1 (USH2c), cadherin23 (USH1d) en protocadherin15 (USH1f), zijn opgebouwd uit een keten van herhalende “schakels” ofwel eiwitdomeinen. Met behulp van de moleculaire schaar “CRISPR/Cas9” zullen de genetische regio’s binnen het USH2A gen die coderen voor zo’n herhalend eiwitdomein en waarin tevens erfelijke fouten voorkomen bij patiënten, permanent verwijderd worden uit het DNA van fotoreceptoren. Hierdoor wordt het USH2A eiwit een of meerdere “schakels” korter en zal onderzocht worden of het dan nog altijd functioneel blijft. Mutaties in de USH2a, -2c, -1d en -1f-geassocieerde genen verklaren samen de onderliggende oorzaak in maar liefst 75% van alle Ushersyndroom patiënten! Dit benadrukt het potentieel van deze therapeutische strategie.
Jorden Leuverman: “Het is helemaal geweldig om te weten dat het interview ook nog eens heeft geleid tot zoiets veel groter dan mijn sponsoractie alleen”
Persoonlijke betrokkenheid
Het was een artikel in de Tubantia, waar het oog van Inge Wessels van Reggeborgh, op viel. In de krant stond een interview met Jorden Leuverman, waarin hij vertelde over zijn leven met Ushersyndroom. Inge Wessels vertelt: “Het raakte mij enorm. Jorden was al ernstig slechthorend en zou ook zijn zicht langzaam gaan verliezen”. Jorden heeft de diagnose Ushersyndroom, net als zijn opa. Hij startte een sponsoractie en haalde hiermee € 5.000,- op. Inge Wessels vervolgt: “Ik kreeg zo’n diep respect voor deze man toen ik het interview las in de krant. Uit eigen ervaring weet ik wat doof-zijn betekent in het dagelijkse leven. Je kunt dan veel informatie opvangen door te kijken naar mondbeeld en andere non-verbale communicatie. Als je door Ushersyndroom óók nog je zichtvermogen moet verliezen, lijkt mij dat verschrikkelijk”.
Kan ik jullie helpen?
Inge Wessels steunde de sponsoractie van Jorden en doneerde ook aan Stichting Ushersyndroom. “Kan ik jullie helpen met het bekostigen van een hoopvol onderzoek?’, was de vraag van Inge Wessels begin dit jaar.
Jorden: “Met mijn sponsoractie hoopte ik zoveel mogelijk geld op te halen voor Stichting Ushersyndroom. Doordat ik werd geïnterviewd door een journalist van de krant Tubantia, werd dit bedrag opeens een stuk hoger. Het is helemaal geweldig om te weten dat het interview ook nog eens heeft geleid tot zoiets veel groter dan mijn sponsoractie alleen”.
Proces van doof én blind worden stoppen
Wereldwijd leven ongeveer 400.000 mensen met deze aandoening, in Nederland ongeveer 1.000 mensen. Foutjes in een tiental verschillende genen leiden tot het ontstaan van Ushersyndroom. Deze genen coderen voor eiwitten die essentieel zijn voor het functioneren van het oog en het oor. Op dit moment bestaat er voor nog geen enkele vorm van Ushersyndroom een behandeling die het proces van doof én blind worden kan remmen, stoppen of herstellen.
Reggeborgh ondersteunt de 4-jaar durende studie ‘Ontwikkeling van exon-excisietherapie’ Wij zijn Reggeborgh enorm dankbaar voor haar donatie voor dit hoopvolle onderzoek!
v.l.n.r. Shannon Leuverman, Erik de Vrieze, Ivonne Bressers, Jorden Leuverman, Erwin van Wijk
Prof. Dr. Jan Wijnholds en promovendus Rossella Valenzano
Stichting Ushersyndroom financiert een groot deel van het nieuwe onderzoek “Genetic drugs preventing blindness due to loss of USH2A function”, dat onlangs van start is gegaan. Het onderzoeksteam onder leiding van Jan Wijnholds, werkzaam in het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC), gaat 2 behandelmethodieken testen op ‘mini-netvliezen’ gemaakt van menselijke stamcellen. De onderzoekers willen bestuderen of de lichtgevoelige cellen in de mini-netvliezen tot expressie komen na toediening van gentherapie. Kan het USH2a-gen in het netvlies vervangen worden of is het ook mogelijk om het defecte gen ter plekke te repareren?
Gentherapie is veelbelovend en de ontwikkelingen op dit vlak gaan erg snel. Het is een behandelmethode voor erfelijke aandoeningen waarbij gezonde kopieën van genen waarin bij patiënten foutjes (= mutaties) zijn gevonden, worden vervangen of worden gerepareerd in de cellen van een orgaan.
Uit onderzoek blijkt dat de retina (het netvlies) na gentherapie normale verbindingen met andere cellen kan maken waardoor er weer lichtrespons kan ontstaat. Na afgifte van een gezonde kopie van het gen of reparatie van het gen, maakt het netvlies de eiwitten aan die nodig zijn om goed te kunnen zien. Met gentherapie behandel je het hele gen zodat het niet uitmaakt welke soort mutaties je hebt.
Transportmiddel voor het grote USH2A-gen
Bij gentherapie wordt met behulp van een moleculaire vrachtwagen oftewel een transportmiddel een gezonde kopie van het gen op een specifieke plaats in het netvlies van het oog afgeleverd.
Dit gebeurt doorgaans door middel van een virus dat eerst onschadelijk is gemaakt zodat er een vector overblijft, een soort ‘verpakking’. De meest gebruikte vector is de adeno-geassocieerde virale vector (AAV).
Er is echter wel een probleem. Het USH2A-gen is veel te groot voor een normale AAV-vector, dus moet er gezocht worden naar een ander alternatief om de grote gezonde kopie van het USH2A-gen te kunnen afleveren in het oog van een patiënt.
Grote vrachtwagens als vector
Al eerder hebben de onderzoekers in het lab van Jan Wijnholds in het LUMC in samenwerking met dr Manuel A.F.V Gonçalves (afdeling Chemische Cel Biologie) nieuwe vectoren ontwikkeld waarin zeer grote genen in passen, de zogenaamde Hoge capaciteit Adenovirale Vectoren (HcAdV). Het grote USH2A-gen past in zijn geheel in deze vector. Daardoor kan deze vector als moleculaire vrachtwagen dienen en als vector gebruikt worden voor gentherapie.
Mini-netvliezen
In het onderzoeksproject “Genetic drugs preventing blindness due to USH2A function” wordt gebruik gemaakt van humane mutante USH2A iPSC-netvlies organoids om verschillende nieuwe hoge-DNA capaciteit gentherapie vectoren op uit te testen. Deze USH2A-‘organoids’ zijn ‘mini-netvliezen’ die gemaakt zijn van cellijnen afkomstig van USH2A-patiënten.
Deze ‘mini-netvliezen’ worden gebruikt, omdat daarmee het effect van verlies van USH2A-eiwit (Usherin) in het cilium van de fotoreceptor bestudeerd kan worden. Het cilium zorgt voor het transport van de essentiële eiwitten in het netvlies. Deze ‘organoids’, gemaakt van cellijnen van patiënten, zouden in de toekomst ook gebruikt worden voor het testen van gentherapie voor netvliesaandoeningen als gevolg van mutaties in andere Usher-genen..
Gen vervangen en/of gen bewerken
In het onderzoeksproject van Jan Wijnholds worden twee 2 vormen van gentherapie getest op de ‘mini-netvliezen’. Het eerste type kandidaat-therapie is een HcAdV-vector met een gezonde kopie van het USH2A-gen dat, na afgifte, het defecte USH2A-gen in het netvlies vervangt. Dit noemen we gen-vervangingstherapie (gene replacement therapy). De gezonde kopie van het gen moet het gen tot expressie brengen in de fotoreceptoren van de ‘mini netvliezen’, de “organoids”.
Het tweede type kandidaat-therapie is een HcAdV-vector dat ‘een reparatieset’ bevat en na afgifte in het netvlies, de reparatie uitvoert van het defecte USH2A-gen in het oog zelf. Dit wordt ook wel genbewerkingstherapie of “gene-editing therapy” genoemd. Hierbij wordt gebruik gemaakt van CRISPR-Cas9. CRISPR zijn stukjes DNA met codes dat het defecte gen kan opsporen. Het Cas9 is een enzym dat het defecte gen ertussenuit ‘knipt’ en een nieuw gezond stukje DNA erin ‘plakt’.
Zowel de CRISPR en Cas9 worden in een cassette vervoerd en door middel van een HcAdV-vector afgegeven in het netvlies. Het USH2A-gen wordt bewerkt en gerepareerd op de plaats van bestemming.
Belofte voor grote groepen patiënten
Beide technologieën voor gentherapeutische toepassing zijn niet afhankelijk van de soort mutaties in het USH2A-gen. Als blijkt dat het USH2A-gen dankzij 1 of beide technieken tot expressie in de lichtgevoelige cellen van de mini-netvliezen komt, kan de behandeling beschikbaar komen voor alle patiënten met USH2A. Wanneer er meer geld beschikbaar komt voor onderzoek voor deze twee technieken dan zou het onderzoeksteam van Jan Wijnholds deze ook kunnen testen op andere Usher-genen en mogelijk ook voor patiënten met mutaties in andere Usher-genen dan USH2A een oplossing kunnen zijn.
De missie van Stichting Ushersyndroom
Annouk van Nunen, secretaris van Stichting Ushersyndroom, is erg blij met de start van dit onderzoek. Stichting Ushersyndroom heeft als missie “In 2025 is Ushersyndroom behandelbaar!”. Annouk: “ Wij willen dat er voor alle patiënten in 2025 een reëel uitzicht is op een behandeling dat de verdere achteruitgang van hun gehoor- en zicht kan afremmen, stopzetten of zelfs kan herstellen”.
Voor de wetenschappers ligt nu de grote uitdaging om meerdere onderzoekswegen te bewandelen om uiteindelijk voor alle mensen met Ushersyndroom een behandeling te ontwikkelen. Stichting Ushersyndroom stimuleert daarom zoveel mogelijk onderzoekslijnen, zodat voor mensen met Ushersyndroom hun droom werkelijkheid kan worden. “Het is fantastisch dat er in Nederland zoveel onderzoek wordt gedaan naar Ushersyndroom. Dit type onderzoek is hoopvol voor alle USH2A-patiënten. Maar kan als het werkt ook een oplossing zijn voor patiënten met mutaties in andere Usher-genen, Annouk van Nunen.
Dit vier jaar durende onderzoek dat in november van start is gegaan, is begroot op € 250.000,-.
Stichting Ushersyndroom draagt voor € 85.000,- bij aan dit onderzoek.
Andere fondsen die hebben bijgedragen zijn: Rotterdamse Stichting Blindenbelangen, LSBS, Stichting Blindenhulp en deels eigen bijdrage door LUMC afdeling Oogheelkunde.
