Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Auteursnaam op omslag: Tonny Bouts. Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Patients on haemodialysis are highly susceptible to different forms of heart failure. To date, the benefit of Mineralocorticoid-receptor antagonist (MRA) administration in haemodialysis patients remains subject to discussion. Biomarkers play an important role in therapy guidance and pose a promising tool to detect pathological processes of heart failure in an earlier stage. The randomised-controlled Mineralocorticoid-Receptor Antagonists in End-Stage Renal Disease (MiREnDa) trial was set up to investigate the effect of 50 mg of spironolactone once daily on left ventricular mass index in haemodialysis patients and several secondary endpoints. This dissertation reports findings from the MiREnDa trial on (a) the efficacy of spironolactone to influence serum levels of biomarkers of heart failure, fibrosis and inflammation and electrolytes and (b) the ability of N-terminal pro-B-type natriuretic peptide (NT-proBNP), Galectin-3 and soluble source of tumorigenicity 2 (sST2) to reflect left ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction assessed by imaging characteristics. Treatment of spironolactone over a 40-week period did not alter serum levels of biomarkers of heart failure, fibrosis and inflammation including NT-proBNP, Galectin-3 and sST2. A small but significant effect on serum sodium but not potassium was observed. NT-proBNP was significantly different in the presence or absence of left ventricular hypertrophy (LVH) (normal vs. LVH (median [IQR]): 2,120 [810; 5,040] vs. 6,340 [2,410; 15,360] pg/ml, p<0.01) or moderate and severe diastolic dysfunction (DD) (normal diastolic function and DD grade I vs. DD grade II and DD grade III: 2,300 [850; 6,050] vs. 12,260 [3,340; 34,830] pg/ml, p=0.02). NT-proBNP further showed a significant correlation at baseline with LVMi (Spearman’s rho=0.41, p<0.001), LAVi (Spearman’s rho=0.55, p<0.001) and septal E/e’ (Spearman’s rho=0.45, p<0.001). No correlation was observed between Galectin-3 and the investigated functional and morphological parameters. sST2 was mildly correlated to LVMi at baseline (Spearman’s rho=0.21, p=0.05) and NT-proBNP at baseline (Spearman’s rho=0.37, p<0.001). In conclusion, spironolactone did not affect the investigated parameters but NT-proBNP proved to be significantly correlated to cardiac imaging measurements. / Dialysepatienten erkranken häufig an Formen der Herzinsuffizienz. Zugleich ist der Nutzen von Mineralkortikoidrezeptorantagonisten bei Dialysepatienten bis heute umstritten. Biomarkermessungen ermöglichen es, pathologische Prozesse am Herzen in einem möglichst frühen Stadium zu erkennen. In der randomisiert-kontrollierten "Mineralocorticoid-Receptor Antagonists in End-Stage Renal Disease" (MiREnDa) Studie wurde der Effekt der täglichen Einnahme von 50 mg Spironolacton auf den linksventrikulären Massenindex bei Dialysepatienten zusammen mit verschiedenen sekundären Endpunkten untersucht. Diese Arbeit beleuchtet Ergebnisse der MiREnDa-Studie zur Wirkung von Spironolacton auf Serumspiegel von Biomarkern für Herzinsuffizienz, Fibrose und Entzündung sowie von Elektrolyten. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen N-terminalen natriuretischen Peptid Typ B (NT-proBNP), Galectin-3 und Soluble source of tumorigenicity 2 (sST2) und Veränderungen in den wichtigsten bildgebenden Merkmalen linksventrikulärer Hypertrophie und diastolischer Dysfunktion beschrieben. Die Einnahme von Spironolacton über 40 Wochen hatte keinen Effekt auf Biomarker für Herzinsuffizienz, Fibrose und Entzündung wie NT-proBNP, Galectin-3 und sST2. Lediglich die Natriumspiegel, nicht aber die Kaliumspiegel, wurden signifikant beeinflusst. NT-proBNP unterschied sich signifikant zwischen Patient*innen mit und ohne links-ventrikulärer Hypertrophie (LVH) (normal vs. LVH (Median [IQR]): 2.120 [810; 5.040] vs. 6.340 [2.410; 15.360] pg/ml, p<0,01) beziehungsweise mit und ohne relevanter diastolischer Dysfunktion (DD) (normale diastolische Funktion und DD Grad I vs. DD Grad II und DD Grad III: 2.300 [850; 6.050] vs. 12.260 [3.340; 34.830] pg/ml, p=0,02). NT-proBNP korrelierte außerdem signifikant mit LVMi (Spearman's rho=0,41, p<0,001), LAVi (Spearman's rho=0,55, p<0,001) und E/e' (Spearman's rho=0,45, p<0,001). Galectin-3 war unabhängig von allen untersuchten Parametern. sST2 korrelierte mäßig mit LVMi (Spearman's rho=0,21, p=0,05) und deutlich mit NT-proBNP (Spearman's rho=0,37, p<0,001). Zusammenfassend beeinflusste Spironolacton keinen der untersuchten Parameter relevant und lediglich NT-proBNP wies eine signifikante Korrelation zu kardialen Bildgebungsparameters auf.

In patients suffering from end-stage renal disease who are treated by hemodialysis genomic damage as well as cancer incidence is elevated. One possible cause for the increased genomic damage could be the accumulation of genotoxic substances in the blood of patients. Two possible sources for those toxins have to be considered. The first possibility is that substances from dialysers, the blood tubing system or even contaminated dialysis solutions may leach into the blood of the patients during dialysis. Secondly, the loss of renal filtration leads to an accumulation of substances which are normally excreted by the kidney. If those substances possess toxic potential, they are called uremic toxins. Several of these uremic toxins are potentially genotoxic. Within this thesis several exemplary uremic toxins have been tested for genotoxic effects (homocysteine, homocysteine-thiolactone,leptine, advanced glycated end-products). Additionally, it was analysed whether substances are leaching from dialysers or blood tubing and whether they cause effects in in vitrotoxicity testing. The focus of chemical analytisis was on bisphenol A (BPA), the main component of plastics used in dialysers and dialyser membranes. / Patienten, die an terminaler Niereninsuffizienz leiden und mittels Hämodialyse behandelt werden, weisen einen erhöhten Genomschaden auf. Dieser könnte ursächlich für die erhöhte Krebsinzidenz dieser Patientengruppe sein. Eine der möglichen Ursachen für den erhöhten Genomschaden stellt die Akkumulation genotoxischer Substanzen im Blut der Patienten dar. Diese Substanzen können prinzipiell aus zwei unterschiedlichen Quellen stammen. Erstens besteht die Möglichkeit, dass während der Dialyse Substanzen aus den Dialysatoren, dem Blutschlauchsystem oder gar aus verunreinigtem Dialysat in das Blut der Patienten übertreten. Zweitens führt der Verlust der Nierenfunktion zu einer stark verminderten Exkretion harnpflichtiger Substanzen. Diese Substanzen akkumulieren im Blut und bilden, sofern sie ein toxisches Potential besitzen, die Gruppe der so genannten urämischen Toxine. Einige dieser urämischen Toxine sind potentiell auch genotoxisch. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden exemplarische Vertreter der urämischen Toxine auf ihre genotoxische Wirkung hin untersucht (Homocstein, Homocystein-Thiolacton, Leptin, Advanced Glycation End-Products). Außerdem wurde analysiert, ob Substanzen aus Dialysatormembranen oder dem Blutschlauchsystem austreten und in in vitro-Toxizitätstests Effekte zeigen. Der Fokus der Analytik lag hierbei auf dem Nachweis von Bisphenol A, dem Hauptbestandteil verschiedener Kunststoffe die für Dialysatoren und Dialysatormembranen verwendet werden.

Bei Dialysepatienten sind vermehrte Genomschäden bekannt, sie unterliegen auch einer erhöhten Karzinominzidenz. Erhöhte Genomschäden können in vivo durch die Substitution von Folsäure reduziert werden, unter Gabe von Vitamin B12 sinkt die Empfindlichkeit gegenüber genotoxischen Agentien. 27 Dialysepatienten nahmen an dieser Studie teil. Die 9 Patienten der Substitutions-gruppe Folsäure erhielten dreimal wöchentlich 15 mg Folsäure intravenös, den 10 Patienten der Substitutionsgruppe Folsäure + Vitamin B12 wurde zusätzlich einmal wöchentlich 1000 µg Vitamin B12 intravenös verabreicht. 8 Dialysepatienten und 7 nicht dialysepflichtige Probanden dienten als Kontrolle. Zu drei Zeitpunkten vor und drei Zeitpunkten nach Substitutionsbeginn wurden die Mikrokernfrequenzen in peripheren, doppelkernigen Lymphozyten bestimmt. Mikro-kerne dienen als Marker für Genomschäden, die Methode ist gut erprobt und es ist ein Zusammenhang zwischen erhöhten Mikrokernfrequenzen und einer prospektiv erhöhten Karzinominzidenz beschrieben. Weiterhin wurden die Homocystein-Plasmaspiegel vor und nach Substitutionsbeginn gemessen. Homocystein zählt zu den Urämietoxinen, in vitro steigt bei erhöhten Homocysteinwerten dosisabhängig der Genomschaden in Form von Mikrokernen an. Vor Substitutionsbeginn wiesen die Dialysepatienten um ein mehrfaches gegenüber den Referenzwerten erhöhte Mikrokernfrequenzen auf, wobei die Mikrokernfrequenzen der Frauen deutlich über denen der Männer lagen. Mit zunehmender Dialysedauer kam es zu einer Reduktion der Mikrokernfrequenz, wobei diese immer noch gegenüber den Referenzwerten erhöht blieb. Unter Gabe von Folsäure + Vitamin B12 kam es zu einem signifikant stärkeren Rückgang der Mikrokernfrequenz als unter alleiniger Folsäuregabe. Dieser Rückgang unter Vitaminsubstitution nahm mit zunehmendem Dialysealter