Verslagen

Eindverslag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Semi-permanente rimpelvullers op basis van hyaluronzuur (HZ) zijn gemanipuleerd om pas na langere tijd te worden afgebroken. In dit project is onderzocht of het mogelijk is om vast te stellen wat de mogelijke reactie van het lichaam is op deze HZ vullers. Hiervoor zijn een aantal HZ vullers gemaakt en gekarakteriseerd met een verschil in verbinding tussen de hyaluronzuur ketens. Het onderzoek van deze verschillende vullers heeft aangetoond dat deze op zichzelf niet schadelijk zijn voor cellen. De vullers veroorzaken wel een immunologische reactie in de cellen en in een in vitro huidmodel. Zowel in de cellen als in het huidmodel worden genen geactiveerd die wijzen op het induceren van een ontstekingsreactie. Op deze manier is het mogelijk om vullers te selecteren die een geringe reactie oproepen in de onderzochte testmodellen. Of een vuller uiteindelijk een (ongewenste) reactie zal oproepen in het lichaam is echter ook afhankelijk van de patiënt waarin de vuller wordt toegepast.

Resultaten
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Doelstelling: Het project onderzocht de mogelijke oorzaak van bijwerkingen ontstaan bij het gebruik van semi-permanente rimpelvullers die bestaan uit gecrosslinkte hyaluron zuur (HZ) ketens. Het doel van het project was de ontwikkeling van een bio-assay voor de semi-permanente HZ rimpelvullers op basis van de hypothese dat de bijwerkingen veroorzaakt door de HZ rimpelvullers afhankelijk zijn van de “cross-linking” van de ketens van het hyaluron zuur. Door een hogere mate van cross-linking wordt de afbraak van de rimpelvuller vertraagd waardoor er op de lange termijn bijwerkingen zoals lokale zwellingen kunnen ontstaan. Een tweede doel was onderzoek naar de afbraak producten van de HZ rimpelvullers in patiënten als mede het in kaart brengen van de lokale reactie in deze patiënten op de HZ rimpelvullers op basis van gen-expressie in biopten van de lokale reactieplaats.

Realisatie: Bioassay: Op basis van de literatuur werd een bio-assay opgezet van macrofagen met een zogenaamd M1 en M2 fenotype waarbij de M1 macrofaag meer sturend is voor een acute ontstekingsreactie en de M2 macrofaag voor een meer chronisch weefselherstel (fibrotische) reactie. In de diverse in vitro celkweeksystemen bleken de experimenteel gesynthetiseerde vullers en de commerciële HZ rimpelvullers niet toxisch te zijn.

HZ vuller synthese: Het bleek mogelijk om experimentele HZ rimpelvullers met een verschil in cross-linking niveau te synthetiseren en om deze te karakteriseren. Daarnaast zijn er voor het onderzoek een aantal commerciële HZ rimpelvullers met een verschil in afbraaktijd in de patiënten aangekocht en nader gekarakteriseerd. De afbraak periode van de verschillende commerciële HZ rimpelvullers varieert van meer dan 180 dagen tot zelfs 18 maanden.

Patiënten biopten: De aangeleverde biopten bleken afkomstig te zijn van patiënten die niet met een HZ rimpelvuller behandeld waren. Een zwelling op basis van een HZ vuller is zeer goed te behandelen met het enzym hyaluronidase. Na het inspuiten van het enzym verdwijnt de HZ rimpelvuller, en dus ook de zwelling, relatief snel. Deze patiënten waren niet geneigd om een biopt af te laten nemen. De wel verkregen biopten waren afkomstig van patiënten behandeld met een (nu niet meer toegepaste) permanente rimpelvuller.

Gen expressie in celkweken en biopten: Na blootstelling aan zowel de experimentele als commerciële HZ rimpelvullers werd de genexpressie onderzocht in M0 macrofagen en een in vitro humaan huidmodel. De celkweken en de huidmodellen werden behandeld met de semi-permanente HZ rimpelvullers, terwijl de biopten afkomstig waren van patiënten behandeld met permanente rimpelvullers. Er werden geringe verschillen waargenomen in de gen-expressie in de modellen ten opzichte van de patiënten biopten. Echter in alle drie de systemen bleken de waargenomen veranderingen in genexpressie te duiden op de inductie van een immunologische reactie met name gericht op diverse ontstekingspathways.

 

De gevonden resultaten wat betreft de cellulaire reactie van de macrofagen, en de gen-expressie profielen geven aan dat de hypothese, dat de mate van cross-linking een invloed heeft op de afweer reactie van de cellen/weefsel, vooralsnog verworpen moet worden. Er is wel een aanwijzing dat de hoge cross-linking en de deeltjes grootte van een commerciële HZ rimpelvuller, invloed heeft op de verhouding waarin verschillende immunologisch actieve stoffen (cytokines) geproduceerd worden, maar dat moet verder bevestigd worden.

 

Voortgangsverslag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Naast permanente rimpelvullers blijken ook semipermanente vullers na verloop van tijd complicaties te kunnen geven bij patiënten. Voorbeelden hiervan zijn het optreden van late ontstekingsreacties en knobbels. Semipermanente vullers zijn bedoeld om langere tijd aanwezig te blijven om uiteindelijk te worden afgebroken. De relatie tussen producteigenschappen en optredende bijwerkingen is nog grotendeels onbekend. Het RIVM gaat hier in samenwerking met de Universiteit van Maastricht onderzoek naar doen.

Werkwijze

In het project wordt fysisch-chemische karakterisering van rimpelvullers gecombineerd met gegevens van patiënten met complicaties, alsmede met biologisch onderzoek naar effecten van rimpelvullers op bepaalde cellen van het afweersysteem. Daarbij wordt tevens onderzocht wat de rol is van afbraakproducten van de rimpelvullers.

Doel

De doelstelling van het project is de verdere ontwikkeling van testmethoden die informatie kunnen geven over de mogelijke kwaliteit en veiligheid van rimpelvullers.

Resultaten
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Er is een analytische methode ontwikkeld op basis van LC-MS om de crosslinking ratio van fillers vast te stellen. De synthese van hyaluronzuur varianten volgens het originele protocol (synthese in aceton) bleek niet succesvol. Er is overgegaan naar een nieuw syntheseprotocol in loog dat wél succesvol bleek. Met het nieuwe synthese protocol is het gelukt op pilot schaal fillers te maken met crosslinking ratio’s varierend van 2 tot 25%. Hogere crosslinking ratio's geven een vaste substantie die niet gebruikt kan worden in de biologische testen. Gezien de vertraging in de synthese is besloten een reeks commerciële fillers aan te schaffen met verschillende verblijftijden in de huid. Er zijn een aantal experimenten uitgevoerd, waarin een humaan in vitro 3D huidmodel is blootgesteld aan een productrange van de op hyaluronzuur-gebaseerde fillers met verschillende afbraak snelheden. Uit deze huid modellen zijn na de blootstelling aan de fillers de eerste gen-expressieprofielen verkregen. De resultaten verkregen met het humane 3D huidmodel vormen als het ware een brug tussen de resultaten die verkregen zullen worden met het in vitro cel model en de data die verkregen worden uit het huidmateriaal van de patiënten.

Samenvatting van de aanvraag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Injectable tissue fillers applied for aesthetic purposes can lead to severe complications including product migration, unexpected late swelling and inflammatory reactions such as granulomas. An increasing number of semi- and non-permanent fillers show long-lasting effects, that may lead to similar problems as observed in cases where permanent fillers were applied. However, currently, the relation between product characteristics and adverse effects is not well understood.

This project combines physico-chemical, pre-clinical and clinical investigations of a selection of semi- and non-permanent fillers. The fillers in the study will be selected based on a combination of literature data and clinical experience within the project team,and will represent a range of fillers administered to patients and consumers, which induce various types of adverse effects. The project aims at further development of pre-clinical test methods that are capable of predicting clinical behavior of the biomaterials used as tissue filler. The outcome of cellular and molecular responses in vitro will be determined. A unique aspect of the project is that the in vitro observed responses will be correlated and evaluated against obtained clinical data. The main hypothesis is that the adverse response resulting in extensive inflammation or granuloma formation is related to the level of cross linking in the injectable tissue fillers. Degradation will most likely first result in small product fragments. Depending on the level of cross-linking further chemical and/or enzymatic breakdown may occur, or the fragments may locally activate macrophages which then induce the inflammation/granuloma formation.

The physico-chemical characteristics of a range of injectable tissue fillers will be evaluated comparing the naive (non-injected) product with material retrieved from patients suffering from complications after having been injected with this product at an earlier stage. Characteristics to be determined are the original product composition, and chemical and physical changes that have occurred in the patient after injection. In addition, a series of samples with different levels of cross-linking will be prepared of the well-known tissue filler hyaluronic acid. Of these samples, physico-chemical characteristics as well as cellular and molecular responses will be determined. Cellular response investigations include cytotoxicity, cytokine induction/production, and whole genome gene-responses after exposure to various biomaterials used as components for tissue fillers.‘Omics’ technologies will be applied for retrieving molecular networks related to immunotoxicity and benchmarked against the histopathological and further clinical data. Also clinical samples will be evaluated by gene profiling using "omics" technology. Integrated data analysis will retrieve genomic profiles that will then be applied to evaluate in vitro responses to a range of prototypic biomaterials incubated with macrophages. This work will thus generate a model for predicting hazards of new filler materials, thus contributing to their risk assessment.

 

Naar boven
Direct naar: InhoudDirect naar: NavigatieDirect naar: Onderkant website