M.E.(cvs)-wetenschap

april 28, 2013

Screening van NK-, B- & T-cel fenotype en funktie bij CVS

Filed under: Immunologie — mewetenschap @ 3:24 pm
Tags: , , , , , ,

In een interview met ‘Health Rising’ (April 2013; phoenixrising.me) laat Dr Blanco (die deel uit maakt van een immunologie-groep die samenwerkt met de HIV Kliniek van het ‘Germans Trias I Pujol’ Ziekenhuis in Barcelona), één van de auteurs van onderstaand artikel, optekenen: “Onze preliminaire gegevens toonden veranderingen bij alle geanalyseerde lymfocyten-subgroepen (B, T & NK). Deze preliminaire gegevens kwamen van patiënten uit slechts één CVS-kliniek. Om ‘bias’ te vermijden, breidden we onze studie uit door patiënten te recruteren uit een ander klinisch centrum. Patiënten-organisaties financierden gedeeltelijk de initiële studies – eigenlijk bedoeld als zoekocht naar XMRV en om immunologische merkers te identificeren. De rol van het retrovirus werd snel uitgesloten maar de onderzoekers dachten dat de immunologische studies interessant genoeg waren om het werk verder te zetten. Deze bijkomende inspanning werd gefinancierd door de IrsiCaixa Stichting (een research-instituut gefinancierd door de Catalaanse regering en de ‘La Caixa’ stichting, een Catalaanse bank).”

Onzes inziens is deze studie wat ze is: een verkenning bij een kleine groep patiënten die bevestiging bij grotere populatie vergt. De eventueel bruikbare merkers moeten worden uitgetest bij ander ziekten met een gelijkaardige symptomatologie. Een deel van de resultaten bevestigt rapporteringen van andere teams, een ander deel is in tegenspraak met wat anderen vonden. Daarom zorgt dit voor nogal wat verwarring. We geven het voor de volledigheid en ter nuancering mee…

We weten ook nog niet of de beschreven lymfocyten-populaties direct betrokken zijn bij de pathofysiologie van M.E.(cvs); misschien gaat het om een secundair effekt? Specifieke NK-cel fenotype-profielen bleken (in de medische literatuur) geassocieerd met verscheidene virussen in en de resultaten zouden een (geïdentificeerd of niet) pathogen kunnen weerspiegelen. Tot dat een dergelijk pathogen wordt geïdentificeerd (als er al één is) bij M.E.(cvs), blijft dit speculatie.

————————-

J Transl Med. 2013; 11: 68

Screening NK-, B- and T-cell phenotype and function in patients suffering from Chronic Fatigue Syndrome

Marta Curriu (1); Jorge Carrillo (1), Marta Massanella (1), Josepa Rigau (2), José Alegre (3), Jordi Puig (4), Ana M Garcia-Quintana (5), Jesus Castro-Marrero (3), Eugènia Negredo (4), Bonaventura Clotet (1,4), Cecilia Cabrera (1) and Julià Blanco (1,6)

1 Institut de recerca de la sida, IrsiCaixa-HIVACAT, Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias I Pujol|, Badalona, Spain

2 CFS Clinic, Tarragona, Spain

3 CFS Unit, Institut de Recerca Vall d’Hebron, Barcelona, Spain

4 Fundació Lluita contra la SIDA, Hospital Germans Trias I Pujol, Badalona, Spain

5 CFS Unit, Delfos Clinic, Barcelona, Spain

6 Institut de Recerca de la SIDA, IrsiCaixa/Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Hospital Universitari Germans Trias i Pujol, Badalona, 08916, Spain

Samenvatting

Achtergrond: Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een invaliderende neuro-immune aandoening met een onbekende etiologie waarvan de diagnose wordt gesteld via een reeks klinische manifestaties. Hoewel verscheidene immunologische abnormaliteiten werden beschreven bij CVS, heeft hun heterogeniteit de diagnostische toepasbaarheid beperkt.

Methodes: Immunologische kenmerken van CVS werden gescreend bij 22 CVS-individuen die voldeden aan de Fukuda criteria en 30 gezonde controle-individuen. In beide groepen werden de perifeer bloed T-, B- en NK-cel funktie en fenotype geanalyseerd d.m.v. flow-cytometrie.

Resultaten: CVS-individuen vertoonden gelijkaardige absolute aantallen T-, B- en NK-cellen, met kleine verschillen qua percentage CD4+ en CD8+ T-cellen. De B-cellen vertoonden gelijkaardige subgroup-frequenties en proliferatieve responsen tussen de groepen. Anderzijds werden significante verschillen geobserveerd qua T-cel subgroepen. CVS-individuen vertoonden verhoogde waarden qua of T regulerende cellen (CD25+/FOXP3+) en lagere proliferatieve responsen in vitro en in vivo. Daarenboven vertoonden de CD8 T-cellen van de CVS-groep significant lagere aktivatie en frequentie van effector geheugen cellen. Er werden geen duidelijke tekenen voor T-cel immunosenescentie [her-modellering (verslechtering) van het immuunsysteem naar mate het ouder worden] geobserveerd. NK-cellen van CVS-individuen vertoonden hogere expressie van NKp46 en CD69 maar lagere expressie van CD25 in alle NK-groepen. Globaal groepeerden T-cel en NK-cel kenmerken duidelijk de CVS-individuen.

Besluiten: Onze bevindingen suggereren dat wijzigingen qua T-cel fenotype en proliferatieve respons tesamen met de specifieke NK-cel fenotype signatuur nuttig kunnen zijn bij de identificatie van CVS-individuen. De opvallende down-modulering van T-cel gemedieerde immuniteit zou kunnen helpen bij het begrijpen van virale infekties bij CVS.

Achtergrond

[…]. De Wereld Gezondheid Organisatie erkent M.E./CVS als een ziekte van het zenuwstelsel (ICD G93.3). CVS is echter een multi-systeem ziekte waarbij neurologische aandoeningen gepaard gaan met veranderde immune, musculoskeletale, endocriene en cardiovasculaire systemen. […]

De karakterisatie van de immune toestand van CVS-individuen heeft dikwijls tegenstrijdige resultaten opgeleverd. Ander werk bracht CVS in verband met een toestand van immuun-aktivatie, vastgesteld via expressie van CD38 of HLA-DR [aktivatie-merkers] in CD8 T-cellen. Andere auteurs vonden echter gelijkaardige expressie van deze merkers bij CVS- en gezonde individuen; terwijl lagere expressie van de aktivatie-merkers CD69 of oplosbaar CD26 ook werd beschreven als een kenmerk van CVS [zie ‘‘Natural Killer’ Cel Funktie & Dipeptidyl Peptidase IV/CD26 – biomerkers voor CVS?]. Zo ook werden B-cel funktie, B-cel gemedieerde auto-immuniteit of onevenwichtige cytokine-netwerken [zie ‘Immunologische abnormaliteiten als potentiele biomerkers bij M.E.(cvs)’ & Cytokinen in plasma bij vrouwen met CVS’] gelinkt met CVS; weerom met niet-overtuigende resultaten. Gewijzigde aantallen NK-subgroepen (gedefinieerd via CD56- of CD16-expressie) en een verstoorde NK-cel lytische aktiviteit bleken op een meer consistente manier geassocieerd met CVS [zie o.a. Brenu EW, van Driel ML, Staines DR et al. Longitudinal investigation of natural killer cells and cytokines in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Journal of Translational Medicine (2012) 10: 88]; hoewel ook hier controversiële gegevens werden gerapporteerd en een consensus wat betreft relevante NK-cel merkers nog ontbreekt.

Ten minste enkele van deze bij CVS beschreven immuun-kenmerken zouden verband kunnen houden met aktieve, slecht gecontroleerde virale infekties, die immuun-responsen anders moduleren en zouden kunnen leiden tot immuun-hyperaktivatie/-uitputting (zoals dikwijls gerapporteerd bij HIV); zouden kunnen bijdragen tot immunosenescentie (zoals werd gepostuleerd voor CMV); of kunnen leiden tot een toestand van immune anergie [afwezigheid van (immuniteit)-respons] (zoals beschreven voor het mazelen-virus). In deze context wilden we het fenotype en de funktie van verschillende immuun-cellen tussen gezonde en ME/CVS-individuen vergelijken. De studie werd ontworpen in 2010 en kon de nieuwe definities, die tegenwoordig de scheiding tussen M.E. en CVS toelaten, nog niet gebruiken. Onze gegevens wijzen echter in de richting van een niet-aangetast B-cel compartiment, een overhellend NK-cel fenotype en een minder responsief T-cel compartiment als belangrijkste immune kenmerken bij M.E./CVS.

Methodes

Patiënten

Fukuda criteria […]. Algemene exclusie-criteria: diabetes, hypertensie, chronisch obstructief pulmonair lijden, inflammatoire darm-ziekte of Crohn’s, Reumatoïde Arthritis, Parkinson’s of Huntington’s, schizofrenie, organische mentale aandoeningen, drug-misbruik, Multipele Sclerose en een body-mass-index BMI > 30 kg/m2. […] Andere belangrijke co-morbiditeiten werden geëvalueerd maar niet als exclusie-criteria beschouwd […]. [Patiënten met identificeerbare infekties werden uitgesloten. Dit is nodig omdat deze een verschillend/verstorend immuun-profiel kunnen opleveren.]

Staal-verwerking

[…] Alle stalen werden afgenomen en direct verwerkt in het ‘Hospital Germans Trias i Pujol’. […]

Bepaling van absolute aantallen B-, T- & NK-cellen

Flow-cytometrie: absoluut aantal lymfocyten: (anti-CD45-V450), percentage van de verschillende lymfocyt-subgroepen (CD45-V450, CD19-AmCyan, CD3-APC-Cy7, CD4-APC, CD8-PerCP, CD56-PE & CD16-FITC).

Immunofenotypering

Karakterisering B-, T- & NK-cel populaties.

B-cel & T-cel proliferatie-testen

[…]

Cel-sterfte testen

[…]

NK-aktiviteit testen

[…]

Statistische analyses

[…]

Resultaten

Patiënten-karakteristieken

[…] CVS-diagnose mediaan 3-5 jaar, 53% rapporteerden een aanvang van de symptomen met virale infekties. De mediane ernst-graad was mild (ca 50% reductie qua aktiviteiten-niveau). […]

[…]

Kwantificatie van lymfocyten-subgroepen

Absolute aantallen en percentages B-cellen (CD19+), NK-cellen (CD3-CD56+CD16+), T-cellen (CD3+), CD4 T-cellen (CD3+CD4+) en CD8 T-cellen (CD3+CD8+) […] waren voor CVS en controles gelijkaardig. Er werd echter een significant lager frequentie CD3+CD56+ lymfocyten gezien bij de CVS-groep. Bovendien was er een lichtjes onevenwichtige samenstelling van de CD3+ cel subset, met een hogere CD4 T-cel vertegenwoordiging in de CVS-groep.

B-cel fenotype en funktie

[Zie ook ‘Gewijzigde funktionele B-cel subgroepen bij M.E.(cvs)’ door Bansal et al.]

[…] Er werden geen significante verschillen gezien qua percentage IgD+, IgG+, IgA+ of CD27+ B-cellen, wat wijst op een gelijkaardig geheugen-compartiment. [B-cellen die aan een antigen werd blootgesteld en antilichamen gaat produceren] De waarden van transitionele [overgang onrijp/rijp] (CD19+IgD+CD38highCD10+CD5+), plasma-plasmablastische (CD19+CD27highCD38high) [plasmablasten = voorlopers van plasma-cellen] of marginale zone B-cellen (CD19+IgD+IgM+CD27+CD1c+) [zie link hierboven], waren vergelijkbaar. Consistent daarmee vertoonde de funktionele beoordeling van B-cel responsen gelijkaardige proliferatie […] en een gelijkaardig niveau ex vivo cel-sterfte. Dus: geen belangrijke verstoringen wat betreft het fenotype en de funktie van circulerende B-cellen.

NK-cel fenotype en funktie

[…] De 3 voornaamste NK-cel subsets die we identificeerden (CD56highCD16-, CD56+CD16+ en CD16+CD56- cellen) en de meeste van de geanalyseerde merkers waren vergelijkbaar. De expressie van CD69 [NK- & T-cel aktivatie-merker] en NKp46 [CD335; zie bespreking] was echter significant hoger bij de CVS-individuen, terwijl de expressie van CD25 [IL-2 receptor α-keten] significant lager was.

[…] In onze studie was het percentage NK-cellen dat CD57 tot expressie brengt gelijkaardig, hoewel de intensiteit van CD57-labeling significant lagere waarden vertoonde bij CVS-individuen. Niettegenstaande de veranderingen qua fenotype, waren er geen significante verschillen qua NK-cel cytotoxische aktiviteit (subgroep […] van stalen beschikbaar voor funktionele testen). Verder konden geen verschillen qua sensitiviteit van NK-cellen voor ex vivo cel-sterfte worden gedetekteerd […]. [Een daling van de CD57 (HNK1, human natural killer-1) lymfocyt-subset werd gesuggereerd als merker voor chronische Lyme…]

T-cel fenotype en funktie

Meerdere auteurs hebben gewezen op een algemene toestand van T-cel aktivatie bij CVS die consistent zou kunnen zijn met virale infekties. […]. Hier vertoonden CD4 T-cellen van CVS-individuen en controles gelijkaardige waarden qua naïeve (CD45RA+CCR7+CD27+CD28+), centrale (CD45RA-CCR7+CD27+CD28+), transitionele (CD45RA-CCR7-CD27+CD28+), effector (CD45RA-CCR7-CD27+CD28-) en terminaal gedifferentieerde geheugen (CD45RA-CCR7-CD27-CD28-) cellen. De meeste CD8 T-cel subsets waren ook gelijkaardig, hoewel CVS-individuen een lagere frequentie cellen met een effector-fenotype (gedefinieerd als CD8 T-cellen met de merkers CD45RA-CCR7-CD27-CD28+) vertoonden. Deze observatie zou verband kunnen houden met het lager niveau qua CD56 expressie bij CD3+ cellen, hoewel de heterogeniteit van deze laatste populatie een fatsoenlijke interpretatie van de gegevens belemmert. We analyseerden ook meerdere merkers voor immunosenescentie of immune uitputting; met tegenstrijdige resultaten: CVS en controles hadden gelijkaardige expressie van de T-cel immunosenescentie merker CD57 bij CD4 en CD8 T-cellen, terwijl verschillen qua expressie van uitputting-merkers PD-1 [Programmed cell death protein 1, CD279] en CD95 [Fas; trans-membraan proteïne van de TNF-familie] bij CD4 en CD8 T-cellen, respectievelijk, werden gezien.

We beoordeelden de frequentie van T regulerende cellen (Treg) en meerdere proliferatie-/aktivatie-merkers. Treg cellen gedefinieerd als CD4+CD25++FOXP3+ of CD4+CD25++FOXP3+CD127- vertoonden significant hogere percentages bij CVS-individuen, wat de lagere waarden Ki67+ cellen [Ki67 is een nucleair proteïne geassocieerd met cel-proliferatie] bij de CD4 T-cellen vergezelt. In tegenstelling daarmee vertoonden CD8 T-cellen geen verschillen qua Ki67 positiviteit, hoewel CVS-individuen hogere expressie van CD5, een merker geassocieerd met verstoorde T-cel responsen, etaleerden. De CVS-groep vertoonde ook lagere waarden wat betreft de aktivatie-merker CD38 bij totale en geheugen (CD45RO+) CD8 T-cellen [CD45RA & CD45RO isoformen van het algemeen leukocyten-antigen identificeren afzonderlijke ‘naïeve’ en ‘geheugen’ T cel-subsets; CD45RO+ percentage stijgt met de leeftijd]. Ondanks deze kleine verschillen qua T-cel subsets, waren ex vivo proliferatieve responsen van CD4 T-cellen significant lager bij CVS maar niet verschillend voor CD8 T-cellen. Ten slotte: er werden geen verschillen opgemerkt wat betreft cel-sterfte voor CD4 en CD8 T-cellen.

Als geheel suggereren deze gegevens een verstoorde T-cel respons bij CVS-individuen geassocieerd met verhoogde Treg aantallen en met enkele specifieke merkers bij CD4 én CD8 T-cellen, maar niet direct veroorzaakt door een algemene toestand van immunosenescentie.

Analyse van T-cel & NK-cel fenotype als merkers voor CVS

[…] De NK-merkers: CD25, CD69, NKp46 (uitgedrukt als percent positieve cellen) en CD57 (als fluorescentie-intensiteit) in combinatie met de T-cel subsets: regulerende, proliferatieve Ki67+CD4+, effector CD8+ en CD56+ T-cellen, vertoonden een hoge sensitiviteit (100%) maar een matig aantal vals-positieven (5/24, specificiteit 79%). Een meer restriktieve keuze qua parameters, met alleen maar NK-cel merkers, gaf een gelijkaardig aantal vals-positieven (5/23, specificiteit 78%) maar lagere sensitiviteit (95%) voor het detekteren van CVS.

Bespreking

De immunologische status van individuen die lijden aan CVS heeft heterogene resultaten opgeleverd. Duidelijke voorbeelden zijn gegevens van verschillende CVS-groepen die in één enkel lab werden geanalyseerd. Deze observaties zouden het gevolg kunnen zijn van een intrinsieke heterogeniteit in de klassificatie van CVS-individuen of zou verband kunnen houden met de aanwezigheid van infekties bij de gerecuteerde individuen bij de verschillende studies. Bijzonderlijk infekties met herpes-virussen of enterovirussen, welke als meer frequent bij CVS-individuen werden beschreven, zijn gekende modulatoren van het immuun-fenotype. We hebben een brede screening van het fenotype en de funktie van B-, NK- en T-cellen bij CVS uitgevoerd. In tegenstelling tot andere studies, was ons belangrijkste inclusie-criterium gefocust op de afwezigheid van aktieve infekties, i.p.v. op de met CVS gerelateerde co-morbiditeiten. Hoewel dit een beperking zou kunnen zijn, aangezien co-morbiditeiten ook de immuun-status kunnen beïnvloeden, dachten we dat deze criteria een meer homogeen immuun-profiel voor CVS zouden kunnen bieden.

Onze gegevens suggereren dat de meeste verschillen tussen CVS en gezonde controles werden geobserveerd bij NK- en T-cellen; terwijl het B-cel compartiment een gelijkaardige samenstelling in beide groepen vertoonde. Belangrijk: deze verschillen konden niet worden verbonden met het gebruik van meerdere medicijnen of co-morbiditeiten, hoewel de grootte van het staal bij onze studie de statische kracht van de analyses beperkte. De afwezigheid van B-cel wijzigingen die bij onze studie werd geobserveerd, contrasteert met de aktieve rol voor B-cellen en auto-immune responsen bij CVS die werden benadrukt door het klinisch gebruik van Rituximab [zie Bansal et al., link hierboven]. De mogelijkheid dat B-cel wijzigingen beperkt blijven tot weefsel B-cellen [niet in het bloed] zou deze klaarblijkelijke contradictie kunnen verklaren. Er moet echter worden opgemerkt dat in tegenstelling tot NK- en T-cel merkers die hier werden beschreven, de parameters van het B-cel fenotype heterogene waarden vertoonden en meer leken te worden beïnvloed door anti-oxidante/analgetische behandelingen. Dit zou een tweede beperking kunnen van onze studie kunnen zijn; zodoende is een meer gedetailleerde analyse van het B-cel fenotype en werking gebruikmakend van grotere groepen vereist om de rol van deze cellen bij CVS volledig te begrijpen.

Er wordt een verschillend scenario gezien bij NK-cellen. Hier vertoonden meerdere merkers consistente veranderingen bij CVS-individuen en illustreren we een gebrekkige NK-cel populatie met hoge CD69- en lage CD25-expressie, een paradoxaal fenotype dat werd beschreven bij acute influenza infektie of vaccinatie, en dat is duidelijk in conflict is met gegevens die lage CD69-expressie in NK- en T-cellen rapporteren bij CVS-individuen. Op te merken valt dat dit werk CD69-expressie heeft gemeten na in vitro stimulatie, terwijl onze gegevens werden verkregen via verse, ongestimuleerde cellen. Hoewel dus klaarblijkelijk tegenstrijdig, zouden beide gegevens verschillende aspekten van of een ontregelde CD69-expressie bij CVS kunnen weerspiegelen. We hebben ook gestegen waarden van NKp46 [CD335; een natuurlijke cytotoxciteit receptor (NCR)] expressie bij CVS-individuen gezien. Interessant is dat de expressie van deze receptor werd gelinkt aan T-cel responsesn in muis-modellen; er kon echter geen duidelijke associatie worden gevonden in onze groep. Het fenotype van NK-cellen wordt gecontroleeerd door genetische, epigenetische en omgeving-factoren, en vat waarschijnlijk de infektueuze geschiedenis van een individu samen als een slecht begrepen vorm van immunologisch geheugen. Specifieke fenotypes bleken geassocieerd met infektueuze agentia, zoals CMV of influenza. Hoewel het verleidelijk is te speculeren omtrent een gemeenschappelijke infektueuze geschiedenis in onze CVS-groep, toonde de analyse van hun serologische status voor sommige virussen (CMV, EBV, parvovirussen) geen duidelijke link tussen vroegere infekties en huidig NK-cel fenotype. Waarschijnlijk zijn bredere studies vereist om deze relevante kwestie te beantwoorden en de associatie tussen NK-cel fenotype en verstoorde lytische aktiviteit te bevestigen […]. De NK-funktie daal met de leeftijd, een fenomeen dat verbonden is met NK-immunosenescentie dat kan worden bewezen via de verhoogde expressie van CD57, aanwezig in terminaal gedifferentieerde NK-cellen. Er bestaat echter geen consensus over de rol van CD57 bij immunosenescentie van NK-cellen, en CVS bleek geassocieerd met lage expressie van CD57; een observatie die ten delen werd bevestigd in onze groep.

De meest onverwachte gegevens in onze groep CVS-individuen houdt verband met het T-cel fenotype en funktie, welke zou kunnen worden gedefinieerd als een veralgemeende verlaagde responsiviteit. Deze gegevens staan in contrast met beschrijvingen van hoge T-cel aktivatie bij CVS maar zijn consistent met ander meldingen die gereduceerde CD8 cytotoxische aktivieit beschrijven. Nogmaals: de aanwezigheid van aktieve virale infekties op het tijdstip van de staalname kan een bron voor heterogeniteit zijn. Anderzijds zou het lekken van bakteriële produkten uit de darm ook T-cel aktivatie kunnen bepalen. Om deze mogelijkheid te onderzoeken, analyseerden we de plasma-concentraties van sCD14 [werkt als co-receptor voor de detektie van bakterieel lipopolysaccharide] bij gezonde en CVS-individuen; deze vertoonden mediane waarden (4.,5 en 4,7 μg/ml, respectivelijk, p = 0.44), wat suggereert dat darm-lekkage geen belangrijke bijdrage levert aan de immuniteit-veranderingen bij onze groep.

Onze gegevens zouden een algemeen gebrek van de T-cel funktie – dat kan worden geobserveerd gebruikmakend van merkers in de CD4- en CD8-subsets – kunnen suggereren. Terwijl CD4 T-cellen lagere Ki67-labeling en ex vivo proliferatie vertonen, vertonen CD8 T-cellen geen proliferatieve verschillen maar lagere CD56-expressie, effector (CCR7-CD45RA-) -cellen, CD38+ cellen en hogere expressie van CD5, een merker voor anergie geassocieerd met aanhoudende antigen-blootstelling. Bovendien lijkt deze algemene toestand van T-cel hypo-responsiteit geen verband te houden met immunosenescentie, aangezien er geen verschillen qua CD57 of geen verhoogde waarden van CD27- [geen drager van de TNF-receptor; CD27 is vereist voor het genereren en onderhouden van T-cel immuniteit] of CD28- [negatief voor CD28; CD28 biedt co-stimulerende signalen die vereist zijn voor T-cel aktivatie] cellen tussen de groepen werden geobserveerd. Een belangrijke factor wat betreft de controle van T-cel responsen is de funktie van Treg cellen, die significant verhoogd zijn in onze groep CVS-individuen; wat gegevens van een andere studie bevestigt [zie eerder: Brenu et al.]. Hoewel geen duidelijke correlatie tussen Treg-frequentie en andere merkers voor het NK-cel of T-cel fenotype werd gezien; zou een aktieve rol voor Treg kunnen worden ondersteund door de gerapporteerde gegevens betreffende belangrijke mediatoren van Treg-werking, zoals TGF-β, dat ook ge-upreguleerd lijkt bij CVS-individuen [zie ‘TGF-beta – vermoeidheid, neuro-protektie’ & ‘TGF-β1 expressie in PBMCs bij CVS].

Het potentieel gebruik van de in deze studie geïdentificeerde immunologische merkers werd onderzocht via cluster-analyses [klassificeren of groeperen in ‘clusters’ of ‘klassen’ op basis van bepaalde kenmerken]. Hoewel de beste resolutie zowel T- als NK-cel merkers vereiste, identificeerden we ook een robuste combinatie van NK-cel merkers die bruibaar kan zijn voor diagnose-stelling. Deze combinatie omvat CD25-, CD69- en NKp46-expressie van CD56+CD16+ cellen en CD56-expressie van CD3+ cellen, wat een flow-cytometrie strateyie met 5 kleuren suggereert. Een bredere groep parameters inclusief FOXP3 en Ki67-expressie van CD4 T-cellen verbeterde echter de specificiteit. Het gebruik van deze mogelijke combinaties als diagnostische instrumenten vereist validering via verdere studies, met grotere groepen én meer verscheiden patiënten.

Tot besluit: de in deze studie onderzochte CVS-individuen vertonen geen verschillen wat betreft het B-cel compartiment, gebrekkige NK-cellen en slecht responsieve T-cellen. De geobserveerde immunologische gebreken leveren geen oorzakelijke link voor de ziekte op maar zouden sommige van de symptomen – in het bijzonder de slechte beheersing van virale infekties die bij deze individuen wordt gerapporteerd – kunnen verklaren. Enkele van deze merkers, samen met andere eerder beschreven zoals NK-funktie of DPPIV, zouden echter bruikbaar kunnen zijn voor de karakterisering van CVS. Er bestaan echter nog belangrijke obstakels om een betrouwbare combinatie van immuniteit-biomerkers voor CVS te bekomen. Ten eerste: de mogelijke verschillende etiologieën of co-morbiditeiten van CVS, en ten tweede: de duidelijke identificatie van de doelwit-populatie (M.E., CVS of beide). Bijkomend: immunologische merkers zouden wel es slechts een deel van het complexe pathogeen spectrum van M.E./CVS kunnen onthullen. Meest waarschijnlijk zullen immuniteit-kenmerken in combinatie met een gedetailleerde analyse van infekties, en beschreven [zie o.m. ‘Neuropeptide-Y: biomerker voor symptoom-ernst bij CVS’ & ‘Immuniteit- en haemorheologische wijzigingen bij CVS] neurologische en metabole aandoeningen, de sleutels kunnen bieden om een volledige set merkers te definiëren die behulpzaam zijn voor onze kennis van de CVS-pathogenese en zijn klinisch management.

————————-

Nog uit het eerder vermelde interview met Dr Blanco:

“De auto-immuniteit link met CVS maakte deel uit van onze initiële hypothese. Dat we geen verschillen qua B-cel subsets vonden, staat in contrast hiermee. We vonden (zoals anderen) een hogere frequentie van regulerende T-cellen (met als één van de voornaamste funkties auto-immune responsen te beheersen) De gegevens suggereren dat auto-immune responsen fatsoenlijk onder controle zijn bij CVS. Deze paradox, die verband zou kunnen houden met andere B-cel funkties moet nog worden opgelost.”

“We waren ook verrast door het ontbreken van verschillen in NK-cel aktiviteit. Die gegevens werden gegenereerd uit een subgroep van patiënten, wat de statistische kracht dus reduceerde. Ik denk dat dit de hoofd-oorzaak is van dit klaarblijkelijk gebrek aan verschil.”

“Zoals eerder vermeld suggereren onze gegevens dat auto-immuniteit geen belangrijke rol speelt bij CVS. Gegevens omtrent Rituximab-behandeling suggereren echter een klinische verbetering. Om deze ogenschijnlijke paradox (want er werden hier geen significante verschillen in B-cel fenotype/funktie gevonden) op te lossen zou een diepgaande analyse van B-cellen vóór en na Rituximab-behandeling zeer behulpzaam zijn. Het zou kunnen dat Rituximab indirect werkt, via het verwijderen van B-cellen die cytokinen aanmaken die bijdragen tot CVS-symptomen. Dit dient echter nog duidelijk te worden aangetoond.”

“Het artikel door Bansal et al. [link hierboven] suggereert abnormaliteiten van B-cellen (“subtiele ontregeling”) bij CVS. Enkele van deze veranderingen lijken te passen bij onze gegevens. We vonden een lichtjes gedaald aantal antilichaam-producerende cellen een laag niveau circulerend IgG bij sommige individuen. Jammer genoeg waren deze wijzigingen niet consistent bij onze patiënten en waren ze niet nuttig bij het identificeren van CVS.”

april 14, 2013

Leptine – verband met cytokinen & vermoeidheid bij CVS

Filed under: Immunologie — mewetenschap @ 3:51 pm
Tags: , , , , , ,

Leptine is een door vetcellen gesecreteerd en nutritioneel gereguleerd hormoon. Het onderdrukt de eetlust en is een belangrijke regulator van de neuro-endocriene, metabole en immuun-funktie. Doeltreffende immuun-responsen worden gecoördineerd via interakties tussen het zenuw-, endocrien en immuunstelsel. Immune, inflammatoire en ziekte-responsen vereisen een substantiële investering van energie. Leptine lijkt een evenwicht te bekomen tussen het immuunsysteem en andere fysiologische systemen d.m.v. zijn werking op immuun-cellen en het brein. Het is een belangrijke component van de immuun-respons tegen pathogenen. Het induceert de afgifte door microglia in de hersenen van IL-1β maar ook van TNF-α en bepaalde chemokinen. Leptine zou dus een belangrijke rol spelen bij microgliale werking bij inflammatie.

Cleare AJ et al. vergeleken ooit de leptine-concentratie (‘s morgens) bij patiënten met CVS en controles. In hun artikel ‘Plasma leptin in Chronic Fatigue Syndrome and a placebo-controlled study of the effects of low-dose hydrocortisone on leptin-secretion’ in Clin Endocrinol (2001) 55: 113-9, rapporteerden ze: “we vonden geen bewijs voor veranderingen qua leptine-waarden bij CVS”.

Zoals eerder al gemeld in eerdere stukken hier (bv. ‘Cytokinen bij CVS ‘s nachts’ & ‘Symptoom-opflakkering verbonden met cytokine-aktiviteit bij CVS’) is het echter, in het kader van M.E.(cvs), niet nuttig de concentratie van een cytokine (of andere biomerker) éénmalig te meten. Er dient rekening te worden gehouden met schommelingen over de dag of zelfs over langere tijd, de invloed van inspanning of andere factoren, enz. Dit blijkt ook weer uit onderstaande studie.

De resultaten zijn preliminair maar geven aan dat verdere studie gerechtvaardigd is…

————————-

J Transl Med. 2013 Apr 9; 11(1): 93. [pre-print]

Daily cytokine fluctuations, driven by leptin, are associated with fatigue severity in Chronic Fatigue Syndrome: evidence of inflammatory pathology

Elizabeth Ann Stringer (1), Katharine Susanne Baker (1), Ian R Carroll (1), Jose G Montoya (2), Lily Chu (5), Holden T Maecker (3), Jarred W Younger (1,4)

1 Department of Anesthesiology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94304, USA

2 Department of Medicine, Infectious Diseases, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94304, USA

3 Department of Microbiology & Immunology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94304, USA

4 1070 Arastradero Road, Suite 200, Palo Alto, CA 94304-1336, USA

5 Independent Consultant, Stanford, CA 94304, USA

Samenvatting

ACHTERGROND: Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een invaliderende aandoening die wordt gekenmerkt door aanhoudende vermoeidheid die niet verlicht door rust. Het gebrek aan een duidelijk geïdentificeerd onderliggend mechanisme heeft de ontwikkeling van doeltreffende behandelingen gehinderd. Studies hebben verhoogde waarden aan inflammatoire factoren aangetoond bij patiënten met CVS, maar de bevindingen van verschillende studies zijn tegenstrijdig er is geen consistente ondersteuning voor bepaalde biomerkers. Benaderingen waarbij op één tijdstip wordt gekeken, zien wellicht belangrijke kenmerken van CVS, zoals schommelingen qua vermoeidheid-graad, over het hoofd. Wij hebben gezien dat individuen met CVS significante dag-tot-dag variabiliteit vertonen wat betreft hun vermoeidheid-ernst.

METHODES: Om eerdere studies aan te vullen, hebben we daarom een nieuw longitudinaal studie-ontwerp geïmplementeerd om de rol van cytokinen bij CFS-pathofysiologie te onderzoeken. Tien vrouwen die voldeden aan de Fukuda diagnostische criteria voor CVS [gerecruteerd uit een bestaande database van ‘Stanford’s CFS Research Team] en tien gezonde, voor leeftijd en body-mass-index (BMI) gematchte vrouwen ondergingen op 25 opéénvolgende dagen bloed-afnames en zelf-rapportering van de vermoeidheid-graad. Een panel van cytokinen werd bepaald (via Luminex [een op flow-cytometrie gebaseerd systeem dat toelaat meerdere analyses per staal gelijktijdig uit te voeren]) voor elk van de 500 serum-stalen die werden verzameld. Onze primaire hypothese was dat de dagelijkse vermoeidheid-ernst significant gecorreleerd zou zijn met het inflammatoir adipokine leptine [adipokinen of adipocytokinen zijn cytokinen die worden afgegeven door vet-weefsel], bij de vrouwen met CVS en niet bij de gezonde controles. Als post-hoc analyse werd een ‘machine learning’ [constructie en studie van systemen die zaken kunnen ‘leren’ uit gegevens] algoritme [computer-programma om uit een enorme hoeveelheid gegevens ingewikkelde verbanden tussen voorspeller en uitkomst te identificeren] geïmplementeerd waarbij alle 51 cytokinen werden gebruikt, om te bepalen of immuun-factoren dagen met hoge en lage vermoeidheid van elkaar kunnen onderscheiden.

RESULTATEN: De zelf-gerapporteerde vermoeidheid-graad was significant gecorreleerd met leptine-waarden bij 6 van de deelnemers met CVS en één gezonde controle; wat onze primaire hypothese ondersteunt. Het ‘machine learning’ algoritme onderscheidde dagen met hoge en lage vermoeidheid bij de CVS-groep met een accuraatheid van 78,3%.

Achtergrond

[…]

De ontwikkeling van doeltreffende behandelingen voor CVS werd belemmerd door het gebrek aan een duidelijk geïdentificeerd pathofysiologisch mechanisme voor de aandoening. Er zijn geen objectieve bloed-testen om een diagnose te bevestigen en geen algemeen aanvaarde interventie-doelwitten. Meerdere studies hebben echter abnormale inflammatoire processen bij CVS aangetoond. Analyses (CVS versus gezonde controle) hebben verhoogde waarden qua pro-inflammatoire cytokinen zoals TNF-α, IL-1α, IL-1β en IL-6 [zie bv. ‘Cytokinen in plasma bij vrouwen met CVS] geïdentificeerd. De resultaten waren echter inconsistent en research bleek geen potentiële biomerkers op te leveren die op een consistente manier de diagnose of behandeling deed vooruitgaan.

Een uitdaging voor de research tot op heden is dat individuen met CVS significante dag-tot-dag variabiliteit wat betreft hun vermoeidheid-graad vertonen. Deze ‘within-subject’ [bij hetzelfde individu] variabiliteit kan de sensitiviteit reduceren van cross-sektionele studies [observatie van een ganse populatie of representatieve subgroep, op een specifiek tijdpunt] om op consistente manier immuun-abnormaliteiten bij deze individuen te identificeren [Bansal AS, Bradley AS, Bishop KN, Kiani-Alikhan S, Ford B. Chronic Fatigue Syndrome, the immune-system and viral infection. Brain Behav Immun (2012) 26: 24-31]. We hebben daarom een ‘within-person’ benadering getest met dagelijkse immuun-monitoring voor de identificatie van CVS-biomerkers. Door het meten van immuun-merkers over meerdere opéénvolgende dagen, probeerden we serum-analyten te identificeren die stijgingen en dalingen qua vermoeidheid-ernst kunnen opvolgen. Deze intensieve longitudinale benadering zou nieuwe biomerkers kunnen aanduiden die over het hoofd worden gezien bij traditionele cross-sektionele immuun-studies, en nieuwe mechanismen bij CVS-pathogenese kunnen ontsluieren. De technieken zouden in het bijzonder nuttig kunnen zijn bij gevallen waar dagelijkse symptoom-variabiliteit statistische ‘ruis’ introduceert bij cross-sektionele gegevens, of wanneer immuun-factoren in normale concentraties voorkomen maar toch pathologische processen aandrijven omwille van gesensitiseerde doelwitten. Ons doel bij deze benadering is de identificatie van biomerkers die de diagnose vergemakkelijken en doelwitten voor toekomstige behandelingen zouden kunnen zijn.

We probeerden eerder de dagelijkse immuun-monitoring benadering uit bij 3 vrouwen met fibromyalgie (FM) met co-morbide CVS. Bij de deelnemers werden gedurende 25 opéénvolgende dagen dagelijks hun serum-stalen geanalyseerd op de concentraties van 51 verschillende cytokinen. Van deze 51 bleek slechts leptine significant gecorreleerd met dag-tot-dag zelf-gerapporteerde vermoeidheid-graad bij alle 3 deze vrouwen [Younger JW (ook co-auteur van dit artkel): The role of microglia modulation in treating musculoskeletal pain. Invited Faculty Talk: Congress of Clinical Rheumatology Meeting; 2012]. Leptine is een of interessante molekule omdat, naast het feit dat het een eetlust-regulerend hormoon is, dit adipokine een inflammatoir agens is dat werd gelinkt aan pathologische inflammatoire vermoeidheid [prikkelbare darm syndroom & Hepatitis-C]. Leptine wekt de afgifte op van pro-inflammatoire cytokinen door vele cel-types, inclusief centraal werkende microglia [Lafrance V, Inoue W, Kan B, Luheshi GN. Leptin modulates cell-morphology and cytokine-release in microglia. Brain Behav Immun (2010) 24:358-65], en het is een mediator voor cytokine-geïnduceerd ziekte-gedrag [Carlton ED, Demas GE, French SS. Leptin, a neuro-endocrine mediator of immune-responses, inflammation and sickness-behaviours. Horm Behav (2012) 62:272-79].

Gezien de resultaten van onze preliminaire gegevens, ontwierpen we een studie die 10 vrouwen met CVS vergeleek met 10 gezonde, voor leeftijd, geslacht en BMI gematchte controles. De deelnemers ondergingen bloed-afnames op 25 opéénvolgende dagen en meldden twee keer per dag hun vermoeidheid-graad. Onze hypothese was dat leptine geassocieerd zou zijn met dagelijkse vermoeidheid-ernst bij de deelnemers met CVS maar niet bij de gezonde controles. Als een secundair, verkennend doel, testten we ook de mogelijkheid van 50 andere immuun-factoren om vermoeidheid-variabiliteit in beide groepen te voorspellen. Naar ons weten is dit de eerste studie naar leptine en zijn rol bij CVS. [Zie onze inleiding…]

Bespreking

We toonden aan d at dagelijkse vermoeidheid-graad significant is gecorreleerd met dagelijkse serum leptine-waarden bij vrouwen met CVS maar niet bij gezonde controles. Zes deelnemers met CVS en één gezonde controle vertoonden significant positieve correlaties tussen vermoeidheid en leptine. De bevindingen bvestigden onze primaire hypothese dat leptine dagelijske vermoeidheid-graad voorspelt bij vrouwen met CVS. In een secundaire analyse verbreedden we de analyses tot 50 andere cytokinen. Bij deelnemers met CVS was de relatie tussen immuun-factoren en vermoeidheid zo sterk dat we in staat waren het onderscheid te maken tussen dagen met lage of hoge vermoeidheid, met een accuraatheid van 78,3%, door enkel gebruik te maken van cytokinen als voorspellers. […] De resultaten ondersteunen een rol voor inflammatie bij CVS-pathologie.

[Uit de sektie ‘Resultaten’: “Leptine was significant geassocieerd met 29 andere cytokinen; de sterkste verbanden waren die met granulocyt macrofaag kolonie-stimulerende factor (GMCSF), macrofaag kolonie-stimulerende factor (MCSF), ‘transforming’ groei-factor alfa (TGF-α), interferon-alfa (IFN-α), interferon-beta (IFN-β), intercellulair adhesie molekule 1 (ICAM1), monocyt-specifiek chemokine 3 (MCP3), interleukine-6 (IL-6), interleukine-10 (IL-10), interleukine-12 subunit p40 (IL-12 P40), tumor necrose factor beta (TNF-β), ‘TNF-related apoptosis-inducing ligand’ (TRAIL) en vasculaire endotheliale groei-factor (VEGF). Deze waren op hun beurt geassocieerd met een aantal andere. Deze tertiaire relaties ondersteunen de rol van inflammatie de pathofysiologie van vermoeidheid bij patiënten met CVS.”]

Bij de zoektocht om pathofysiologische mechanismen voor CVS bloot te leggen, werd aanzienlijk veel moeite gestoken in het exploreren van de ontregeling van het immuunsysteem. Van bijzonder belang zijn cytokinen die ziekte-gedragingen zoals vermoeidheid en hyper-sensitiviteit voor pijn kunnen aandrijven. Hoewel veel studies potentiële cytokine-verschillen tussen individuen met CVS en gezonde controles hebben geïdentificeerd, waren de resultaten contradictorisch. Het gebrek aan consistente resultaten kan ten dele te wijten zijn aan het gebruik van cross-sektionele ontwerpen bij een aandoening die wordt aangedreven door atypische, lage-graad inflammatoire processen. We hebben gezien dat CVS symptoom-ernst op korte tijd drastisch kan veranderen, en met abrupte verschuivingen over slechts een paar dagen. Dergelijke dagelijkse variabiliteit kan het onderscheid tussen gevallen en controles in cross-sektionele studies verdoezelen. We stellen daarom een nieuwe benadering van dagelijkse immuun-monitoring voor om conventionele cross-sektionele studies aan te vullen. Door de immuun-schommelingen elke dag te vatten, kunnen we immuniteit/vermoeidheid-verbanden detekteren zelfs wanneer cytokine-concentraties zeer variëren over de tijd of wanneer cytokinen de symptomen aandrijven bij ‘normale’ concentraties omdat hun doelwitten ‘downstream’ gesensitiseerd werden.

Bij onze analyses van de relatie tussen cytokinen en vermoeidheid bij individuen met CVS, bleek het sterkste sterkste verband dit waarbij leptine is betrokken. Hoewel leptine het meest algemeen erkend is als een pleiotroop peptide-hormoon dat wordt gesecreteerd door adipocyten [vet-cellen] voor het reguleren van de energie-homeostase, is het ook een adipokine dat immuun-responsen moduleert. Toediening van endotoxine bij zowel knaagdieren als mensen leidt tot verhoogde gen-expressie voor leptine en gestegen leptine-waarden in het serum [Anderson PD, Mehta NN, Wolfe ML, Hinkle CC et al. Innate immunity modulates adipokines in humans. J Clin Endocrinol Metab (2007) 92:2272-9]. Zo beïnvloedt toediening van leptine ook zowel het adaptieve als het aangeboren immuunsysteem; het verhoogt de afgifte van de pro-inflammatoire cytokinen TNF-α, IL-2, IL-6 en IL-12. Meerdere studies hebben gestegen waarden van circulerend leptine aangetoond bij chronische inflammatoire aandoeningen [Systemische Lupus Erythematosus & Reumatoïde Arthritis]. Serum leptine-concentraties zijn ook geassocieerd met vermoeidheid-graad bij patiënten met chronische hepatitis-C en prikkelbare darm syndroom.

Het verband dat we observeerden tussen leptine en vermoeidheid bestond zelfs al waren de leptine-waarden niet abnormaal verhoogd en was er geen statistisch verschil qua leptine-concentraties tussen de CVS- en de controle-groep. Het meeste leptine in het lichaam wordt afgescheiden door wit adipeus weefsel [opslagplaats voor energie] en, bijgevolg, zouden de waarden van circulerend leptine gecorreleerd moet zijn met de BMI. Leptine vertoont ook regelmatige diurnale schommelingen waardoor de concentraties met meer dan 50% kunnen veranderen in de loop van de dag [Saad MF, Riad-Gabriel MG, Khan A et al. Diurnal and ultradian rhythmicity of plasma leptin: effects of gender and adiposity. J Clin Endocrinol Metab (1998) 83:453-9 /// Schoeller DA, Cella LK, Sinha MK, Caro JF. Entrainment of the diurnal rhythm of plasma leptin to meal-timing. J Clin Invest (1997) 100:1882-7]. Om het effekt van diurnale ritmes op onze resultaten te matigen, vroegen we de deelnemers op hetzelfde tijdstip van de dag  naar het lab te komen (met een speling van 2 uur). Het percentage verandering van leptine dat we gedurende de studie-periode zagen, lag binnen de verwachte diurnale schommeling. De resultaten suggereren dat de absolute leptine-waarden niet abnormaal waren en daarom zou het verband met symptoom-ernst enkel geobserveerd kunnen worden bij een longitudinaal ontwerp.

Hoewel we geloven dat de benadering met dagelijkse immuun-monitoring een sterke aanvulling is op cross-sektionele studies, zijn er ook beperkingen door de beperkte grootte van de groep. We merken op dat FM en CVS frequent co-morbide zijn. Toekomstige studies bij grotere populaties zou ons moeten toelaten de mate van overlap tussen deze aandoeningen te bepalen. Een grotere studie zou ons ook toelaten vertraagde effekten te bestuderen en mogelijke causale mechanismen te onderzoeken. Onze netwerk-analyses […], onthulden dat leptine het enige cytokine was dat significant co-varieerde met vermoeidheid bij individuen met CVS, terwijl er geen verband was tussen vermoeidheid en leptine (of enig ander getest cytokine) bij de gezonde controles. Zelfs al is gerapporteerd dat leptine andere cytokinen, specifiek TNF-α, IL-2, IL-6 en IL-12, moduleert, observeerden we geen verbanden tussen deze cytokinen en vermoeidheid-variabiliteit. Toekomstig werk zou moeten bekijken of leptine de causale factor is voor vermoeidheid-graad; misschien via de toediening van recombinant methionyl humaan leptine [r-metHuLeptine; lage dosissen worden toegdiend om leptine binnen de fysiologische waarden te krijgen bij leptine-deficiënte toestanden]. […]

Besluiten

Deze resultaten zijn een bijdrage tot de literatuur die een rol voor cytokinen bij de CVS-pathofysiologie ondersteunt. We hebben een subgroep van vrouwen geïdentificeerd die sterke correlaties vertonen tussen leptine-concentraties en vermoeidheid-graad. Toekomstig werk zou de rol van leptine én van dagelijkse cytokine-schommelingen in het algemeen bij het bepalen van de ernst van CVS, moeten nagaan. Uiteindelijk zouden deze analyse-technieken biomerkers voor een verbeterde diagnose moeten kunnen aanduiden en nieuwe doelwitten opleveren voor betere behandelingen.

april 1, 2013

Onverzadigde vetzuren en pijn

Filed under: Behandeling — mewetenschap @ 2:57 pm
Tags: , , ,

Professor Jo Nijs en zijn team zijn nog steeds op zoek naar middelen om de pijn (bij inspanning) (zie bv. Pijn tast beweging-output aan’) bij M.E.(cvs)-patiënten hanteerbaar te maken (om inspanning te vergemakkelijken). Paracetamol (acetaminophen, in de V.S.) blijkt op het eerste zicht niet het verhoopte middel daartoe. Uit een kleine studie (19 patiënten die voldeden aan de criteria voor CVS en fibromyalgie) werd besloten dat “CVS/FM-patiënten meer abormaliteiten vertonen qua centrale pijn verwerking dan patiënten met Reumatoïde Arthtritis” en dat “acetaminophen slechts een beperkt positief effekt op centrale pijn inhibitie” heeft. (Does Acetaminophen Activate Endogenous Pain Inhibition in Chronic Fatigue Syndrome/Fibromyalgia and Rheumatoid Arthritis? A Double-Blind Randomized Controlled Cross-over Trial. Pain Physician (2013) 16: E61-70).

Anderen stelden omega-3 vetzuren voor als een veilige anti-inflammatoire behandeling voor neuropathische pijn (Ko GD, Arseneau L, Nowacki N, Mrkoboda S. Omega-3 fatty acids and neuropathic pain. Pract Pain Manage (2008) 8: 21-31). Deze studie betreft een zeer kleine studie: 5 patiënten met neuropathische pijn (geen CVS; één met fibromyalgie) kregen oraal hoge dosissen omega-3 vis-olie (2.400-7.200 mg EPA & DHA per dag). Er werd een klinisch significante reductie van de pijn gevonden. Het is evident dat gerandomiseerd onderzoek bij grotere groepen vereist is om verdere conclusies te trekken.

Onderstaand artikel geeft aan dat er genoeg redenen zijn om verder na te gaan of onverzadigde vetzuren (neuropathische) pijn bij M.E.(cvs) kan verhelpen…

————————-

Biol Pharm Bull. 2011; 34(8): 1174-8

Unsaturated fatty acids and pain

Tokuyama S, Nakamoto K

Department of Clinical Pharmacy, School of Pharmaceutical Sciences, Kobe Gakuin University, Japan

Samenvatting

Vetzuren, die essentiële nutriënten zijn voor mensen, zijn een belangrijke bron van energie en een essentiële component van cel-membranen. Ze funktioneren ook als siganal-transductie molekulen bij een brede waaier aan biologische fenomenen. Een stijgend aantal fysiologische en farmacologische rapporten over vetzuren hebben het begrip over het verband tussen vetzuren en bepaalde ziekten verbeterd. Het is ook duidelijk geworden dat funktionele eigenschappen van vetzuren worden gemoduleerd door factoren zoals de hoeveelheid ingenomen vetzuren en hun verdeling over de organen. De funktionele relatie tussen poly-onverzadigde vetzuren en pijn werd in veel studies bekeken. Zowel fundamentele als klinische studies hebben aangetoond dat de inname via de voeding van n-3 poly-onverzadigde vetzuren resulteert in een reductie van de pijn geassocieerd met Reumatoïde Arthritis, dysmenorree [pijn en/of krampen tijdens de menstruatie], inflammatoire darm ziekte en neuropathie. Daarnaast zijn de waarden van n-6 poly-onverzadigde vetzuren hoog bij patiënten met chronische pijn. Deze resultaten wijzen er op dat poly-onverzadigde vetzuren een vitale rol spelen bij pijn-regulering. In dit overzicht, vatten we een aantal fundamentele en klinische studies samen over poly-onverzadigde vetzuren en hun verband met pijn.

1. INLEIDING

Vetzuren zijn een essentiële voedingstof voor mensen en zijn betrokken bij vele biologische funkties. Bijvoorbeeld: lipiden zijn een belangrijke energie-bron, en fosfolipiden en cholesterolen afgeleid van vetzuren zijn strukturele componenten van cel-membranen. Daarnaast spelen vetzuur-metabolieten, zoals prostaglandinen, thromboxanen en leukotriënen, cruciale rollen als bio-aktieve lipofiele signalisering-molekulen.

Vetzuren worden geklassificeerd als verzadigde vetzuren (geen dubbele bindingen) of onverzadigde vetzuren (dubbele of drievoudige bindingen). Op basis van het aantal aanwezige dubbele bindingen, worden onverzadigde vetzuren verder onderverdeeld in mono-onverzadigde vetzuren (met slechts één dubbele binding) en poly-onverzadigde vetzuren (PUFAs; met 2 of meer dubbele bindingen). PUFAs worder verder als volgt gegroepeerd: de n-3 serie (de eerste dubbele binding tussen het derde en vierde koolstof-atoom van de keten) vetzuren – vertegenwoordigd door α-linolzuur (C18:3), eicosapenteen-zuur (EPA, C20:5) en docosahexeen-zuur (DHA, C22:6); en de n-6 serie (de eerste dubbele binding tussen het zesde en zevende koolstof-atoom van de keten) vetzuren – vertegenwoordigd door linoleenzuur (C18:2), γ-linoleenzuur (C18:3), dihomo-γ-linoleenzuur (C20:3) en arachidonzuur (C20:4).

Verzadigde en mono-onverzadigde vetzuren worden gebruikt als energie-substraten, terwijl PUFAs voorlopers zijn voor fosfolipiden en prostaglandinen. Voeding-tekorten qua linolzuur en α-linoleenzuur veroorzaken een reeks gezondheid-problemen (o.a. huid-aandoeningen, infertiliteit en verlaagde immuniteit. Gekende fysiologische funkties van n-3 PUFAs zijn: anti-oxidatie, anti-inflammatie, en cardiovasculaire en neuronale bescherming. Bovendien werden in klinische studies therapeutische effekten van n-3 PUFAs gevonden tegen het risico op cardiovasculaire voorvallen, ADHD, Alzheimer’s, depressie en verscheidene andere degeneratieve neurologische aandoeningen. Het is dus duidelijk geworden dat n-3 PUFAs betrokken zijn bij meerdere fysiologische funkties.

Een aantal fysiologische en farmacologische studies gaven aan dat de fysiologische funkties van n-3 PUFAs worden beïnvloed door de ingenomen hoeveelheid en de daaropvolgende cellulaire distributie van de individuele vetzuren. Eén van de diverse funkties van vetzuren, in het bijzonder onverzadigde vetzuren, bleek de regulering van pijn. Conventioneel worden non-opioïde analgetica zoals non-steroïdale anti-inflammatoire medicijnen [NSAIDs], opioïde analgetica (zoals morfine) en supplementaire analgetica gebruikt om pijn te verlichten. Sommige patiënten ontwikkelen echter medicijn-resistentie en daarom zijn nieuwe analgetica en/of supplementaire analgetica nodig. In dit overzicht focussen we op het verband tussen onverzadigde vetzuren en pijn.

2. VETTEN UIT DE VOEDING EN PIJN

Vetten uit de voeding worden verteerd en geabsorbeerd in de dikke darm en komen in de bloed-circulatie als vetzuren. De vetzuren worden dan opgeslagen in vetweefsel als triglyceriden, gebruikt in de lever en skelet-spieren, en oxidatief afgebroken. Studies in dieren toonden dat vetzuren acute en chronische nociceptieve responsen moduleren. Bij muizen met een partieel letsel aan de sciaticus [zenuw van de onder-rug naar de onderste ledematen], onderdrukten vetzuren uit de voeding (bv. uit maïs-olie en soja-olie) ook mechanische allodynie en hitte-hyperalgesie. Er wordt gedacht dat dergelijke mechanismen interakties tussen voeding-lipiden en proteïnen omvatten. Wanneer de samenstelling van de voeding qua linolzuur, een n-6 PUFA, en α-linoleen-zuur, een n-3 PUFA werd veranderd, vertoonde een groep met een dieet dat grote hoeveelheden α-linoleen-zuur bevatte verminderde hitte-hyperalgesie vergeleken met een groep die een grote hoeveelheid linolzuur kreeg. Dit suggereert een nauw verband tussen n-3 PUFAs en pijn-controle.

3. n-3 PUFAs EN PIJN

n-3 PUFAs zijn overvloedig aanwezig in vis-olie. Ze werken als een essentieel vetzuur bij verscheidene fysiologische reakties en spelen vitale rollen bij homeostase. Een mogelijke betrokkenheid van n-3 PUFAs bij pijn-controle trok aanzienlijke aandacht omdat talrijke studies een regulerende rol van n-3 PUFAs hebben gerapporteerd tegen inflammatoire pijn geassocieerd met Reumatoïde Arthritis, dysmenorree en inflammatoire darm-ziekte. n-3 PUFAs onderdrukken de aanmaak van inflammatoire cytokinen en eicosanoïden [bepaalde groep hormonen die zijn afgeleid van essentiële vetzuren; omvat prostaglandinen, leukotriënen, tromboxanen e.a.; bepalen het ontstaan en in stand houden van ontstekingen en de daarmee gepaard gaande pijn], en er wordt geloofd dat dergelijke anti-inflammatoire werking van PUFAs resulteert in pijn-suppressie. Bovendien blokkeert de inname van n-3 PUFA de aktiviteit van mitogen-geaktiveerd proteïne-kinase [MAP-kinase reageert op extracellulaire stimuli (mitogenen) en reguleert verscheidene cellulaire aktiviteiten, zoals gen-expressie, celdeling, differentiatie en cel-overleving/apoptose.], dat betrokken is bij de modulatie van centrale sensitisatie geïnduceerd door inflammatoire en neuropathische pijn, wat een ander potentieel mechanisme suggereert om pijn-transmissie te inhiberen. Interessant is dat de inname van α-linoleen-zuur, één van de n-3 PUFAs, de produktie van lysofosfatide-zuur [LPA; signaal-molekule die cel-groei, cel-beweging en cel-overleving stimuleert], een factor die sterk gerelateerd is met de ontwikkeling van neuropathische pijn, bleek te onderdrukken.

Docosahexaeen-zuur (DHA), één van de n-3 PUFAs, heeft een 22-koolstoffen keten met 6 dubbele bindingen. Bij mensen wordt DHA noch gesynthetiseerd, noch omgezet uit andere n-3 of n-6 vetzuren, en daarom weerspiegelt de hoeveelheid DHA in het menselijk lichaam de hoeveelheid die uit voeding-bronnen zoals vis-olie wordt gehaald. Een groot aandeel van de DHA bestaat als membraan-fosfolipiden, in het bijzonder fosfatidylethanolamine en fosfatidylserine, in de corticale synaptische membranen, retina [oog-netvlies] en neuronen van het centraal zenuwstelsel. DHA wordt ook gevonden in het hart, alsook in sperma en moedermelk.

We hebben de mogelijke betrokkenheid van DHA bij pijn-controle voorgesteld omwille van zijn dosis-afhankelijke anti-nociceptieve effekten die worden geobserveerd bij verscheidene pijn-testen [bij muizen] en zijn kalmerend effekt op neuropathishe pijn. De fysiologische en farmacologische funkties van DHA die ons voorstel ondersteunen, omvatten: 1) een anti-inflammatoir effekt [bij mensen] via de onderdrukking van de arachidonzuur-cascade [voorloper van prostaglandinen (mediatoren van inflammatoire en anafylactische reakties: COX-2 katalyseert de omzetting van arachidonzuur naar prostaglandinen], 2) inhibitie van natrium-kanalen [bij ratten], 3) agonistische werking op ‘transient receptor potential vanilloid 1’ (TRPV1) [een ionkanaal dat tot expressie komt in nociceptieve neuronen; zie o.a.Spier-metaboreceptoren’ & ‘Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS] die nauw verwant is met de aanvang van  inflammatie [bij kikkers] en 4) inhibitie van calcium-kanalen [bij muizen]. Verder hebben we toegelicht dat één van de werkingen die bijdragen tot de anti-nociceptieve mechanismen van DHA niet direct op de opioïd-receptor wordt uitgeoefend  maar indirect via de afgifte van een endogeen opioïd peptide β-endorfine [ratten].

De G-proteïne-gekoppelde receptor (GPCR) ‘deorphanizing’ strategie [research om de onbekende liganden van deze receptoren te vinden] heeft op een succesvolle manier meerdere receptoren voor vrije vetzuren (FFAs) geïdentificeerd. Interessant is dat, onder deze receptoren, de G-proteïne receptor (GPR) 40 en GPR120 worden geaktiveerd door lange-keten FFAs zoals EPA en DHA. GPR40, die preferentieel tot expressie komt in pancreatische β-cellen, medieert insuline-secretie en GPR120, die overvloedig tot expressie komt in de darm, bevordert insuline-secretie, en de afgifte van glucagon-achtig peptide-1 [GLP-1] en cholecystokinine [CCK; hormoon en neurotransmitter – er wordt vermoed dat het een rol speelt bij het optreden van tolerantie bij het gebruik van opiaten]. Zo zouden deze receptoren kunnen bijdragen tot het reguleren van de afgifte van opioïde peptiden zoals β-endorfine. We hebben aangetoond dat intra-cerebroventriculaire injektie van GW9508, een GPR40- en GPR120-selektieve agonist, significant anti-nociceptieve effekten heeft in de formaline-test [model voor acute pijn] bij muizen (net-gepubliceerde gegevens). De precieze molekulaire funktie van GPR40 en GPR120 in het brein van muizen is echter nog onduidelijk. Verdere studies naar de relatie tussen pijn en GPR40 of/en GPR120 zijn van groot belang.

Wat betreft klinische studies naar n-3 PUFAs: een meta-analyse van 17 geandomiseerde controle-proeven door Goldberg & Katz toonde de associatie aan van n-3 PUFAs met inflammatoire pijn te wijten aan Reumatoïde Arthritis, dysmenorree en inflammatoire darm-ziekte. [Goldberg RJ, Katz J. A meta-analysis of the analgesic effects of omega-3 poly-unsaturated fatty acid supplementation for inflammatory joint-pain. Pain (2007) 129: 210-223]

4. METABOLIETEN AFGELEID VAN n-3 PUFAs EN HUN ASSOCIATIE MET PIJN

De heilzame effekten van n-3 PUFAs voor verscheidene inflammatoire ziekten werden verklaard via de antagonistische werking van n-3 PUFAs op de arachidonzuur-cascade. [Zaloga GP, Marik P. Lipid modulation and systemic inflammation. Crit. Care Clin. (2001) 17: 201-217 “Door PUFA geïnduceerde veranderingen resulteren in modulatie van lokale en systemische inflammatie en inflammatoire ziekte aktiviteit.”] Studies hebben echter aangetoond dat, wanneer ze worden gemetaboliseerd via cyclo-oxygenase en lipoxygenase, DHA en EPA worden omgezet in krachtige anti-inflammatoire molekulen: de resolvinen en protectinen. [Serhan CN. Novel eicosanoid and docosanoid mediators: resolvins, docosatrienes and neuroprotectins. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care (2005) 8: 115-121] Schwab et al. rapporteerden dat resolvine-E1 en protectine-D1, van n-3 PUFA afgeleide mediatoren, een herstel-proces van inflammatie aktiveerden. [Resolvin E1 and protectin D1 activate inflammation-resolution programmes. Nature (2007) 447: 869-874] Daarnaast hebben Xu et al. gemeld dat resolvine-E1 en resolvine-D1 inflammatoire pijn onderdrukten. [Resolvins RvE1 and RvD1 attenuate inflammatory pain via central and peripheral actions. Nat. Med. (2010) 16: 592-597: “…rol voor resolvinen bij het normaliseren van spinale synaptische plasticiteit die betrokken bleek bij hyper-sensitiviteit voor pijn. Gezien de potentie van resolvinen, en de gekende bijwerkingen van opioïden en COX-inhibitoren, zouden resolvinen nieuwe analgetica voor het behandelen van inflammatoire pijn kunnen zijn.”] Er wordt geloofd dat het werking-mechanisme in dit geval te wijten is aan het feit dat resolvine reageert met chem. R23 [Chemerine Receptor 23 of Chemokine receptor-achtige 1; een GPCR voor het chemo-attractant chemerine en:], een receptor voor resolvine, en de onderdrukking van […] neuronale excitatie via N-methyl-D-aspartaat [NMDA; speelt een rol in de ontwikkeling van centrale sensitisatie]. Epoxy-docosapenteen-zuur (EpDPE) en epoxy-eicosatetraeen-zuur (EpETE), afgeleid van DHA en EPA door cytochroom-P450, lijken ook inflammatoire pijn te reduceren. [Morisseau C et al. Naturally occurring monoepoxides of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid are bioactive anti-hyperalgesic lipids. J. Lipid Res. (2010) 51: 3481-3490] Belangwekkend is een klinische studie die aantoonde dat langdurige inname van n-3 PUFAs neuropathische pijn inhibeert. [Ko GD et al. Omega-3 fatty acids for neuropathic pain. Clin. J. Pain (2010) 26: 168-172; zie onze inleiding] Deze bevindingen wijzen er op dat de inname van n-3 PUFAs zeer doeltreffend is voor het reduceren inflammatoire en neuropathische pijn, en dat de metabolieten van vetzuren betrokken zijn bij dergelijke aktiviteiten.

5. n-6 PUFAs EN PIJN

n-6 PUFAs worden over het algemeen beschouwd als slecht voor de gezondheid omdat prostaglandinen, inflammatoire eicosanoïden en inflammatoire cytokinen, zoals interleukine-1 en -6, worden afgeleid van n-6 PUFAs. Bijvoorbeeld: analyse van de samenstelling van n-3 & n-6 PUFA in het serum bij patiënten met het complex regionaal pijn syndroom (een neuropathische pijn syndroom geassocieerd met abnormaliteiten van het autonoom zenuw- en immuun-stelsel) onthulde dat deze patiënten significant verhoogde waarden qua dihomo-γ-linoleen-zuur (C20:3) en docosatetraeen-zuur (C22:4) hadden. Patwardhan et al. rapporteerden ook dat 9-hydroxyocta-decadieen-zuur (9-HODE) & 13-HODE, geoxideerde linolzuur-metabolieten, pijn induceerden. Verder wordt gesuggereerd dat deze metabolieten, die worden gevormd na blootstelling van cel-membranen aan schadelijke hitte, TRPV1 aktiveren en bijdragen tot de thermale responsiviteit van dit ionkanaal. Om deze reden worden n-6 PUFAs beschouwd als nieuwe factoren die betrokken zijn bij het molekulair mechanisme dat pijn induceert.

Aan de andere kant rapporteerden sommige studies dat n-6 PUFAs geassocieerd zijn met de onderdrukking van pijn. Arachidonzuur, één van de belangrijkste n-6 PUFAs, werd intensief bestudeerd omdat het een belangrijke strukturele component van cel-membranen is en een voorloper-molekule voor prostaglandinen en leukotrieënen die worden geassocieerd met bloeddruk, inflammatie en bloedplaatjes-aggregatie. Epoxy-eicosatrieen-zuur (EET), een metaboliet van arachidonzuur gevormd via CYP2J & CYP2C, leden van de cytochroom-familie [proteïnen die een rol spelen bij elektronen-transport in de cel], staat bekend om zijn anti-hypertensieve effekten en inhibitie van bloedplaatjes-aggregatie. Het is echter gebleken dat de metabolieten 14- & 15-EET ook een rol spelen bij pijn-inhibitie. Er werd bovendien gerapporteerd dat een inhibitor van oplosbaar epoxy-hydrolase, dat epoxy-eicosatrieen-zuur hydrolyseert, een anti-nociceptief effekt heeft. Deze studies tonen aldus aan dat n-6 PUFAs, zoals arachidonzuur, zowel pijn-transmissie inhiberen als induceren.

6. BESLUIT

De belangrijke funktionele rol van vetzuren bij zowel de aanvang en onderdrukking van pijn werd meer en meer duidelijk. In het bijzonder werden de fysiologische en farmacologische mechanismen van n-3 PUFAs intensief bestudeerd vanuit een breed perspectief, en de veiligheid van PUFAs werd ook vastgesteld. Daarom wordt verwacht dat de toepassing van n-3 PUFAs op veel klinische gebieden in de toekomst zal toenemen. Door uitgebreide research uit te voeren betreffende vetzuren als nieuwe molekulen voor de regulering van pijn, is het naar onze mening mogelijk om de mechanismen te onthullen die betrokken zijn bij de aanvang van onhandelbare pijn en nieuwe medicijnen te ontwikkelen die pijn kunnen verlichten.

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.