zunächst zu, bei einer Dialysedauer von länger als 10 Jahren nahm er wieder ab. Die Homocysteinspiegel waren vor Substitutionsbeginn deutlich erhöht. Unter kombinierter Gabe von Folsäure und Vitamin B12 kam es zu einer signifikanten Reduktion der Homocysteinwerte, so dass diese sogar unterhalb der im Normbereich liegenden Homocysteinwerte der nicht dialysepflichtigen Kontrollgruppe lagen. Ob die in der Studie vielversprechende kombinierte Substitution von Folsäure und Vitamin B12 tatsächlich das Krebsrisiko von Dialysepatienten beeinflussen kann, wird nur durch prospektive Langzeitstudien zu klären sein. Ebenfalls werden weitere Studien nötig sein, um die optimale Dosis, welche möglicherweise in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht, Dialysedauer und Grunderkrankung variieren kann, zu ermitteln. Weitere Vorteile einer therapeutischen Gabe von Folsäure und Vitamin B12 liegen sicherlich einerseits in den vergleichsweise geringen Kosten und andererseits in der guten Verträglichkeit, welche für die Compliance der Patienten von großer Bedeutung ist. / A reduction of genomic damage in PBL can be achieved in dialysis patients by supplementation with folic acid and vitamin b12. This may be mediated by a combination of homocsteine reduction and enhancement of plasma antioxidant capacity.

Zirkulierende endotheliale Vorläuferzellen, kurz EPCs, werden als Biomarker für kardiovaskuläre Erkrankungen genutzt. In einer prospektiven, randomisierten Cross-over-Studie wurden 18 chronische Dialysepatienten während jeweils vier Wochen mit Low-Flux-HD, High-Flux-HD sowie Hämodiafilatration behandelt. EPCs wurden zu Beginn sowie am Ende jedes Intervalls bestimmt. Trotz deutlicher Unterschiede bezüglich der Toxinentfernung im mittelmolekularen Bereich zeigte sich kein Einfluss auf Qualität und Quantität der EPCs / The number and function of endothelial progenitor cells (EPCs) are associated with the cardiovascular risk. In a prospective, randomized, cross-over trial, 18 maintenance dialysis patients were subjected to four weeks of each low-flux HD (LF-HD), high-flux HD (HF-HD), and online predilution hemodiafiltration (HDF). EPCs were determined at baseline and at the end of each four-week period. Despite a clear separation in middle molecular uremic toxin removal, there was no difference found in the effects of LF-HD, HF-HD, and HDF on EPCs

Thèse de doctorat : Epidémiologie et Santé Publique : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Le traitement de lanémie par érythropoïétine humaine recombinante est efficace et entraîne une amélioration de la survie et de la qualité de vie et une diminution du risque de complications cardio-vasculaires chez les patients insuffisants rénaux chroniques et dialysés. Lefficacité de ce traitement dépend toutefois principalement dune fourniture adéquate de fer à la moelle érythropoïétique. Chez les sujets sains, chez qui les besoins en fer sont moindres que dans linsuffisance rénale, la nécessité dune supplémentation martiale a été démontrée dans la stimulation érythropoïétique. Lors de stimulations érythropoïétiques importantes, comme celles créées par le don de sang autologue dans les programmes dautotransfusion supporté par rHuEPO, la disponibilité du fer peut également limiter lérythropoïèse. En labsence de supplémentation martiale, le succès de tels programmes est conditionné par la quantité de fer circulant mobilisable de départ mais ne dépend que peu du fer de réserve dont la mobilisation est trop lente. Cela démontre limportance dun apport extérieur de fer chez les sujets normaux engagés dans un programme dautotransfusion. Nos travaux montrent que, malgré une utilisation dune partie du fer de réserve, les collectes de sang étaient dépendantes dune absorption digestive de fer qui augmentait de façon considérable. Nous avons démontré que lactivité érythropoïétique était un stimulant de labsorption digestive de fer au moins aussi puissant que la déplétion des réserves. Labsorption digestive de fer chez les patients hémodialysés et IRC est souvent diminuée et il a été démontré quelle est insuffisante pour rencontrer les besoins associés à un traitement par rHuEPO. De plus la tolérance digestive est mauvaise et la compliance est donc médiocre. Ladministration intraveineuse de fer est, de ce fait, nécessaire, mais non dépourvu de risques. Le dépistage du déficit martial fonctionnel est donc indispensable mais les paramètres classiques utilisés dans ce but peuvent se révéler sub-optimaux. La ferritine sérique, utilisée pour lestimation du fer de réserve, est une protéine de la phase aiguë de linflammation. Elle peut donc surévaluer les réserves de fer dans lurémie, considérée comme un état inflammatoire. Dans une population de sujets sains, nous avons montré que lactivité érythropoïétique et ladministration intraveineuse de fer pouvaient également fausser lévaluation des réserves de fer. Lactivité érythropoïétique diminue le pool labile de fer contenu dans les macrophages et la diminution de la production de ferritine qui sensuit peut donner une sous-estimation des réserves en fer. Lors dune stimulation érythropoïétique intense, dans un état déquilibre martial entre entrées et sorties, nous avons observé une augmentation de la FRT et donc une surestimation de lévaluation du fer de réserve qui en est dérivée. Alors que dans ces conditions, la FRT devrait rester stable ou diminuer suite à la mobilisation du fer pour lérythropoïèse stimulée, ladministration de fer intraveineux semble entraîner une augmentation de ce pool labile de fer intracellulaire, avec une stimulation de la production de ferritine qui ne représente alors plus de façon précise les stocks de fer de lorganisme. Le pourcentage de globules rouges hypochromes est considéré comme le meilleur prédicteur simple de la réponse à une charge martiale chez les patients hémodialysés traités par rHuEPO, témoignant de sa valeur diagnostique dans le déficit martial. Ce paramètre serait également le meilleur prédicteur en présence dun syndrome inflammatoire. Nous avons pu démontrer, pour la première fois, que la présence dune CRP augmentée influence positivement %HYPO. Dans cette étude, établissant les facteurs modulant %HYPO, ce paramètre était, comme attendu, influencé par les paramètres du monitoring martial, principalement le fer sérique et la saturation de la transferrine, mais moins la ferritine, pour les raisons déjà exposées. Des valeurs pathologiques de %HYPO étaient dailleurs retrouvées pour toutes les valeurs de ferritine jusquà 900 ng/mL. %HYPO était également corrélé à la dose de rHuEPO, reflétant le déficit martial induit par la stimulation érythropoïétique mais également la stimulation érythropoïétique en tant que telle. Le meilleur prédicteur simple de %HYPO était le taux de récepteurs solubles de la transferrine. Ce paramètre, connu pour être plus influencé par lactivité érythropoïétique que par le déficit martial, était lui-même corrélé, dans cette étude, à la fois à TSAT et à la réticulocytose. %HYPO semblait donc positivement influencé par lactivité érythropoïétique. Cette observation représente un désavantage pour le monitoring des besoins en fer des patients traités par rHuEPO chez qui le déficit martial fonctionnel cohabite avec laugmentation de lactivité érythropoïétique. Chez les patients donneurs de cellules souches, chez qui la stimulation érythropoïétique a été poussée à lextrême par de hautes doses de rHuEPO et des phlébotomies répétées, %HYPO sélevait de manière très importante jusquà des valeurs de 40%. Cette élévation était présente malgré une supplémentation martiale adéquate, comme en témoignent les courbes superposables de fer prélevé et de fer injecté. De plus, laugmentation de %HYPO débutait plus précocément que la chute de CHr. Il ne peut être exclu que le déficit martial participe à ce phénomène mais nous avons démontré que le rôle de la stimulation érythropoïétique était plus important. Nous avons établi une corrélation entre la production érythrocytaire et lapparition de nouveaux globules rouges hypochromes, confirmant cette hypothèse. Lactivité érythropoïétique induite par le traitement de lanémie rénale est, cependant, nettement moins importante que dans la situation précédente. Dans la population de patients dialysés, nous avons montré une augmentation moindre de %HYPO en réponse à lintroduction de rHuEPO malgré une supplétion martiale adéquate (CHr constant). Cette augmentation était due à lapparition dune population érythrocytaire plus jeune avec un volume cellulaire plus grand et un contenu en hémoglobine normal, résultant en une diminution artificielle de la concentration en hémoglobine. Grâce à la technologie des nouveaux compteurs cellulaires, les indices cellulaires peuvent être déterminés séparément dans les populations réticulocytaires et érythrocytaires matures. Létude des paramètres des érythrocytes matures semblait pouvoir répondre aux biais causés par lactivité érythropoïétique. Nous en avons donc determiné les valeurs de référence. La comparaison entre les indices réticulocytaires et ceux des globules rouges matures montrent que les réticulocytes sont 20% plus grands avec une concentration en hémoglobine 10% inférieure aux érythrocytes matures. Ces différences expliquent les biais qui peuvent être rencontrés dans linterprétation des paramètres de routine. Par létude de diverses pathologies hématologiques, nous avons pu valider linterprétation de ces paramètres. Dans lanémie hémolytique autoimmune, dans laquelle lactivité érythropoïétique est importante sans déficit martial, linterprétation des paramètres de routine menait à penser à un statut ferriprive alors que les paramètres des érythrocytes matures montraient une anémie plutôt macrocytaire et hyperchrome. Dans lanémie ferriprive %HYPO et %HYPOm augmentaient de façon superposable en raison de la faible réticulocytose. De manière générale, toutes les pathologies étudiées, dans lesquelles la réticulocytose est normale ou basse, présentent les mêmes caractéristiques pour les indices des érythrocytes matures que pour les paramètres déterminés sur la population érythroïde globale. Létude de corrélations a également montré que %HYPO était corrélé avec la réticulocytose mais pas avec le fer sérique, alors que %HYPOm était corrélé avec le fer sérique mais pas avec la réticulocytose. Ce paramètre rencontrait donc le but que nous recherchions. La détermination de la sensibilité et de la spécifité des indices globulaires matures dans la prédiction de la réponse à une charge martiale plaide en faveur de lutilisation de %HYPOm dans ce but. Le fait que les patients inclus dans cette étude soient dans la phase de maintenance du traitement par rHuEPO fait que les différences entre les paramètres de routine et les paramètres des érythrocytes matures sont peu importantes et non significatives. Une étude dans la phase dinduction du traitement par rHuEPO pourrait augmenter la différence entre ces paramètres. Une telle étude est toutefois difficile à réaliser car les critères de réponse à la charge martiale devraient être établis différemment. Pour confirmer lintérêt de ces paramètres dans le monitoring martial des patients dialysés traités par rHuEPO, une étude pharmaco-économique comparant les coûts du traitement par rHuEPO et des doses de fer administrées soit en fonction des directives internationales soit en fonction de %HYPOm pourrait être réalisée. Cependant, un nombre important de patients devraient être inclus pour que les résultats soient significatifs. En conclusion, ce travail confirme la nécessité, même dans une population considérée comme saine, dun apport extérieur de fer lors de la stimulation érythropoïétique par érythropoïétine humaine recombinante, étant donné la mobilisation trop lente du fer de réserve. Dans cette situation, labsorption digestive de fer est régulable et lactivité érythropoïétique semble être un stimulateur au moins aussi puissant que la déplétion martiale pour labsorption intestinale de fer. La ferritine, habituellement utilisée dans le monitoring des réserves de fer, est un paramètre médiocre dans lanémie rénale traitée par rHuEPO. En effet, en plus de leffet bien connu de linflammation sur ce marqueur, nous avons montré que ladministration intraveineuse de fer entraîne une production de ferritine sérique inadéquate, probablement en réponse à laugmentation du pool labile de fer. Ce phénomène semble plus important que leffet de la diminution de ce pool labile en réponse à la stimulation érythropoïétique. La mesure de la ferritine surestime donc le fer de réserve dans lanémie rénale traitée par rHuEPO et fer intraveineux. Le pourcentage de globules rouges hypochromes est un paramètre sensible et spécifique du déficit martial fonctionnel. Toutefois, nous avons démontré linfluence de linflammation et de lactivité érythropoïétique sur ce paramètre, pouvant biaiser son interprétation, pour le moins dans la phase de correction de lanémie, quand une réticulocytose élevée cohabite avec un nombre dérythrocytes matures faible. Les paramètres des érythrocytes matures ont été démontrés comme plus fiables pour linterprétation des données dans diverses pathologies hématologiques. Ils présentent lavantage dexclure, au moins en grande partie, les biais entraînés par une réticulocytose élevée. La sensibilité et la spécificité de %HYPOm dans la prédiction de la réponse à une supplémentation martiale étaient supérieures à celles des autres paramètres habituellement utilisés, mais cette différence nétait pas significative en raison de la stabilité des patients étudiés. Son intérêt en clinique quotidienne reste à démontrer.