M.E.(cvs)-wetenschap

oktober 4, 2009

Vacuolair APTase bij CVS (‘channelopathy’)

Filed under: Celbiologie — mewetenschap @ 3:29 pm
Tags: , , , ,

Op de ‘9th International IACFS/ME Research and Clinical Conference’ (Reno, Nevada, USA 12-15 maart 2009) gaf Prof. Dr Suzanne Hagan (‘Glasgow Caledonian University’), de researcher die nauw samenwerkt met Prof. Dr John Gow, een presentatie over ‘Ion-channel function and CFS’: “Identificatie van veranderingen in gen-expressie van een aantal ATPase enzymen en ion-kanalen gebruikmakend van DNA micro-array wijst op een mogelijke rol voor ion-kanalen en ATPase-funktie bij de pathologie van CVS. Dit kan helpen bij het formuleren van een rationele hypothese voor de pathogenese van CVS.”.

In verband met de ‘Genetische basis van channelopathie bij M.E.(cvs)’ laat ze optekenen: “Er bestaan verschillende condities waarin schommelende vermoeidheid een symptoom is en vele daarvan worden veroorzaakt door abnormale ion-kanalen in het celmembraan. Deze condities omvatten genetisch bepaalde channelopathieën. Recente gegevens suggereren dat Multiple Sclerose een verworven channelopathie is. Bovendien werd recent een hypothese gesteld over de rol van de ion-channelopathieën in de pathogenese van fibromyalgie, een toestand met gelijkaardige symptomen en ontstaansgeschiedenis als die van M.E.(cvs). Bij 111 vrouwelijke M.E.(cvs)-patiënten werden significante veranderingen vastgesteld in de genen verantwoordelijk voor het ionentransport en de ionkanaal-aktiviteit. Ook een deel van de M.E.(cvs)-patiënten zou dus een ionkanaal-dysfunktie kunnen hebben, wat kan bijdragen tot de veelheid aan symptomen die geassocieerd wordt met M.E.(cvs).”.

In het artikel ‘A Gene Signature for Post-Infectious Chronic Fatigue Syndrome’ (BMC Medical Genomics 2009, 2:38) [zie ‘Gen-signatuur voor Post-Infektie CVS’] wordt daar echter nog niet over gerapporteerd…

Hieronder enkele stukken die verwijzen naar onderzoek dat aan de gang is en naar een patent dat Gow reeds in 2006 nam, anticiperend op resultaten die zij verder verwachten. Bron: European Patent Office (v3.espacenet.com) – August 10, 2006 – World Patent WO2006082390: Materials and Methods for Diagnosis and Treatment of  Chronic Fatigue Syndrome; John W. Gow and Abhijit Chaudhuri (Patent File Number GB0502042.5).

Misschien van belang om te geven is dat Prof. Gow, naast ‘Director for Forensic Investigation’ aan de ‘Glasgow Caledonian University’, ook oprichter en technisch directeur is van het bedrijfje ‘Crucial Genetics’ dat genetische vaderschapstesten aanbiedt…

Nog even herhalen dat er verschillende types ATPasen zijn: 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.

Vacuolar type H+-ATPase (v-ATPase) is een sterk geconserveerd evolutionair oer-oud enzyme met opmerkelijk diverse funkties bj eukaryote (met een echte kern) organismen. v-ATPasen controleren de zuurtegraad (pH) van een brede waaier intracellulaire organellen (elk van deze vereist een specifieke interne pH) en pompen protonen (H+) doorheen de plasma-membranen van talrijke cel-types. Het v-ATPase complex kan ook deelnemen aan het waarnemen van de interne pH van de organellen

v-ATPasen koppelen de energie van ATP-hydrolyse aan protonen-transport bij intracellulaire en plasma-membranen van eukaryote cellen. v-ATPasen werken dus exclusief als een ATP-afhankelijke protonen-pomp.

In een cel kunnen v-ATPasen betrokken zijn bij verscheidene essentiële cellulaire funkties, inclusief receptor-gemedieerde endocytose (het opnemen van extra-cellulaire macrom-molekulen in de cel via insluiting door het celmembraan; dit trekt steeds iets verder naar binnen toe totdat het uiteindelijk een zelfstandig blaasje of vesikel is), post-translationle modificatie (allerlei chemische wijzigingen van een proteïne na zijn translatie uit het mRNA), proteïne-sortering (het naar zijn bestemming leiden van een nieuw aangemaakt polypeptide) via het secretoir mechansime (proteïne-synthese gebeurt op de ribosomen, de polypeptide-ketens gaan naar het Golgi-complex en worden vandaar naar hun bestemmingen geleid; dit mechanisme waarbij zo proteïnen worden gesynthetiseerd en gesorteerd wordt het secretoir mechansime genoemd), proteïne-afbraak en secundair transport.

Deze processen worden gereguleerd via modulering van de expressie op het plasma-membraan en aktiviteit van het v-ATPase.

[Vraag desgewenst naar referenties]

http://www.ahummingbirdsguide.com

CVS Patent Gow et al.

“Eerdere rapporten hypothiseerden dat CVS een vorm van ‘channelopathy’ is – een aandoening van ion-kanalen in de cel-membranen. Er zijn meerdere meldingen in de literatuur waarvan we geloven dat ze de hypothese versterken die stelt dat vacuolair H+-ATPase een pathogene rol speelt bij CVS.

Lokale anaesthetica, waarvan is geweten dat ze op ion-kanalen inwerken, hebben een ongunstig effekt op patiënten met M.E.(cvs). Er werd ook aangetoond dat er bij sommige patiënten met M.E.(cvs) morfologische veranderingen zijn bij de rode bloedcellen. Opmerkelijk: een studie door Nishiguchi et al. heeft aangetoond dat het lokaal verdovingsmiddel lidocaine omkeerbare morfologische transformatie kan induceren van menselijke rode bloedcellen en dat deze verandering wordt gemedieerd door de aktivatie van vacuolair H+-ATPase. Daarenboven hebben Li et al. getoond dat het gen betrokken is bij ijzer-binding in rode bloedcellen.

Het ion-kanaal gen is een lid van de vacuolaire H+-ATPase proton-transporterende gen-familie. Deze familie van genen is direct betrokken bij de fosfocreatine-afhankelijke [zie Metabole veranderingen in spieren en hersenen bij CVS’] glutamaat-opname door synaptische vesikels [zie items over glutamaat-opname]. Het gen is verantwoordelijk voor ‘vesicle-docking’ / exocytose [‘docking’ is het proces waarbij het vesikel (‘blaasje’ met inhoud) en het pre-synaptisch membraan zich zo positioneren dat ze klaar zijn om te fuseren; na samensmelten van de membranen ontstaat een kleine opening die groeit totdat de exocytose gebeurt en de inhoud van het vesikel wordt vrijgegeven in de synaptische ruimte.] tijdens neurotransmitter-release en is een belangrijke constituent van synaptische vesikels geassocieerd met intracellulaire membraan-strukturen. We hebben aangetoond, gebruikmakend van H-MRS, dat er een verstoring is van het choline/creatine evenwicht in het centraal zenuwstelsel [zie Metabole veranderingen in spieren en hersenen bij CVS’]. Deze bevinding werd bevestigd door Puri et al. Zoals hierboven gesteld, is dit type gen direct betrokken bij de creatine-mechanismen. We hebben eerder aangetoond dat patiënten met CVS lage kalium-waarden in het lichaan hebben. Bailey et al. hebben een verband tussen kalium-depletie en upregulering van H+-ATPase getoond.

Zoals hierboven aangegeven, werden virussen dikwijls geassocieerd met CVS. Het binnenkomen van virussen in de cellen kan worden gemedieerd door H+-ATPase. Naast virale infektie die neurotransmitter-funktie aantast, is er een grote hoeveelheid bewijs dat aantoont dat vacuolair H+-ATPase ook is betrokken.”

[Voor referenties: neem contact]

http://www.ncf-net.org [National CFIDS Foundation]

Alan Cocchetto, NCF Medical Director ©2006

Dr. John Gow, van de ‘Glasgow University in Scotland’, heeft de gen-signatuur aangekondigd die zijn research-groep heeft geïdentificeerd bij patiënten met M.E./ CFIDS (World Patent WO2006082390). Het patent reveleert een aantal geïdentificeerde genen die tot expressie komen aan abnormale waarden bij patiënten met M.E.(cvs) vergeleken met normale, gezonde individuen. Volgens Dr. Gow zouden de geïdentificeerde genen objectieve ziekte-merkers kunnen leveren die kunnen worden gebruikt in diagnostische testen ter ondersteuning van de diagnose van M.E.(cvs).

In zijn patent toonde Dr. Gow zijn interesse in het ATPase-systeem. In dit patent wordt gesteld “Op het cellulair niveau wordt vermoeidheid gelinkt met wijzigingen in de cel-membraan ion-kanaal trafiek en het ATPase-systeem. [Chaudhuri A, Watson WS, Behan PO. Arguments for a role of abnormal ionophore function in Chronic Fatigue Syndrome. In: Yehuda S, Moltofsky DI (eds). Chronic Fatigue Syndrome. New York, Plenum Press 1997; 119-30] ATPasen worden ook gelinkt met neurotransmitter-afgifte (bv. dopamine) [Goncealves PP, Meireles SM, Neves P, Vale MGP. Ca2+-sensitivity of synaptic vesicle dopamine, gamma-aminobutyric acid and glutamate transport-system. Neurochemical research 2001; 26: 75-81] en cellulair energie-metabolisme via creatine-fosfatase. Verhoogde ATPase-aktiviteit werd gerapporteerd in spier-biopten van patiënten met CVS [Gow JW, McGarry F, Behan WMH, Simpson K, Behan PO. Molecular analysis of cell-membrane ion-channel function in Chronic Fatigue Syndrome (Abstract). International Meeting on Chronic Fatigue Syndrome, Dublin 1994]. Uit eerder werk bleek de mogelijkheid dat patiënten met CVS een ion-kanaal dysfunktie zouden kunnen hebben [Chaudhuri A, Watson WS, Pearn J, Behan PO. Symptoms of Chronic Fatigue Syndrome are due to abnormal ion-channel function. Medical Hypotheses 2000; 54: 59-63]. Deze dysfunktie zou kunnen worden geïnduceerd door veranderingen in de ion-kanaal funktie, neurotransmitters betrokken bij kanaal-‘gating’ [openen en sluiten] of door een verschuiving in het evenwicht van de cellulaire ‘energie-lading’, de ratio tussen ATP en ADP, die normalerwijs een funktie is van de ATPase-aktiviteit.”.

Dr. Gow vervolgde: “Een groep aan de ‘University of Ulm’ (Duitsland) heeft gesuggereerd dat een pentapeptide (QYNAD) [klein eiwit bestaande uit 5 aminozuren Gln-Tyr-Asn-Ala-Asp] met Na+-kanaal blokkerende werking een biologische merker zou kunnen zijn van bepaalde inflammatoire en immunologische aandoeningen van het zenuwstelsel. De uitvinders vroegen zich af of het pentapeptide geïdentificeerd door de duitse groep al dan niet een rol zou kunnen spelen bij CVS. Serum-stalen werden naar ‘University of Ulm’ verzonden voor analyse. De 15 stalen omvatten 5 normale controles, 5 patiënten met CVS en 5 ziekte-controles (waarvan 2 patiënten met MS. De stalen waren 1-15 genummerd en de duitse groep was niet op de hoogte wat de stalen waren of welke stalen wat waren, tot na de beëindiging van het experiment. Toen de code werd verbroken, toonden de resultaten dat in de ziekte-controle groep de waarden van het pentapeptide 2,3x die van de normale controles waren (gelijkaardig met de gepubliceerde data) en bij de CVS-stalen lagen de waarden 3x hoger dan de gezonde controles… De duitse groep was niet in staat een endogeen gen te identificeren dat codeert voor het pentapeptide. De uitvinders voerden een […] aminozuur-vergelijking uit voor het pentapeptide QYNAD… Er werden een aantal gekloneerde nucleotide-sequenties gevonden en wanneer deze werden vergeleken met nucleotide-databases, vertoonde slechts één kloon ‘full-length’ homologie met een menselijk gen. Dit gen bleek een menselijk ion-kanaal gen – de vacuolaire protonen-pomp H+-ATPase (v-ATPase).”. Dr. Gow stelde dan: “De uitvinders vroegen zich daarna af of het v-ATPase een kandidaat gen voor een diagnostische test voor CVS vertegenwoordigt… De patiënten-stalen hebben een significant hogere waarden qua v-ATPase mRNA dan de gezonde controles. Dus: het v-ATPase gen lijkt een waarachtige biomerker voor CFS/M.E.(cvs) te vertegenwoordigen.”

[…]

Verder stelt Dr. Gow in zijn patent: “Het v-ATPase staat bekend te zijn betrokken bij de regulering van een aantal metabole funkties die verstoord zijn bij M.E.(cvs). v-ATPase upregulering zou daarom een verklaring kunnen bieden voor een aantal van de symptomen die worden geobserveerd. Bijvoorbeeld: gestegen v-ATPase aktiviteit zou de intracellulaire acidose kunnen verklaren in spieren bij inspanning, borst-pijn (syndroom X) [metabool syndroom; omvat insuline-resistentie in associatie met stoornissen van de koolhydraat-tolerantie en allerlei metabole afwijkingen]), veranderde neurotransmitter (dopamine) funktie en abnormale regulering van hypothalamische hormonen. Daarenboven zou het de verhoogde energie-conumptie en vermoeidheid geassocieerd met de aandoening kunnen verklaren.”.

[…]

Het QYNAD-verhaal blijkt nogal controversieel… Na 2006 is er ook niet meer over gepubliceerd…

Bafilomycine A1 (BFLA1), een lid van de plecomacrolide sub-klasse van macrolide antibiotica , is een krachtige en zeer specifieke inhibitor van vacuolair ATPase en intracellulaire verzuring (bij hoge concetraties). Het zou ook concentratie-afhankelijke effekten hebben op de leefbaarheid van neuronale cellen: BafA1 inhibeert de sterfte van neuronen geïnduceerd door autofage stress (autofagie, of autofagocytose, is een strikt geregeld proces waarbij de cel eigen cel-produkten verteert in de zogenaamde lysomen, het maakt deel uit van normale cel-groei, ontwikkeling en homeostase, en helpt het evenwicht behouden tussen synthese, afbraak en recyclage van cellulaire produkten.; autofage stress komt voor bij nutrienten-tekort of lysosoom-dysfunktie en kan leiden tot cel-sterfte, ook beschreven bij neurodegeneratieve aandoeningen).

Ook het struktureel gelijkaardige bafilomycine B1 en concanamycine A zijn neuroprotektief tegen chloroquine-geïnduceerde sterfte (chloroquine remt autofagie; de lysosomotrope stof chloroquine induceert autofage stress en daaropvolgende neuronale sterfte; het antibioticum bafilomycine A1 vermindert deze neuronale sterfte dramatisch.). Er zijn aanwijzingen dat plecomacroliden excitatorische synaptische transmissie kunnen blokkeren.

Andere meldingen van v-ATPase inhibite betreffen het NO-genererend S-nitrosoglutathion (SNG) en het nieuwere FR177995…

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: