Het Hemoglobinopathieën (HbP) Referentie Lab bevindt zich op de afdeling Klinische Genetica/LDGA en maakt deel uit van het HbP Expertise Centrum van het LUMC. Het HbP referentie laboratorium houdt zich bezig met diagnostiek, onderzoek en preventie van de hemoglobinopathieën (HbP’s). Het Hemoglobinopathieën Laboratorium geniet internationaal erkenning op het gebied van analyse van α- en β- globine gendefecten op hematologisch, biochemisch en moleculair niveau in heterogene populaties waar vele verschillende HbP mutaties voorkomen.
Een stukje geschiedenis
Het Hemoglobinopathieën Laboratorium is ontstaan binnen de groep Biochemische Genetica die vele jaren onder leiding van professor L. F. Bernini heeft gestaan binnen het voormalig Instituut voor Anthropogenetica te Leiden. Tegenwoordig zijn dat twee afdelingen, Humane Genetica (o.l.v. professor S. van der Maarel) en Klinische Genetica/LDGA (o.l.v. mw. professor C. v. Asperen). Het hemoglobinepathieën laboratorium is een onderdeel van het Laboratorium voor Diagnostische Genoomanalyse (LDGA), dat onder leiding staat van professor F. Baas. De groep Biochemische Genetica is al vanaf de 60er jaren actief in onderzoek en diagnostiek van de hemoglobinopathieën. Oorspronkelijk zijn er studies verricht op het niveau van populatie-genetica, zowel op hematologisch, biochemisch als expressie niveau en tenslotte op moleculair gebied (eiwit- en DNA niveau). Onderzoek is tevens verricht naar de variabiliteit van mutatiespectra in diverse wereldpopulaties t.b.v. de ontwikkeling van preventiestrategieën o.a. in het Mediterrane gebied en Midden-Oosten. Op dit moment wordt aandacht besteed aan dragerschapsdiagnostiek en preventie in Nederland, in ontwikkelingslanden en in geïndustrialiseerde gebieden van Europa met grote, risico dragende migrantenpopulaties. Het LUMC Hemoglobinopathieën Expertise Centrum is lid van EuroBloodNet, de Europese overkoepelende organisatie die zich bezig houdt met bloedziekten, waaronder thalassemie en sikkelcelziekte.
Medewerkers:
Onze groep bestaat uit de vaste stafleden, Dr. C.L. Harteveld (Ph.D,Assoc. Prof) laboratorium specialist klinische genetica (hoofd), Dr. Tamara Koopmann Ph.D. laboratoriumspecialist i.o. , twee hoofd- en een senior-analist, resp. L.Vijfhuizen, H. el Idrissi en S. Arkesteijn en vier kern-analisten, Ing.’s J.Huurne, S.Bisoen, M.Verschuren en A.C. Schaap. Drs A. Achour doet een promotie onderzoek bij de hemoglobinopathiegroep. Secretariële ondersteuning wordt gegeven door het patiënten- en stafsecretariaat van het LDGA. Onze groep wordt aangevuld door enthousiaste stagiaires van zowel gezondheidswetenschappen als van het HLO en (buitenlandse) gasten.
Fundamenteel Onderzoek:
- Onderzoek is verricht naar de structuur en evolutie van multi-gen families met haptoglobine, α- en β-globine gen clusters als model (Ph.D thesis “Evolution of multigene families: hemoglobins and haptoglobins”, R. Fodde, 1990).
- Coderende sequenties zijn in kaart gebracht in het gebied van chromosoom 16, die 5′ liggen van het α-globine gencluster (Ph.D thesis “The α-globin domain of man and mouse”, M. F. Kielman, 1996).
Onderzoek op het gebied van technische ontwikkelingen t.b.v. diagnostiek en preventie:
- Eind 80er begin 90er jaren is de Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) methode toegepast voor de detectie van punt mutaties die β-thalassemie veroorzaken. Hiermee zijn een aantal mutaties gekarakteriseerd die in de allo- en autochtone Nederlandse populatie voorkomen (Ph.D thesis “Structure and expression of the β-globin gene cluster” van M. Losekoot, 1990). Internationale cursussen zijn georganiseerd in 1992 (Leiden) and 1994 (Bangkok) om de “know-how” over deze methodologie t.b.v. de diagnostiek van de HbP’s te verspreiden.
- Midden 90er jaren is DGGE en Single Strand Conformation Analysis (SSCA) aan de detectie van puntmutaties die α-thalassemie in de multi-etnische Nederlandse populatie veroorzaken toegevoegd (Ph.D thesis “The molecular genetics of α-thalassemia” van C.L.Harteveld, 1998).
- Uitgebreide kennis over het mutatiespectrum is essentieel bij preventie van de HbP’s. Preconceptionele dragerschapsdiagnostiek is het tweede essentiele element om preventie aan risicoparen in de Nederlandse populatie te kunnen aanbieden (Ph.D thesis “Hemoglobinopathieën in Nederland, diagnostiek, epidemiologie en preventie” van P.C.Giordano, 1998).
- Technologische innovatie ter verbetering van de HbP-diagnostiek (PhD thesis “Development of new technological applications for post- and prenatal diagnosis of the hemoglobinopathies” van Marion Phylipsen, 2013)
Het huidige preventie-georiënteerde onderzoek:
- Technologische innovatie t.b.v. verbetering dragerschapsdiagnostiek voor hemoglobinopathieën.
- Toegepast onderzoek en diagnostiek voor de preventie van HbP major in de allochtone Nederlandse populatie
Probleemstelling: Ook al zijn de infrastructuren en de technische know-how in Nederland voorhanden toch worden deze slechts sporadisch voor de preventie van HbP major benut. In Nederland wonen minstens 200.000 HbP dragers, waarvan het merendeel een niet-westerse herkomst heeft. De overgrote meerderheid van deze personen is niet gediagnosticeerd of geïnformeerd over het genetische risico. Doordat in deze populaties vaak een partner wordt gekozen binnen de eigen etnische groep, blijft het risico voor ernstige vormen van HbP in de kinderen, vrijwel hetzelfde als in de landen van herkomst. Daarbij is het aantal kinderen dat per etnische gezin wordt geboren meestal hoger dan het landelijke gemiddelde, hetgeen ook tot een toename zal leiden in de geboortes van kinderen met HbP’s major in Nederland. Preventie van de HbP’s is gebaseerd op het verstrekken van informatie aan potentiële dragers en op dragerschapsdiagnostiek waarbij een doelmatig laboratorium protocol, kennis over de mutaties die in Nederland voorkomen en beschikbaarheid van detectie methoden essentieel zijn. Wat is er reeds op preventie gebied gebeurd:
- Probleemstelling en opstellen preventie strategie (Giordano, 1994)
- Ontwikkeling effectieve hematologische en moleculaire analyse methoden (Harteveld 1998, Phylipsen 2012).
- Het moleculaire spectrum van de mutaties in de Nederlandse populatie is vastgesteld (Giordano et al. 1999).
- Het in kaart brengen van dragers, patienten in de regio Den Haag (Margo van Vliet et al. 2021 Prevention of Hemoglobinopathies in Primary Care Orientation on the problem and the needs of patients and general practitioners)
Het moleculaire spectrum is via systematische analyse van een patiëntenpopulatie die naar ons laboratorium was verwezen voor HbP diagnostiek bepaald. Op meer dan 3.000 individuen is specifieke hematologische analyse verricht. Circa 1.000 patiënten hiervan zijn benaderd en verzocht om aan een moleculaire screening te willen meedoen. In totaal zijn 253 onafhankelijke patiënten met uiteenlopende genotypen gekarakteriseerd resulterend in 308 onafhankelijke chromosomen met HbP mutanten. Hiervan zijn 275 onafhankelijk β-thalassemie chromosomen gekarakteriseerd. Vervolgonderzoek heeft tot op heden ca. 100 verschillende β-thalassemie mutanten in Nederland aangetoond. Wat moet er nog gebeuren:
- De implementatie van een procedure gebaseerd op informatie preconceptionele dragerschapsdiagnostiek en partner/familie analyse.
Dit punt heeft nog veel aandacht nodig. Terwijl aangedane patiënten niet aan de aandacht van de arts ontsnappen, blijven de dragers zonder klinische symptomen ongediagnosticeerd en ongeïnformeerd. Er is in Nederland meer aandacht voor informatie en dragerschapsdiagnostiek nodig. Hierbij is de rol van informerende instanties, huisartsen en centrale laboratoria fundamenteel (Giordano & Harteveld 1998, Giordano 1999, (Margo van Vliet et al. 2021 submitted). Lopende onderzoeks activiteiten:
- De ontwikkeling en toetsing van NGS technologie voor detectie van puntmutaties en deleties, die α- en β-thalassemie veroorzaken.
- Ontwikkeling van strategieën voor diagnose en preventie in gebieden waar een hoge incidentie van HbP bestaat.
- Bepaling van het moleculaire spectrum van α- en β-thalassemie in ontwikkelingslanden.
- Verhoging van expressie van foetale hemoglobine (HbF) als therapeutische methode bij HbP’s. Therapeutische variabiliteit bepaling bij toediening van hydroxy urea (HU) als HbF enhancer in een in vivo screening en in een in vitro model.
- Het ontwikkelen van gentherapie voor HbP in een multidisciplinaire forum met andere academische centra
Doelen:
- Dragers diagnosticeren en informeren over het erfelijkheidsrisico voor het nageslacht.
- De toepassing van een preventie protocol geschikt voor de Nederlandse situatie.
- Het gebruik van NGS technologie in de diagnostiek en onderzoek naar modificerende factoren.
- Expressie studies van de α- en β-globine genclusters.
- Therapeutische toepassingen bij β-thalassemie major en sikkelcel anemie.