M.E.(cvs)-wetenschap

november 17, 2013

Potentiële speeksel-biomerkers bij M.E.(cvs)

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 7:22 am
Tags: , , , , ,

Proteomica, de studie van het proteoom (de verzameling van alle eiwitten van een organisme of een cel), is belangrijk omdat proteïnen de eigenlijke funktionele molekulen in de cel vertegenwoordigen. Wanneer mutaties in het DNA optreden, zijn het de proteïnen die uiteindelijk worden aangetast en zij doen het meeste werk in het lichaam. We vermelden hier al meerdere gen-expressie studies maar de resultaten moeten uiteindelijk worden gevalideerd door te kijken of de waarden van de proteïnen waarvoor ze coderen, gedaald of gestegen zijn. Eén gen kan meerdere proteïnen opleveren en enkel de over-expressie van een gen rapporteren, zegt in feite niets over welk proteïne werd geproduceerd. Dat is veel complexer. Er zijn nog weinig dergelijke studies uitgevoerd bij M.E.(cvs). De groep rond Baraniuk (zie CVS-gerelateerd proteoom in cerebrospinaal vocht’) rapporteerde al over een piloot-studie die een set proteïnen in het ruggermerg-vocht vond. Een follow-up studie zou positief zijn maar een publicatie blijft uit.

Speeksel, als biologisch staal is makkelijker verkrijgbaar en heeft een eenvoudiger samenstelling (ca. 30% van de proteïnen in het bloed worden in speeksel aangetroffen). Op een congres werd al gewag gemaakt van een mogelijke speeksel-merker (zie ‘PRB4-peptide – Biomerker in speeksel bij CVS?’) maar dit is naar ons weten niet gepubliceerd.

De Italiaanse researchers hier (die eerder proteomisch onderzoek bij Sjögren’s syndroom, Reumatoïde Arthritis en fibromyalgie deden) voerden een kleine studie uit op het speeksel van een tweeling-paar waarvan er één M.E.(cvs) heeft.

————————-

J Transl Med. (2013) 11: 243 (pre-print)

A multidisciplinary approach to study a couple of monozygotic twins discordant for the Chronic Fatigue Syndrome: a focus on potential salivary biomarkers

Federica Ciregia1, Laura Giusti1, Ylenia Da Valle1, Elena Donadio1, Arianna Consensi2, Camillo Giacomelli2, Francesca Sernissi2, Pietro Scarpellini2, Fabrizio Maggi3, Antonio Lucacchini1* & Laura Bazzichi2

1 Department of Pharmacy, University of Pisa, Italy

2 Department of clinical and experimental medicine, Division of Rheumatology, University of Pisa, Italy

3 Virology Unit, Pisa University Hospital, Italy

Samenvatting

ACHTERGROND: Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een ernstige, systemische ziekte die wordt gekenmerkt door aanhoudende, invaliderende en medisch onverklaarde vermoeidheid. De etiologie en pathofysiologie van CVS blijft onduidelijk, en de diagnose wordt gesteld via de medische geschiedenis van de patient en uitsluiting van andere medische oorzaken. De beschikbaarheid van biomerkers voor CVS zou nuttig zijn voor klinische research. In deze studie gebruikten we een proteomische benadering om de algemene veranderingen in het speeksel-profiel te evalueren bij 2 monozygote tweelingen die niet overéénstemmen wat betreft de aanwezigheid van CVS. Het doel was verschillen qua proteïne-expressie in het speeksel te evalueren bij de CVS-patient in vergelijking met zijn gezonde tweeling-helft.

METHODES: De speeksel-stalen werden onderworpen aan twee-dimensionele elektroforese (2DE) [elektroforese = scheiding van molekulen op basis van hun elektrische lading]. De gels werden gekleurd en er werd een vergelijking uitgevoerd tussen het CVS-individu en de gezonde tweeling-helft met de ‘Progenesis Same Spot’ software, inclusief analyse van de variantie. De proteïne-spots met een ≥ 2-voudige kwantiteit-verandering en p < 0.05, werden geïdentificeerd via ‘Nano-liquid’ chromatografie elektrospray-ionisatie tandem massa-spectrometrie. Om de expressie-veranderingen van 5 proteïnen te evalueren die werden gevonden met 2DE (14-3-3 proteïne zeta/delta [betrokken bij de regulering van meerdere intracellulaire signalisering-mechanismen], cyclofiline-A [CYPA; enzyme dat het opvouwen van proteïnen, van belang bij verschillende cellulaire processen], Cystatine-C [rol bij proteïne-katabolisme, regulering van hormoon-verwerking, inflammatie, antigen-presentatie en T-cel afhankelijke immuun-responsen alsook resistentie tegen verscheidene bakteriële en virale infekties], Proteïne S100-A7 [geassocieerd met verhoogde inflammatoire cel infiltraten , o.a. bij inflammatoire aandoeningen], en zink-alfa-2-glycoproteïne [verantwoordelijk voor lipiden-afbraak; ook een rol bij de aktivatie van AMP-kinase, een belangrijke regulator van het energie-metabolisme in skelet-spieren]), gebruikten we ‘western blot’ analyse. Bovendien werden de proteïnen die differentieel tot expressie kwamen funktioneel geanalyseerd gebruikmakend van de ‘Ingenuity Pathways Analysis’ software, met als doel de overheersende mechanismen en het betrokken interaktie-netwerk te bepalen.

RESULTATEN: De analyse van de proteïne-profielen liet ons toe 13 proteïnen te vinden met een verschillende expressie bij CVS met betrekking tot de controle. 9 spots waren ge-upreguleerd bij CVS en 4 ge-downreguleerd. Deze proteïnen behoren tot verschillende funktionele klassen, zoals inflammatoire respons, immuunsysteem en metabolisme. In het bijzonder: het netwerk opgebouwd met onze proteïnen benadrukt, zoals aangetoond via de pad-analyse, de betrokkenheid van de inflammatoire respons bij CVS-pathogenese.

BESLUITEN: Deze studie toont de aanwezigheid van differentieel tot expressie komende proteïnen in het speeksel van de 2 monozygote tweeling-helften die verschillen qua CVS, waarschijnlijk gerelateerd met de ziekte. Bijgevolg geloven we dat de proteomische benadering nuttig zou kunnen zijn om een panel potentiële diagnostische biomerkers te definiëren en een nieuw licht te werpen op het begrijpen van de pathogenetische mechanismen van CVS.

Achtergrond

[…]

CVS wordt beschouwd als een multi-factoriële ziekte met een onbekende etiologie en pathofysiologie. Er werden genetische studies uitgevoerd om genen te karakteriseren die bruikbaar zouden kunnen zijn als CVS-biomerkers. Er werd voorgesteld dat CVS geassocieerd is met immunologische en inflammatoire ziekten. De over-expressie van pro-inflammatoire proteïnen, zoals interferon-γ (INF-γ), interleukine-1 (IL-1) en tumor necrose factor-α (TNF-α), werd gerapporteerd bij CVS. Daarnaast ondersteunen ge-upreguleerde immuun-gerelateerde genen, zoals lactotransferrine, defensine-α1, integrinen [zie Gen-signatuur voor Post-Infektie CVS’], CMRF35 antigen, IL-8, HD proteïne [Vernon SD, Unger ER, Dimulescu IM, Rajeevan M, Reeves WC: Utility of the blood for gene-expression profiling and biomarker-discovery in Chronic Fatigue Syndrome. Dis Markers 2002, 18: 193-199] en cathepsine-C [Powell R, Ren J, Lewith G, Barclay W, Holgate S, Almond J: Identification of novel expressed sequences, up-regulated in the leucocytes of Chronic Fatigue Syndrome patients. Clin Exp Allergy 2003, 33: 1450-1456], bij CVS-patiënten de notie dat de ziekte wordt gekenmerkt door immuunsysteem-aktivatie. Niettemin zijn er tot op heden geen specifieke merkers voor inflammatie en/of immuun-aktivatie die nuttig zouden kunnen zijn bij de evaluatie van patiënten met CVS, wat de behandeling ingewikkelder maakt.

Virale infektie werd gewoonlijk als oorzakelijk agens voorgesteld maar ondanks de inspanningen voor de opheldering van de rol van een virus, zijn de resultaten controversieel omwille van een gebrek aan een gemeenschappelijk standaard klinische definitie en specifieke biomerkers voor de ziekte. Ook vaccins werden door sommige geleerden belangrijk geacht bij de aanvang van CVS [zie bv. ‘ASIA (auto-immuun/inflammatoir syndroom geïnduceerd door adjuvanten) syndroom], terwijl anderen deze mogelijkheid hebben verworpen en verzekeren dat ze veilig zijn.

Een Internationaal Consensus Panel definieerde in 2011 de Internationale Consensus Criteria die de karakteristieke patronen van de symptoom-clusters van CVS identificeerde maar de diagnose wordt gesteld via de geschiedenis van de patient, en uitsluiting van andere medische oorzaken en psychiatrische problemen. Daarom zou de beschikbaarheid van biomerkers voor CVS van groot kunnen zijn bij klinische research.

Aangezien genetica wordt verondersteld een rol te spelen in de etiologie van CVS, zijn tweelingen-studies een onderzoek-gebied dat nuttig zou kunnen zijn bij het ophelderen van de rol van genetische en omgeving-factoren bij CVS. Niettemin kon een studie door Byrnes et al. [zie ‘Gen-expressie bij tweelingen met/zonder chronische vermoeidheid] (bij monozygote tweelingen die verschillen qua CVS) geen biomerker voor CVS identificeren in het transcriptoom [verzameling van alle boodschapper-RNA (mRNA) molekulen – ‘transcripten’ , tot expressie komende genen – geproduceerd in een cel of populatie van cellen] van perifeer bloed leukocyten (veronderstellende dat de positieve bevindingen bij eerdere studies het resultaat zouden kunnen zijn van experimenteel vooroordeel). Daarom gingen we over tot het bestuderen van proteïnen en gebruikten we, voor de eerste keer, een proteomische benadering de globale veranderingen in speeksel bij CVS te evalueren.

Het aantal publicaties gerelateerd aan het speeksel-proteoom zijn significant toegenomen, wat suggereert dat menselijk speeksel als biologisch vocht een enorm potentieel heeft wat betreft het weerspiegelen van systemische gezondheid-aandoeningen. Speeksel heeft veel voordelen: lage invasiviteit, minimale kosten, en eenvoudige staal-name en -verwerking. Bovendien heeft speeksel een minder complexe proteïnen-samenstelling dan serum of plasma, wat het risico op niet-specifieke interakties vermindert en terzelfdertijd vertegenwoordigt het een nuttig diagnostisch instrument, aangezien ca. 30% van de proteïnen in het bloed ook aanwezig zijn in het speeksel. Daarom heeft menselijk speeksel proteomica bewezen een nieuwe benadering te zijn in de zoektocht naar proteïne-biomerkers voor het opsporen van ziekten. De laatste jaren verkregen we in het bijzonder bemoedigende resultaten uit de proteomische analyse van menselijk speeksel bij reumatische aandoeningen [bv. Bazzichi L, Ciregia F, Giusti L, Baldini C, Giannaccini G, Giacomelli C, Sernissi F, Bombardieri S, Lucacchini A. Detection of potential markers of primary fibromyalgia syndrome in human saliva. Proteomics Clin Appl (2009) 3: 1296-1304]. Vandaar dat we in de huidige studie het proteomisch speeksel-profiel onderzochten bij een monozygote tweeling die verschilt qua CVS. Verschillen qua proteïne-expressie in het speeksel bij de CVS-patient t.o.v. de gezonde tweeling-helft kon strikt gecorreleerd worden met de ziekte zelf aangezien de tweeling enkel wat betreft de aanwezigheid van CVS verschilt.

Methodes

Studie-ontwerp

[…]

Patiënten

[…] beiden kregen voor de eerste keer een influenza-vaccin […] Onmiddellijk na de vaccinatie ontwikkelde de patient, die eerder gezond was, asthenie [veralgemeende lichaamszwakte, krachteloosheid], progressief gewicht-verlies, vergeetachtigheid en concentratie-moeilijkheden, slaap-stoornissen, duizeligheid en koorts, leidend tot werk-onbekwaamheid.

Vragenlijsten

[…]

Laboratorium-testen

[…] Er werd een verschil in haemato-chemische parameters gevonden betreffende TNF-α (18,1 pg/ml & 2,6 pg/ml in patient en gezonde tweeling-helft, respectievelijk) en IL-2 (10 pg/ml & 46 pg/ml in patient en gezonde tweeling-helft, respectievelijk). […]

Speeksel-afname

[…]

Twee-dimensionele elektroforese

[…]

2DE statistische analyse

[…]

NanoLC-ESI-MS/MS Analyse d.m.v. LTQ-Orbitrap Velos analyse

(‘Nano-liquid’ chromatografie ‘elektrospray’ ionisatie tandem massa-spectrometrie)

[…]

Proteïne-identificatie

[…]

‘Western blot’ analyse

[…] [Methode die met behulp van antilichamen specifiek proteïnen kan aantonen. De proteïnen in een staal worden eerst gescheiden en dan naar een drager getransfereerd d.m.v. een elektrische stoom. Op de drager kunnen dan de (gemerkte) antilichamen binden zodat één bepaald eiwit kan worden gevisualiseerd en gemeten.]

‘Western blot’ statistische analyse

[…]

Signalisering-mechanisme analyse

[…]

Resultaten

Proteomische analyse en validering via ‘western blot’

Bij vergelijking van de speeksel-profielen van de gezonde tweeling-broer en de CVS-patient vonden we 13 spots met verschillende expressie (variatie ≥ 2-voud). Negen spots waren ge-upreguleerd bij CVS en 4 ge-downreguleerd. […]

Er werd western blot analyse met specifieke antilichamen gebruikt om de expressie-veranderingen van 4 proteïnen te valideren: 14-3-3 proteïne zeta/delta, CYPA, Cystatine-C en Proteïne S100-A7. […] Met 2DE vonden we een significante toename bij CVS van 14-3-3 proteïne zeta/delta, CYPA en Proteïne S100-A7 (p = 0.0009, 0.02 & 0.004 respectievelijk) die werd bevestigd via western blotting. Ook de stijging van Cystatine-C (p = 0.001) werd bevestigd via western blot. Deze validdatie-experimenten werden uitgevoerd op speeksel verzameld in 2007 en in 2011 […] en in beide gevallen ondersteunden de resultaten deze van de 2DE studie.

Daarenboven deden we ook één-dimensionele western blot analyse voor ZAG, maar de lagere waarde bij de tweeling-helft met CVS was niet significant (variatie van of 2,0 en 1,2 maal in 2007 en 2011 respectievelijk). Bij 2DE vonden we feitelijk 2 spots dicht bijéén corresponderend met ZAG en de één-dimensionele elektroforese liet ons niet toe het werkelijke verschil van dit proteïne in het speeksel te schatten. Daarom voerden we 2DE immunoblotting uit om de verschillen qua expressie in de spots te evalueren. Er werden 4 immuun-reaktive spots gedetekteerd […]. De significante stijging bij CVS – in vergelijking met controle – werd voor alle via 2DE immunoblotting gedekteerde spots geobserveerd; wat de resultaten verkregen via 2DE en NanoLC-ESI-MS/MS bevestigt.

Potentiële Biomerkers gevoden bij CVS

[…] We voerden een preliminaire validatie uit op een groter aantal patiënten voor één van deze proteïnen: CYPA (gegevens niet getoond). Er werd een ELISA voor CYPA uitgevoerd op speeksel van 20 patiënten met CVS en 20 gezonde individuen: de upregulering van dit proteïne werd bevestigd: de p-waarde was 0.03 en de verhoging van dit proteïne bij CVS in vergelijking met controles was 2,4 maal.

Mechanisme- en netwerk-analyse

De 13 proteïnen die het speeksel van de CVS-patient onderscheiden van het gezond individu werden gebruikt voor bio-informatische analyse om biologische funktie en mechanismen te identificeren bij CVS, gebruikmakend van IPA: IPA-software laat toe het verband tussen deze proteïnen en verscheidene biologische mechanismen te onderzoeken. […] De software genereerde verschillende netwerken. Deze met de hoogste score (een waarde van 21) omvatte 35 proteïnen en was geassocieerd met ‘Cellulaire Beweging, Haematologisch Systeem Ontwikkeling & Funktie, Immuun-cel ‘Trafficking’ [hoe immuun-cellen zich verplaatsen]. Acht van deze proteïnen werden in onze analyse gevonden. De top funktie gelinkt met deze biomerkers was de inflammatoire respons […] die geassocieerd is met 8 van onze proteïnen.

Bespreking

Dit werk maakte, voor het eerst, gebruik van een proteomische benadering om de globale veranderingen in het speeksel van een patient met CVS te evalueren. We selekteerden een patient met een monozygote tweeling-broer uit een grote groep CVS-patiënten; ondanks het feit dat ze dezelfde genetische aanleg, opleiding, levensstijl en hetzelfde soort werk hadden, ontwikkelde één van hen CVS na een vaccinatie. Hoewel deze piloot-studie slechts 2 individuen analyseerde, kunnen de verschillen qua proteïne-expressie in het speeksel gelinkt zijn met de ziekte, aangezien de tweeling-helften slechts verschilden wat betreft aanwezigheid van CVS. Op die manier liet onze studie toe te focussen op enkele biomerkers die de voorbode vertegenwoordigden op een doelgerichte zoektocht naar deze proteïnen bij een groot aantal patiënten, om hun bruikbaarheid bij de diagnose en behandeling van CVS te bevestigen. Tot op heden werden weinig proteomica-studies bij CVS uitgevoerd, op cerebrospinaal vocht [bv. ‘CVS-gerelateerd proteoom in cerebrospinaal vocht] en op serum, terwijl we voor onze studie beslisten het speeksel van een CVS-patient te onderzoeken om zo op een minder invasieve manier stalen te verzamelen. Hoewel het speeksel een minder complexe samenstelling heeft, bleek het een beloftevol diagnostisch instrument, en we vonden een wijziging in de proteïne-patronen tussen patient en controle.

Immuunsysteem

Wat betreft de proteomische analyse van speeksel, toonden onze resultaten een toename van CYPA met 2,6 maal, welke ook werd bevestigd via western blot analyse en gecontroleerd in speeksel verzameld in verschillende jaren. CYPA bleek eerder geupreguleerd in speeksel van patiënten Sjögren’s syndroom [auto-immune aandoening] en systemische sclerose [verharding van het bindweefsel in de huid] wat de rol van CYPA bij de pathogenese van immuun-gemedieerde aandoeningen schraagt. Bovendien werd ontdekt dat virale infekties de secretie van CYPA bevorderen; wat de hypothese ondersteunt dat een persistente virale infektie zou kunnen bijdragen tot de pathogenese van CVS.

Daarnaast zou de afname van Ig alfa-1 keten C [Ig alfa is de belangrijkste immunoglobuline-klasse in lichaamsvochten; helpt te verdedigen tegen lokale infektie en verhindert de toegang van vreemde antigenen tot het algemeen immunologisch systeem] en van polymere immunoglobuline receptor [pIgR; bindt polymerisch IgA & IgM op het oppervlak van epitheliale cellen, dit complex wordt dan gesecreteerd en gesplitst] die we zagen, de virale infektie / immunologische verandering kunnen hebben bevorderd. Ig alfa-1 keten C heeft in feite een rol bij het voorhinderen van de toegang van vreemde antigenen tot het algemeen immunologische systeem. PIgR verzekert de humorale verdediging [met humorale immuniteit wordt bedoeld: die waar de B-lymfocyten en hun produkten (antistoffen, complement-proteïnen en bepaalde anti-microbiële peptiden) in tussenkomen] tegen binnenkomende pathogenen in de slijmvliezen en het is verantwoordelijk voor intracellulaire neutralisatie van sommige virussen. […] Het immuunsysteem van de mucosa [slijmvliezen] is primair verantwoordelijk voor het voorkomen van infektie veroorzaakt door luminale [in de darm-holte] micro-organismen, via inhibitie van bakteriële vasthechting of invasie, en er werd voorgesteld dat pIgR noodzakelijk kan zijn voor het behoud van de basale tonus van de aangeboren immuniteit in de darm. Daarom ondersteunen deze studies de betrokkenheid van pIgR bij de bescherming tegen omgeving-antigenen.

Bovendien is de gewijzigde regulering van het immuunsysteem bij CVS-patiënten één van de interesse-gebieden in de research naar biomerkers voor CVS. Brenu et al. vonden immunologische abnormaliteiten, m.n. een gereduceerde cytotoxische aktiviteit van de aangeboren immuun-cellen, die ze voorstelden als een mogelijk diagnostisch instrument voor CVS.

In die richting kan ook de toename van Humaan S100A7 (psoriasine), die tot over-expressie komt bij inflammatoire ziekten, worden gezien.

Inflammatoire respons

Psoriasine bleek geassocieerd met verhoogde inflammatoire cel-infiltraten bij borst-kanker en verscheidene inflammatoire aandoeningen. Zoals getoond door de ‘pathway’-analyse: het netwerk opgebouwd met onze proteïnen beklemtoont de betrokkenheid van de inflammatoire respons bij de CVS-pathogenese.

Onder de proteïnen die waren veranderd bij CVS t.o.v. het gezonde individu, vonden we 2 proteïnen die behoren tot de familie van de cysteïne-proteinase inhibitoren: cystatine-C & -B. Cystatinen funktioneren als strak-bindende inhibitoren van cathepsinen, welke cysteïne-proteinasen [bepaalde eiwit-splistende enzymen] zijn, betrokken bij een aantal belangrijke cellulaire processen – inclusief inflammatie. Er werd een breed spectrum aan biologische rollen gesuggereerd voor cystatinen, o.a. een rol bij proteïne-katabolisme, bij de regulering van hormoon-verwerking en beender-resorptie [‘afbraak’ van de proteïne- en minerale componenten van de bot-matrix; een onderdeel van de normale ontwikkeling, groei en reparatie van bot], bij inflammatie, bij antigen-presentatie en T-cel afhankelijke immuun-respons, alsook as resistentie tegen verscheidene bakteriële en virale infekties. Cystatinen in het speeksel oefenen waarschijnlijk bepaalde antivirale effekten uit, aangezien ze kunnen interfereren met virale replicatie. Onze resultaten toonden een upregulering van cystatine-B [intracellulaire proteinase inhibitor; bindt met cathepsinen] en een downregulering van cystatine-C. Deze 2 cystatinen behoren tot 2 verschillende subtypes cystatine, type I & II respectievelijk. Er werd aangetoond dat ze verschillende funkties hebben […]. Daarom geloven we dat onze bevindingen kunnen suggereren dat het evenwicht tussen cysteïne-proteinasen en hun inhibitoren verstoord is bij CVS.

Signaal-transductie

In het speeksel van onze CVS-patient, detekteerden we de significante stijging van 2 leden van de 14-3-3 famile in vergelijking met zijn gezonde broer. Deze familie is een klasse van […] proteïnen betrokken bij de regulering van heel wat intracellulaire signalisering. Veel organismen brengen meerdere isoformen tot expressie en we vonden de isoformen sigma & zeta/delta. Daarom zijn 14-3-3 proteïnen betrokken bij een brede waaier van pathologische processen en de toename is waarschijnlijk niet CVS-specifiek. Bijvoorbeeld: we vonden eerder een upregulering van 14-3-3 proteïnen bij Reumatoïde Arthritis. Daarnaast vonden Matsuo et al. dat het 14-3-3 proteïne verhoogd was in een patient met Sjögren’s syndroom (Oorspronkelijk werd gedacht dat de patient de ziekte van Creutzfeldt-Jakob (CJD) had, aangezien 14-3-3 proteïne werd beschouwd als een belangrijke diagnostische merker voor CJD.). Dit ondersteunt de veronderstelling dat 14-3-3 niet-specifiek verhoogd is bij verscheidene ziekten.

Metabolisme

Tenslotte observeerden we een downregulering van ZAG bij CVS. We vonden 2 spots in 2DE-gels die met dit proteïne overéénkomen […] en met western blotting vonden we 2 andere spots, wat de toename bevestigt. ZAG staat voornamelijk bekend als een adipokine [adipokinen of adipocytokinen zijn cytokinen die worden afgegeven door vet-weefsel] verantwoordelijk voor lipiden-afbraak die een verlies aan adipeus weefsel [opslagplaats voor energie] bij kanker-cachexie [veralgemeende zwakte-toestand] veroorzaakt. