M.E.(cvs)-wetenschap

juni 27, 2011

Gen-expressie veranderingen na matige inspanning bij CVS & FM

De research-groep rond het echtpaar Light leverde bewijs (zie eerder op deze paginas: ‘Bewijs voor erfelijke voorbestemming tot CVS’) voor een erfelijke bijdrage aan de voorbestemming tot Chronische Vermoeidheid Syndroom. Aanwijzingen i.v.m. welke genen zouden kunnen betrokken zijn gaven ze daar niet maar ze bouwen in onderstaand artikel gestaag verder op wat ze daaromtrent al vonden aangaande cytokinen (‘Symptoom-opflakkering verbonden met cytokine-aktiviteit bij CVS’) en adrenerge receptoren (‘Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS’). Ze proberen op dit vlak ook verschillen te ontdekken tussen CVS en fibromyalgie…

————————-

J Intern Med. May 2011 [pre-print]

Gene expression alterations at baseline and following moderate exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome and Fibromyalgia Syndrome

Light AR, Bateman L, Jo D, Hughen RW, Vanhaitsma TA, White AT, Light KC

Department of Anaesthesiology, University of Utah, Salt Lake City, UT

The Brain Institute, University of Utah, Salt Lake City, UT Department of Neurobiology and Anatomy, University of Utah, Salt Lake City, UT

Department of Exercise and Sport Science, University of Utah, Salt Lake City, UT

Samenvatting

Doelstellingen: Verschillen bepalen qua mRNA-expressie van genen betrokken bij de signalisering en modulering van sensorische vermoeidheid, en spier-pijn bij patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) en Fibromyalgie Syndroom (FM) bij baseline en na matige inspanning.

Ontwerp: 48 patiënten met enkel-CVS of CVS met co-morbide FM [CDC-criteria – 96% voldeed ook aan de Canadese klinische criteria; 69% voldeed ook aan de criteria voor FM; 33 vrouwen en 15 mannen], 18 patiënten met FM [‘American College of Rheumatology’ criteria] die niet voldeden aan de criteria voor CVS en 49 gezonde controles ondergingen een matige inspanning (25 minuten à 70% van de maximum leeftijd-voorspelde hartslag). Visueel-analoge metingen van vermoeidheid en pijn werden vóór, tijdens en na inspanning afgenomen. Er werden bloed-stalen genomen vóór, en 0.5, 8, 24 en 48 uur na inspanning. Er werden onmiddellijk leukocyten geïsoleerd uit het bloed, gecodeerd voor blinde verwerking en analyses, en snel diepgevroren. Gebruikmakend van ‘real-time’, kwantitatieve PCR werd de hoeveelheid mRNA voor 13 genen (t.o.v. controle-genen) betrokken bij sensorische, adrenerge en immuun-funkties vergeleken tussen de groepen bij ‘baseline’ en na inspanning. Veranderingen qua hoeveelheid mRNA werden gecorreleerd met gedrag-metingen en funktionele klinische bepalingen.

Resultaten: Er traden geen wijzigingen qua gen-expressie op na inspanning bij de controles. Bij 71% van de CVS-patiënten verhoogde matige inspanning de transcriptie van de meeste sensorische en adrenerge receptoren en die van één cytokine-genen voor 48 uur. Deze verhogingen na inspanning correleerden met metingen van vermoeidheid en pijn. In tegenstelling daarmee, bleek voor de andere 29% van de CVS-patiënten, de transcriptie van de adrenerge a-2A receptor gedaald op alle tijdstippen na inspanning; andere genen waren niet veranderd. Een geschiedenis van orthostatische intolerantie was significant couranter bij de subgroep met afgenomen α-2A. Patiënten met enkel FM vertoonden geen veranderingen qua gen-expressie na inspanning maar hun ‘baseline’ mRNA, vóór inspanning, was voor twee sensorische ion-kanalen en één cytokine significant hoger dan controles.

Besluiten: Er kunnen ten minste twee subgroepen CVS-patiënten worden geïdentificeerd d.m.v. gen-expressie wijzigingen na inspanning. De grotere subgroep vertoonde verhogingen qua mRNA voor sensorische en adrenerge receptoren, en een cytokine. De kleinere subgroep bevatte de meeste van de CVS-patiënten met orthostatische intolerantie, vertoonde geen verhogingen na inspanning voor om ’t even welk gen en werd gedefinieerd door stijgingen qua mRNA voor α-2A. Patiënten met enkel FM kunnen worden geïdentificeerd via ‘baseline’ verhogingen van 3 genen. Stijgingen, na inspanning, voor 4 genen voldoen aan gepubliceerde criteria als objectieve biomerker voor CVS en zouden bruikbaar kunnen zijn bij het begeleiden van behandeling-selektie voor verschillende subgroepen.

*************************

Daar we (nog) niet kunnen beschikken over het volledige artikel, volgen hieronder enkele hoogtepunten en commentaren uit dit veelbelovend en belangrijk werk, meegegeven door Kim McCleary, voorzitster van de ‘CFIDS Association of America’ (dat overigens deze studie financierde, samen met de ‘National Institutes of Health’ en de ‘American Fibromyalgia Syndrome Association’). De conclusie van de auteurs is datstijgingen, na inspanning, van 4 genen voldoen aan gepubliceerde criteria voor een objectieve biomerker voor CVS en dit zou bruikbaar kunnen zijn bij het helpen selekteren van een behandeling voor verschillende subgroepen”.

Bron: Association News, Journal Highlights, Research News – research1st.com

[…] De auteurs gaven een gedetailleerde beschrijving van het medicijn-gebruik door elke groep en evalueerden hoe bepaalde medicatie, in het bijzonder antidepressiva en anti-epileptica, de gerapporteerde resultaten beïnvloedde. Alle deelnemers ondergingen bepalingen van mentale & lichamelijke vermoeidheid en pijn-ernst, gebruikmakend van gevalideerde metingen, bij ‘baseline’ en tijdens/na inspanning. De ernst van de aandoening werd bij 45 van de 48 CVS-patiënten ook beoordeeld door Dr. Bateman op een schaal van 1 tot 4 (1 = “aan huis of aan bed gebonden met minimale aktiviteit-tolerantie” – 4 = “in staat tot deeltijdse school-/werk-/andere aktiviteiten gedurende 10 tot 30 uur/week maar ‘zonder overschot’.”): 9% vielen onder graad 1 (meest ernstig), 33% onder graad 2, 45% onder graad 3 en 13% onder graad (minst ernstig).

[…] De onderzoekers dachten eerst dat de aan- of afwezigheid van FM betekenisvolle subgroep-gegevens zou opleveren maar dit bleek niet het geval. De groep met enkel FM vertoonde echter kenmerkende resultaten in vergelijking met de CVS/CVS+FM en de controles.

Er werd alle individuen gevraagd zich te onthouden van inspanning-aktiviteit (bestaande uit meer dan 5 min wandelen) gedurende 2 dagen vóór en 2 dagen na het studie-bezoek. De [inspanning-]test gebeurde ‘s morgens tussen 8:00 en 9:30. Bloed werd afgenomen op 5 tijdstippen: onmiddellijk vóór de test en 30 min, 8 uur, 24 uur en 48 uur na de inspanning. Vermoeidheid en pijn-symptomen werden vóór, halverwege en onmiddellijk na de test, en bij elke bloed-afname (op een schaal van 0 tot 100, waarbij 100 het hoogste niveau qua vermoeidheid of pijn was). Op basis van piloot-studies en andere CVS-gerelateerde inspanning-studies werd een fiets-ergometer gebruikt waarbij het gebruik van armen én benen vereist was, om 25 min van volgehouden matige inspanning te simuleren (omdat dit het meest lijkt “op de natuurlijke inspanning waarvan werd gerapporteerd dat het de CVS-symptomen verergert” […]. De meerderheid van de CVS- en FM-patiënten bleek in staat de test te vervolledigen en 70% van de maximale hartslag te bereiken. “Het zeer matig inspanning-niveau gedurende 25 min veroorzaakte bij alle CVS- en FM patiënten post-exertionele malaise die 48 uur aanhoudt, maar niet bij de controles.”

Gen-expressie Resultaten

Via ‘real-time’ kwantitatieve PCR werden veranderingen in boodschapper-RNA (mRNA) gen-expressie gemeten voor elk individu op de 5 tijdstippen. […] Kandidaat-genen werden geselekteerd op basis van voorafgaande studies die hun directe betrokkenheid bij het signaliseren van vermoeidheid door skelet-spieren aantoonden. Deze genen behoorden tot 3 categorieën: sensorische (behorend tot het sensorisch zenuw-netwerk), adrenerge (behorend tot het sympathisch zenuwstelsel en afgifte van epinefrine) en immune.

Er waren geen verschillen bij ‘baseline’ tussen de CVS/CVS+FM groep en de controles. De groep met enkel-FM vertoonde meerdere verschillen bij ‘baseline’. “Ze hadden significant hogere hoeveelheden mRNA voor de sensorische receptoren P2X4 en TRPV1, en voor het cytokine IL10.” Op basis van eerder werk van het team, bij muizen, hypothiseerden ze dat deze merkers een verhoogd signaal voor spier-metabolieten vertegenwoordigen, dat zou kunnen leiden tot wijdverspreide stijgingen qua spier-pijn en secundaire hyper-algesie in de huid over gans het lichaam. De researchers waren verrast dat deze waarden niet veranderden tijdens de inspanning bij deze groep; dit was een nieuwe bevinding.

Na inspanning vertoonden de CVS-patiënten grotere stijgingen qua mRNA dan controles voor 7 van de target-genen. Er was ook een duidelijk onderscheid voor twee groepen binnen de CVS-groep qua gen-expressie resultaten. 71% van de CVS-patiënten vertoonden stijgingen van de alfa-2A (α-2A) receptor op één of meerdere tijdstippen na inspanning, terwijl bij 29% grote verminderingen van dezelfde receptor bleken. De grotere subgroep vertoonde grote stijgingen van 8 genen maar de kleinere subgroep bleek niet verschillend voor deze genen, vergeleken met de controle-groep. De wijzigingen in de subgroepen bleven aanhouden van onmiddellijk tot 48 na de inspanning, vergeleken met de controles.

Vergeleken met controles vertoonden de ernstiger aangetaste CVS-individuen dramatischer gen-expressie wijzigingen dan degenen die minder ernstig aangetast zijn.

Karakteristieken van 2 CVS Subgroepen

α-2A Verhoging Subgroep (34/48 CVS-individuen): Deze groep vertoont grote gen-expressie stijgingen na inspanning van de volgende genen: P2X4, P2X5, TRPV1, α-2A, β-1, β-2, COMT en IL10. “Interessant is dat de genen die ontregeld bleken bij de huidige studie de meeste van de mechanismen vertegenwoordigen die door anderen gehypothiseerd worden veranderd te zijn bij CVS. Ze omvatten het immuunsystem (IL10 […]), cellulaire energie (P2X4 en TRPV1) en het cardiovasculair systeem (α-2A, β-1, β-2 en COMT).” Het team rapporteert dat geen enkele van deze genen door andere groepen werd gevonden bij meting op één tijdstip […]. “Dit is niet verrassend aangezien de hier gerapporteerde verschillen qua gen-expressie niet werden gezien bij ‘baseline’ maar enkel na blootstelling aan matige inspanning.”

α-2A Vermindering Subgroep (14/48 CVS-individuen): De meerderheid van deze groep (71%) had ook klinische orthostatische intolerantie en “suggereert dat verschillende mechanismen de invaliderende vermoeidheid veroorzaken bij deze subgroep. De grote dalingen qua α-2A weerspiegelen mogelijks een afzonderlijk type ontregeling van het sympathish zenuwstelsel.” De researchers suggereren dat een effekt van deze ontregeling de “ontoereikende doorbloeding naar de werkende spieren en de hersenen”, die door andere onderzoek-teams werd gerapporteerd bij sommige CVS-subgroepen, zou zijn. Ze stellen: “Het verband tussen α-2A afname bij CVS-patiënten & posturale orthostatische tachycardie syndroom, en de graad & type autonome stoornis moet verder worden bestudeerd.”.

De 2 CVS-subgroepen verschilden niet qua vermoeidheid-/pijn-graad vóór, tijdens of na inspanning, qua samen voorkomen met FM, ernst van de aandoening, gebruik van antidepressiva of opioïden. De verdeling van deze kenmerken was gelijkaardig voor beide groepen. De evaluatie van het medicijn-gebruik van de 2 subgroepen toonde dat een trend tot een mindere toename na inspanning wat betreft de geselekteerde genen bij die CVS-patiënten die anti-epileptica namen, vergeleken met zij die geen medicijnen namen. “Deze bevindingen suggereren dat anti-epileptica de gen-expressie stijgingen na inspanning bij sommige CVS-patiënten zouden kunnen reduceren maar ze wijzen er ook op dat het stoppen van deze medicijnen voorafgaandelijk aan het testen niet cruciaal is bij pogingen hun responsen te onderscheiden van die van gezonde individuen.” Deze bevinding heeft belangrijke implicaties naar behandeling toe.

Biomerker Potentieel

Het team meldt dat zijn analyse van de gen-expressie data het potentieel heeft 2 biomerkers op te leveren – één voor de grotere subgroep van CVS-patiënten en een andere voor FM. “Voor de (grotere CVS subgroep) zou een combinatie van PX4, α-2A, β-2 en IL10 op alle tijdstippen na matige inspanning …kunnen worden beschouwd als een zeer goed tot excellent diagnostisch instrument op basis van gepubliceerde biomerker-criteria. De betrouwbaarheid van de diagnostische waarde van gedaald α-2A bij de kleinere subgroep bleek niet accuraat te kunnen worden berekend omdat het aantal patiënten in deze subgroep te klein was. Voor FM zou het gebruiken van P2X4, TRPRV1 en IL10 minder ideaal zijn maar zou toch nog de meerderheid van FM-patiënten identificeren. Het substantieel voordeel van deze test is dat deze verschillen duidelijk waren bij ‘baseline’ en één enkele bloedafname zou dus volstaan, zonder inspanning-test”.

Andere Observaties

* Deze studie bevestigt eerdere bevindingen van de Light’s, dat “matige inspanning door CVS-patiënten leidt tot toegenomen expressie van bepaalde sensorische ion-kanalen, adrenerge en immuun-genen, wat niet voorkomt bij gezonde individuen”.

* Inspanning veroorzaakte significante verhogingen van alle vermoeidheid- en pijn-metingen op alle tijdstippen tijdens en na inspanning bij de CVS/CVS+FM groep. De FM-groep rapporteerde toegenomen pijn en lichamelijke op alle tijdstippen maar mentale vermoeidheid bleek niet toegenomen tijdens en onmiddellijk na inspanning. De controle-groep melde niet meer pijn of mentale vermoeidheid, op geen enkele tijdstip; fysieke vermoeidheid bleek enkel toegenomen in het midden van de inspanning.

* Het team was in staat sterke correlaties tussen vermoeidheid- & pijn-graad en gen-expressie voor P2X4, TRPV1, α-2A, β-2 en IL10 aan te tonen.

* De target-genen die werden gemeten in deze studie werden niet geselekteerd om te proberen de oorzaak van CVS of FM te bepalen, maar de auteurs merken op dat de gen-expressie wijzigingen zouden kunnen worden veroorzaakt door virale infekties. “…de toename qua IL10 die we observeerden bij ‘baseline’ bij FM-patiënten en bij CVS na inspanning lijkt meer op een verhoogde Th2 [immuun-] respons, die mogelijks tot grotere vatbaarheid voor virale infekties en tumoren zou kunnen leiden.”

* De Light’s (en medewerkers) hebben ook naar andere patient-groepen gekeken wat betreft enkele van diezelfde merkers. Ze hebben een ander manuscript ter publicatie ingediend dat toont dat de in deze studie gemelde gen-merkers niet op dezelfde manier verhoogd zijn bij patiënten met Multipele Sclerose. […]

* Ze hebben ook gekeken naar de mogelijke overlapping met depressie. “De observaties van deze studie betreffende de subset controles die werden getest terwijl ze antidepressiva namen, voorgeschreven voor milde klinische depressie, suggereert dat deze genen niet gestegen zijn bij medicatie-responsieve depressie; we onderzoeken patiënten met matige tot ernstige medicatie-weerspannige depressie om deze voorlopige bevinding te versterken.”

[…]

Dit werk heeft een enorm potentieel voor het verbeteren van de diagnose-stelling én de zorg voor CVS- en FM-patiënten. De geïdentificeerde CVS-subgroepen kunnen helpen bij het begeleiden van behandeling en de mogelijkheid dat anti-epileptica (zoals gabapentine of pregabaline) het invaliderend kenmerk van de post-exertionele terugval zouden kunnen dempen, is veelbelovend. Deze studie draagt ook sterk bewijsmateriaal bij aan de groeiende literatuur aangaande de zeer reëele aard van diezelfde post-exertionele terugval; wat nuttig kan zijn , niet enkel om toekomstige research de richting te wijzen maar ook voor juridische zaken zoals het documenteren van werkonbekwaamheid. Het toont het nut aan van het bekijken van biologische veranderingen die voorkomen ten gevolge het belangrijkste kenmerk, de post-exertionele terugval. Het door de Light’s gemelde preliminair werk betreffende het vergelijken van deze bevindingen met andere ziekte-toestanden, helpt het nut van deze merkers vaststellen met betrekking tot het differentiëren van CVS, niet enkel van gezonde individuen maar van andere patient-groepen die invaliderende vermoeidheid ondervinden.

Zoals bij alle research zullen deze bevindingen moeten worden gerepliceerd door een andere research-groep bij een andere groep van CVS (en FM) -patiënten. Het feit dat dit werk eerdere gelijkaardige observaties uitbreidt, biedt hoop dat deze bevindingen die test zullen doorstaan.

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: