M.E.(cvs)-wetenschap

augustus 29, 2009

Inspanning-responsieve genen bij CVS

Filed under: Genetica — mewetenschap @ 12:39 pm
Tags: , , , , ,

In zijn commentaar op gen-expressie onderzoek (zie ‘Gen-expressie bij tweelingen met/zonder chronische vermoeidheid’) liet Prof. Pall noteren dat de zoektocht naar specifieke biomerker-testen volgens hem zou moeten focussen op specifieke responsen op inspanning, responsen waar M.E.(cvs)-patiënten verschillen van normale controles. Het meest specifieke symptoom van M.E.(cvs) is de zogenaamde post-exertionele malaise, waarbij inspanning het hele spectrum van symptomen die kenmerkend zijn voor M.E.(cvs)-patiënten upreguleert. Onderstaande studie heeft zich eerder al gericht op inspanning-responsieve genen…

Het ‘Gen Ontologie’ projekt (zie methodiek) [Ashburner M, Ball CA, Blake JA, Botstein D, Butler H, Cherry JM et al.: Gene-ontology: tool for the unification of biology. The Gene Ontology Consortium. Nat Genet 2000, 25: 25-29] is een belangrijk bio-informatica initiatief met het doel de voorstelling van genen en gen-produkten bij verschillende species en databases te standardiseren. Het projekt voorziet een gecontroleerd vocabularium met termen die gen-produkt karakteristieken en gegevens van leden van het ‘GO Consortium’ beschrijven, alsook instrumenten om toegang te krijgen tot deze data en ze te verwerken. (www.geneontology.org).

Ion-kanalen zijn kleine kanaaltjes in de celwanden, proteïnen die het kleine voltage-verschil op het plasma-membraan controleren en die er voor zorgen dat ionen (zo zijn er natrium-, kalium-, calcium- en chloor-kanalen) van buiten naar binnen en van binnen naar buiten worden gepompt. Kanalopathieën zijn ziekten (genetisch bepaald of verworven) veroorzaakt door een verstoorde funktie van ion-kanaal subunits of de proteïnen die ze reguleren. Bij spieren geven ze aanleiding tot een overprikkelbaarheid van de spiervezel of een verminderde prikkelbaarheid, leidend tot spierzwakte. De prikkelbaarheid van de celwand wordt gereguleerd door zogenaamde voltage-afhankelijke ion-kanalen: de aktiviteit van deze kanalen is afhankelijk van de stroomspanning. ‘Voltage-gated’ ion-kanalen zijn een klasse trans-membraan ion-kanalen die worden geaktiveerd door veranderingen in het elektrisch potentiaal verschil bij dit kanaal en geven aanleiding tot elektrische signalen; ze zijn bijzonder belangrijk in zenuw- en spiercellen maar komen in veel cellen voor.

ATPase katalyseert de reaktie: ATP + H2O = ADP + fosfaat. Het betreft een groep enzymen die werken als pomp en daarbij het energierijke ATP omzetten in ADP of andersom. Er zijn verschillende types ATPasen: P-type ATPasen verbruiken ATP (Na+K+-ATPasen wisselen natrium-ionen uit voor kalium-ionen waardoor een lage Na+-concentratie en een hoge K+-concentratie binnen de cel ontstaat en een transmembraan-potentiaal wordt gecreëerd; H+K+-ATPasen zorgen voor de lage zuurgraad in de maag; Ca2+-ATPasen zorgen voor een lage intracellulaire calcium-concentratie in spiercellen.), F-type ATPasen zorgen voor de aanmaak van ATP uit ADP en anorganisch fosfaat (mitochondrieën) en V-type ATPasen gebruiken ATP om protonen (H+) te pompen naar een compartiment met een hoge zuurgraad. Bij M.E.(cvs) werd een significante inhibitie van de RBC-membraan Na+K+-ATPase aktiviteit gevonden [zie: ‘Dysfunktie van het Isoprenoid Systeem bij M.E.(cvs)’].

De resultaten van deze studie tonen een groep van gen-ontologie categorieën die goed overéénkomen met funktionele groepen waarvan werd gevonden dat ze CVS van niet-vermoeide indviduen onderscheiden. Inspanning-responsieve genen verschilden tussen CVS-gevallen en controles. Dat was bij genen geklassificeerd in chromatine- en nucleosoom-opbouw, cytoplasmische vesikels, membraan-transport en G-proteïne gekoppelde receptor ontologieën. Verschillen qua ion-transport aktiviteit/ ion-kanaal aktiviteit waren evident bij aanvang en waren verhoogd na inspanning zoals bewezen door een groter aantal differentiële genen voor deze molekulaire funkties.

BMC Physiol. 2005 Mar 24;5(1):5

Exercise-responsive genes measured in peripheral blood of women with Chronic Fatigue Syndrome and matched control-subjects

Toni Whistler, James F. Jones, Elizabeth R. Unger and Suzanne D. Vernon

Viral Exanthems and Herpesvirus Branch, Centres for Disease Control and Prevention, Atlanta, GA 30333, USA

Achtergrond

In een gezonde toestand heeft fysieke inspanning een kwantificeerbaar effekt op neuro-endocriene, autonome en immuunsystemen die metabole en immuun-responsen beïnvloeden. In de initiële fase van acute ziekte is er echter een vermijden van fysieke stressoren opdat energie wordt voorbehouden voor het genezen en een terugkeer naar homeostase. Terwijl fysiologische stoornissen bij acute ziekte van voorbijgaande aard zijn, vertonen chronische ziekten – zoals Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) – langer stoornissen die een invaliderend effekt hebben, fysiologisch en psychologisch. Aktiviteiten die fysiologische stressoren zijn, zoals fysieke inspanning, verergeren bijgevolg de symptomen die CVS definiëren.

[…]

Misschien wel het grootste methodologisch probleem bij het bestuderen van CVS is dat veel individuen die werden geïdentificeerd bij populatie-studies al ten minste 5 jaar ziek zijn. Gedurende die tijd ‘komt en gaat’ de ziekte, waardoor het moeilijk wordt biomerkers te identificeren of de pathogenese te definiëren. Fysieke, mentale en emotionele stress verergeren CVS en resulteren in de definiërende post-exertionele vermoeidheid met meetbare fysiologische verschillen. Daarom is inspanning van mensen met CVS een effektieve methode om CVS-individuen te controleren en zodoende de waarschijnlijkheid van uniform identificerende biomerkers en/of fysiologische abnormaliteiten te verhogen.

We gebruikten gen-expressie profilering van perifeer bloed om verschillen tussen CVS-individuen en sedentaire gezonde controles voor en na een inspanning te evalueren. Globaal vonden we dat de gen-expressie profielen vrij gelijkaardig waren en, belangrijk, dat de meeste verschillen aanwezig waren vóór de inspanning. Die verschillen lagen bij G-proteïne gekoppelde receptor [GPCR: een grote proteïnen-familie trans-membraan receptoren die molekulen buiten de cel ‘voelen’ en in de cel signaal-transductie mechansimen aktiveren; uiteindelijk worden daardoor cellulaire responsen in gang gezet], en ion-transport en ion-kanaal aktiviteit ontologieën. De laatste bleek verhoogd na inspanning, zoals aangegeven door de differentiële expressie van een groter aantal genen betrokken bij molekulaire funkties. Verschillen bleken ook evident bij inspanning-respons; inclusief chromatine- en nucleosoom-assemblage, [chromatine (complex van DNA en eiwitten in de celkern) -assemblage is een belangrijk proces dat nauw verbonden is met DNA-replicatie, het laat de cel toe de chromosomen correct te dupliceren; een nucleosoom is een complex van DNA en histoon-eiwitten dat de gen-expressie regelt, een onderdeel van een chromatine-ketting] cytoplasmische vesikels [kleine membraan-blaasjes die kunnen versmelten met het cel-membraan zodat de stof die ze bevatten kan vrijkomen], membraan-transport en G-proteïne gekoppelde receptor ontologieën. Deze verschillen kunnen de symptomen van CVS helpen verklaren.

Methoden

Studie-individuen

[…] Vrouwen die ambulant een CVS vermoeidheid-kliniek bezochten, namen vrijwillig aan de studie deel. Allen voldeden aan de huidige definitie voor CVS [Fukuda ‘94] […]. Gezonde controles […] gematcht voor leeftijd, geslacht en aktiviteit-graad (sedentair tot matig aktief). […] Inspanningstest 5 tot 10 dagen na de eerste dag van hun menstruatie-cyclus. Alle individuen werden gevraagd geen inhalatie- of systemische corticosteroïden, anti-histaminen of anti-inflammatoire medicatie te gebruiken gedurende 7 dagen voor de inspanningstest. […] sub-maximale (70% van de voorspelde maximum arbeid), evenwichtige inspanning gedurende 20 minuten op een fiets-ergometer. […] Bloed-stalen werden afgenomen direct voor en 24 uur na inspanning. De selektie van de individuen voor de gen-expressie piloot-studie focuste op degenen zonder allergieën: 5 vrouwen met CVS en 5 vrouwelijke controles.

RNA-isolatie

[…]

Preparatie en hybridisatie van gelabeld cDNA

[…] Atlas Human 3.8I oligonucleotide glazen micro-chips (Clontech Laboratories, Palo Alto, CA) […].

Data-analyse

Voor-verwerking gegevens: […] Genen waarvan de expressie ten minste 1,5 maal verschilde van de mediaan bij ten minste 20% van de arrays [DNA-chips] werden behouden (3.699 genen), zodat genen die minimale variatie vertoonden over de set van arrays werden uitgesloten. Als een expressie-waarde ontbrak of was weggefilterd in meer dan 50% van de arrays, werd deze niet opgenomen; dit gaf een totaal van 3.682 genen voor analyse.

Analyse

We gebruikten meerdere analytische benaderingen om te zoeken naar differentiële expressie onder vier vooraf gedefinieerde klassen: controle-individuen vóór inspanning, controle-individuen na inspanning, CVS-individuen vóór inspanning en CVS-individuen na inspanning. Vergelijkingen omvatten gepaarde analyses van controles vóór versus na inspanning en CVS-gevallen vóór versus na inspanning. Daarenboven onderzochten we controles versus CVS-individuen vóór inspanning (baseline) en controles versus CVS-individuen na inspanning.

Analytische benadering 1: De meer gangbare benadering gebruikt voor micro-chip gen-expressie analyse is vaststellen of gen-expressie profielen verschillen tussen individuen in vooraf-bepaalde klassen en de genen identificeren die verantwoordelijk zijn voor de verschillen. De ‘Class Comparison’ analyse-methode [hier aangewend] gebruikt deze benadering met toepassing van een willekeurige variantie t-test [bepaalde statistische benadering om gegevens te verwerken]. Dit is een verbetering […] aangezien het toelaat informatie over intra-klasse variatie onder genen te delen zonder aan te nemen dat alle genen dezelfde variantie [Maat voor de spreiding van de verschillende metingen in een onderzoek; d.i. de mate waarin de waarden onderling verschillen. Hoe groter de variantie, hoe meer de afzonderlijke waarden onderling verschillen en dus ook hoe meer de waarden van het gemiddelde afwijken.] hebben. Het is een aan te raden wijziging als de aantallen stalen per klasse klein zijn. Genen werden statistisch significant beschouwd als de p-waarde minder dan 0.005 was. Daarna werd een multivariate permutatie-test [statische test] uitgevoerd om te bepalen of de expressie-profielen verschilden tussen de klassen […].

Het EASE software-pakket werd dan gebruikt om de biologische significantie te evalueren van de ontologie van genen met differentiële expressie geïdentificeerd via klasse-vergelijking. EASE voert een statistische analyse uit van gen-categorieën in een genen-lijst met betrekking tot alle genen op de chip en berekent een variant van de standaard ‘Fisher exact probability’ [test voor statistische significantie], genaamd de EASE-score. De meest significante categorieën, zoals aangegeven met de EASE score, worden beschouwd als ‘themas’ van de genen-lijst. Deze themas corresponderen met de systematische en getandardiseerde nomenclatuur ontwikkeld door het ‘GO (Gene Ontology) Consortium’ [Gene-ontology: tool for the unification of biology. The Gene Ontology Consortium. Nat Genet 2000, 25: 25-29]. De drie organiserende principes van ‘GO’ zijn molekulaire funktie, biologisch proces en cellulaire component, en momenteel zijn reeds 22.665 menselijke gen-produkten opgenomen. De associatie van genen met gerelateerde ‘GO’-termen draagt bij tot de interpretatie van expressie-patrnonen. Een ‘GO’-categorie omvat genen die worden beschreven door die term [benaming] en deze opgenomen in eender welke subset (of ‘afstammelingen’) van die ‘GO’-term. Een gen kan gecategoriseerd zijn in meer dan één ontologie-categorie.

Om de afzonderlijke gen-clusters te tonen, voerden we een twee-weg hiërarchische cluster-analyse [Techniek om binnen een bepaalde populatie de te bestuderen onderzoeksobjecten (hier genen) te klassificeren op basis van overeenkomstige kenmerken.] uit bij de genen die werden geïdentificeerd via deze analytische benadering […].

Analytische bendaring 2: We gebruikten de Gen-Ontologie vergelijkingsmodule van BRB Array tools [software-pakket voor de visualisering en statistische analyse van DNA micro-array gen-expression data] als een tweede analytische benadering. Bij deze methode krijgen de genen ‘GO’-termen toegewezen voorafgaand aan de analyse. Voor elke ‘GO’-term werd het totaal aantal genen op de chip behorende tot die categorie bepaald. […] de p-waarden [significantie] werden berekend […]. Dit levert een lijst op met ‘GO’-categorieën die meer genen met differentiële expressie hebben onder de klassen dan per toeval kan worden verwacht. We beschouwden een GO-categorie differentieel gereguleerd als die significantie kleiner was dan 0.005. Alle ‘GO’-categorieën met tussen 5 en 100 genen vertegenwoordigd op de array werden bekeken.

Resultaten

Inspanning-respons genen werden geëvalueerd d.m.v. een willekeurige variantie t-test in een gepaarde, klasse-vergelijking van controle-individuen vóór en na inspanning; en 21 genen met een differentiële expressie werden geïdentificeerd. [Zie tabel (http://www.biomedcentral.com/1472-6793/5/5/table/T2) – Lijst van genen met differentiële expressie bij controle-individuen na inspanning: De p-waarde is een maat voor de significantie.] De waarschijnlijkheid dat deze 21 genen per toeval, zonder echte verschillen tussen de groepen, zouden zijn geïdentificeerd was 0,056 […]. Van de 21 genen konden 16 worden gecategoriseerd in de ‘Gene Ontology’ (GO) bij biologische processen en 15 bij molekulaire funktie. De meest significante categorieën of ‘themas’ van deze inspanning-responsieve genen, zoals bepaald door een EASE-score van < 0,10, behoorden bij het biologisch proces van transport (vesikel-gemedieerd én proteïne-transport). 5 van de 21 genen waren bij dit proces betrokken.

Aangezien deze 21 genen de perifeer bloed gen-expressie respons op inspanning van gezonde individuen weerspiegelen, redeneerden we dat de expressie van deze genen zou gewijzigd zijn bij CVS-individuen. Om een visuele presentatie van deze verschillen te bekomen, werd de genen-lijst [tabel van hierboven] gebruikt voor een […] cluster-analyse {{Figuur 1 – Hiërarchische clustering van inspanning-responsieve genen bij controle-individuen: (http://www.biomedcentral.com/1472-6793/5/5/figure/F1) De 21 genen met differentiële expressie (Tabel 2) werden geclusterd […]. In de matrix stelt elke rij de resultaten voor van één gen en elke kolom een individu. Transcript-waarden worden afgebeeld als boven (rood) of onder (groen) het gemiddelde. De dendogrammen [boom-strukturen die mogelijke verwantschappen aangeven] illustreren […] hiërarchische clustering van individuen (boven) en genen (links). […]}}. De respons van 10 van de 21 genen was vrij gelijkaardig qua grootte-orde en richting voor CVS- en controle-individuen. Voor de andere 11 genen was de grootte-orde van de verandering na inspanning aanzienlijk kleiner bij CVS-individuen dan bij controle-indivduen. Met betrekking tot de ‘GO’-categorieën van deze 21 genen, waren 10 genen geassocieerd met binding en 8 met metabolisme, allen daarvan waren gelijk verdeeld over de twee respons-types (# in Figuur 1). 5 genen geklassificeerd bij vesikel-gemedieerd en proteïne-transport ontologieën verschilden echter tussen CVS- en controle-individuen (geel in Figuur 1).

Er werden geen genen met differentiële expressie geïdentificeerd d.m.v. klasse-vergelijking analyse (significantie-niveau p > 0.005) voor CVS-indviduen vóór en na inspanning, voor CVS-indviduen vóór inspanning vergeleken met controles vóór inspanning, of voor CVS-indviduen na inspanning vergeleken met controles na inspanning.

Omdat genen met differentiële expressie werden geïdentificeerd d.m.v. klasse-vergelijking voorafgaand aan de inspanning, redeneerden we dat een vergelijking van gen-expressie bij CVS- en controle-indviduen, gebruikmakend van genen gecategoriseerd volgens ontologie, meer efficiënt de verstoorde fysiologishe mechanismen zou blootleggen. Figuren 2 en 3 tonen de resultaten van deze analyses. ‘GO’-termen met gedefinieerde ouder-kind relaties werden gegroepeerd […]. {{Figuur 2 – Significante gen-ontologie categorieën die inspanning-gerelateerde veranderingen bij controles (a) en CVS-individuen (b) definiëren: (http://www.biomedcentral.com/1472-6793/5/5/figure/F2) De drie organiserende principes van GO (voorgesteld in de grijze kaders) zijn molekulaire funktie, biologisch proces en cellulaire component. Gerelateerde ontologieën en/of subgroepen van de ontologieën worden aangegeven door kaders met dezelfde kleur. Ontologieën weergegeven op deze figuren waren significant met een p-waarde < 0.005. […]}} Slechts twee inspanning-responsieve ‘GO’-categorieën [fosfolipiden-binding en chromatine-architektuur waren gelijkaardig bij controles en CVS-individuen. Voor de chromatine-architektuur categorie benadrukte de CVS-vergelijking echter 7 overlappende ontologieën (met 59 unieke genen), vergeleken met 1 ontologie van 33 genen bij de controle-vergelijking. De 33 genen overlappen met de 59 die werden geïdentificeerd bij de CVS-vergelijking. De fosfolipiden-binding ontologieën waren identiek qua gen-samenstelling. Veranderingen gerelateerd aan inspanning die enkel bij controle-individuen als significant werden geïdentificeerd, waren verbonden met genen betrokken bij vesikel- (geel), dehydrogenase-, ATPase- en transporter-aktiviteiten. Inspanning-gerelateerde veranderingen die enkel bij CVS-individuen werden gezien, waren verbonden met G-proteïne gekoppelde receptor signalisering.

Gen-ontologie vergelijking werd ook gebruikt om verschillen tussen controle- en CVS-individuen te evalueren (d.i. baseline en na inspanning. {{Figuur 3 – Gen Ontologie categorieën geïdentificeerd als significant verschillend tussen controles en CVS-gevallen vóór (a) en na (b) inspanning: (http://www.biomedcentral.com/1472-6793/5/5/figure/F3)}} Baseline-verschillen tussen CVS-individuen en controles die bleven na inspanning waren ‘GO’-termen gerelateerd aan ion-transport. Na inspanning lijken deze verschillen versterkt te zijn, zoals blijkt uit het verhoogd aantal genen aanwezig in deze GO-categorieën en ook uit het feit dat meer GO-termen behoren bij de ATPase trans-membraan beweging van ionen. G-proteïne-gekoppelde receptor binding, onderdeel van de brede funktionele categorie van signaal-overdracht, verschilde tussen CVS-individuen en controles vóór inspanning. Dit baseline verschil tussen controles en CVS-individuen was niet significant na inspanning. Interessant was dat complement-aktivatie één van de door inspanning geïnduceerde verschillen was tussen CVS-individuen en controles die enkel aanwezig was na inspanning. Genen in de meeste van de als verschillend geïdentificeerde ontologieën tussen CVS- en controle-individuen hadden lagere expressie-waarden bij CVS-individuen.

Bespreking

Gen-expressie profilering biedt een unieke kans om CVS te karakteriseren op biologisch niveau. Veranderingen qua gen-expressie liggen aan de basis van veel biologische processen en zouden inzicht kunnen bieden in ziekte-specifieke gen-expressie en de respons van genen op omgeving-stimuli. In een ‘bewijs-van-concept’ studie, vonden we dat CVS-patiënten verschillende gen-expressie patronen in mononucleaire cellen uit bloed hadden in vergelijking met niet-vermoeide controles [Vernon SD, Unger ER, Dimulescu IM, Rajeevan M, Reeves WC: Utility of the blood for gene-expression profiling and biomarker-discovery in Chronic Fatigue Syndrome. Dis Markers 2002, 18: 193-199] en dat CVS een heterogene ziekte is, zoals werd bewezen via verschillende gen-expressie profielen voor patiënten die een graduele aanvang van hun ziekte melden vergeleken met degenen die een plotse aanvang melden [Whistler T, Unger ER, Nisenbaum R, Vernon SD: Integration of gene-expression, clinical and epidemiologic data to characterize Chronic Fatigue Syndrome. J Transl Med 2003, 1: 10]. Daarenboven identificeerde ‘differential display’ PCR [techniek om gen-expressie bij een experimentele en controle-groep (op zicht) te vergelijken; echter minder gevoelig en nauwkeurig dan kwantitatieve PCR] bij een klein aantal CVS- en controle-individuen kandidaat biomerkers in perifeer bloed [Powell R, Ren J, Lewith G, Barclay W, Holgate S, Almond J: Identification of novel expressed sequences, up-regulated in the leucocytes of Chronic Fatigue Syndrome patients. Clin Exp Allergy 2003, 33: 1450-1456 — Steinau M, Unger ER, Jones J.F., Rajeevan MS: Differential display PCR of peripheral blood for biomarker-discovery in Chronic Fatigue Syndrome. Molecular Medicine 2004, 82: 750-755].

CVS wordt gedefinieerd door een post-exertionele vermoeidheid die niet vermindert binnen 24 uur na fysieke stress. In tegenstelling daarmee, induceert inspanning bij gezonde, ongetrainde mensen veranderingen qua cellulaire homeostase in 1 tot 4 uur en een terugkeer naar basale waarden binnen 24 uur, gemeten in spieren. Analyse van perifeer bloed gen-expressie bij de gezonde controle-individuen bevestigde deze observatie aangezien de meerderheid van de gen-expressie waarden dezelfde waren vóór en 24 uur na inspanning. Dit impliceerde dat de expressie terugkeerde naar basale waarden óf onveranderd was ten gevolgde de inspanning. Inderdaad: veel van de 21 door inspanning geïnduceerde genen met differentiële expressie bij controle-individuen werd gekenmerkt door ‘GO’s die een diverse set molekulaire funkties, nodig voor cel-funktie en -leefbaarheid, weerspiegelen. (Deze ontologieën overlapten met deze geïdentificeerd bij de ‘GO’-vergelijking analyse in Figuur 2a.). Figuur 1 illustreert duidelijk het patroon van gen-expressie bij de 21 genen voor de meeste van de controle-indivduen. In tegenstelling daarmee waren 11 van de genen ongewijzigd bij CVS-individuen vóór en na inspanning; waarbij er 5 werden geklassificeerd in een transport-gerelateerde ontologie. Omdat dit verschil qua gen-expressie zo dramatisch is, impliceert het een fundamentele verstoring van de biochemische aktiviteit van lymfocyten en monocyten uit perifeer bloed bij CVS-individuen vergeleken met controle-individuen; die de klassieke immunologische merkers (CD45) [algemeen leukocyten-antigen] – waarvan werd aangetoond dat ze niet waren aangetast bij CVS-patiënten – niet beïnvloedt. Lage expressie van deze genen kunnen veeleer subtiele effekten hebben op immuun-funktie. De betrokkenheid van immuun-dysfunktie bij de pathogenese van CVS is niet altijd even consistent gebleken.

Klassen-vergelijking, gebruikt om deze 21 genen met differentiële expressie te identificeren, wees op de mogelijke verstoring van biologische mechansimen (Figuur 1). Om deze mogelijkheid te onderzoeken, gebruikten we de ‘GO’-vergelijking die is gebaseerd op de kennis dat gen-expressie waarden onafhankelijke variabelen zijn bij biologische processen, cellulaire componenten en molekulaire funkties. Op deze manier versterken multipele genen in dezelfde categorie elkaar en verhogen ze de sterkte voor het identificeren van de significantie van de categorie. De ‘GO’-categorieën die als significant verschillend (p < 0.005) werden beschouwd bij het vergelijken van CVS-individuen met controles na inspanning, waren deze behorende tot ion-transporter aktiviteit (een totaal van 87 genen in deze categorie) en ATPase-aktiviteit gekoppeld met trans-membraan beweging (42 genen). Als de CVS- en controle-klassen worden vergeleken vóór inspanning, worden ion-transport aktiviteit en ‘voltage-gated’ ion-kanaal aktiviteit geïdentificeerd (38 en 44 genen in de respectievelijke ‘GO’-categorieën).

Het is duidelijk dat ion-transport en ion-kanaal aktiviteit de gevallen onderscheiden van controles en dat inspanning deze verschillen lijkt te intensifiëren. Van meerdere andere aandoeningen is geweten dat de fluctuerende vermoeidheid die optreedt wordt veroorzaakt door abnormale ion-kanalen. Deze aandoeningen omvatten genetisch bepaalde ‘channelopathieën’ [ziekten veroorzaakt door een verstoorde funktie van ion-kanaal] en verworven aandoeningen zoals neuromyotonie, myasthenische syndromen, Multipele Sclerose en polyneuropathieën [Chaudhuri A, Behan PO: Fatigue in neurological disorders. Lancet 2004, 20: 978-988 — Chaudhuri A, Watson WS, Pearn J, Behan PO: The symptoms of Chronic Fatigue Syndrome are related to abnormal ion-channel function. Med Hypotheses 2000, 54: 59-63].

Er zijn andere trans-membraan funkties geassocieerd met verschillen tussen controles en CVS-patiënten, o.a. signaal-overdracht aktiviteit via receptor-binding/aktiviteit (Figuur 3a). Signaal-transductie van trans-membraan receptoren gebeurt via een aantal mechanismen, waaronder strukturele veranderingen, ion-kanalen en wijzigingen van trans-membraan potentialen. De G-proteïne gekoppelde receptoren spelen een belangrijke rol bij de membraan-trafiek machinerie. De meest opvallende inspanning-geïnduceerde veranderingen bij CVS-gevallen behoren tot gen-regulering op het punt van chromatine-struktuur; of deze veranderingen de verschillen weerspiegelen die worden gezien bij de mRNA-transcripten verbonden met verschillen qua membraan-traffiek tussen gevallen en controles, is nog niet bepaald.

Eén interessante samenhang bij deze studie was de bevinding dat het complement-mechanisme significante verschillen vertoonde tussen CVS- en controle-individuen na inspanning. Dit werd eerder gerapporteerd bij de analyse van gelijkaardige inspanning-leverende indivduen. Sorensen et al. [Sorensen B, Streib JE, Strand M, Make B, Giclas PC, Fleshner M et al.: Complement-activation in a model of Chronic Fatigue Syndrome. J Allergy Clin Immunol 2003, 112: 397-403; zie: ‘Complement-aktivatie na Inspanning bij CVS’] maten concentraties complement-afbraakprodukten in de sera van deze individuen en vonden verschillen tussen CVS- en controle-individuen bij C4a na inspanning. Complement-aktivatie werd geïdentificeerd als een ontologie die significant verschillend was tussen CVS- en controle-individuen na inspanning. De correlatie bij deze data is interessant aangezien hun studie proteïne-waarden (d.w.z.. gen-produkt) mat en onze studie mat de transcript-waarden.

[…] Het gebrek aan statistische significantie bij de 3 andere klasse-vergelijking analysen die werden uitgevoerd (CVS-gevallen vergeleken vóór en na inspanning, vergelijking van gevallen met basale controles en de vergelijking van gevallen met controles 24 uur na inspanning) weerspiegelt de lage experimentele gevoeligheid, waarschijnlijk te wijten aan het klein aantal individuen, eerder dan een afwezigheid van biologisch effekt. […]

Verder onderzoek zal grotere aantallen individuen omvatten voor de expressie-arrays. De nadruk bij dergelijke studies zal liggen op het ontwikkelen van een op gen-expressie gebaseerde multivariate funktie, of voorspeller, die het behoren tot een klasse van een nieuw staal correct voorspelt gebaseerd op de expressie-niveaus van belangrijke genen. Instrumenten voor het ontdekken van klassen zullen ook worden toegepast op expressie-profielen van CVS-individuen, in een poging afzonderlijke sub-groepen van deze ziekte verder te beschrijven op basis van gen-expressie; zoals we hebben gedaan voor graduele en plotse aanvang van de ziekte. De methoden gebruikt bij deze studie zullen echter ook worden toegepast op deze data-sets aangezien deze analytische instrumenten zeer nuttig zullen blijken bij het definiëren van de pathofysiologie of CVS. We hopen dat deze bredere, meer omvattende benadering van CVS-research veel deuren zal openen naar het begrijpen van dit syndroom en misschien van vermoeidheid en ziekte in het algemeen.

Geef een reactie »

Nog geen reacties

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Blog op WordPress.com.

%d bloggers op de volgende wijze: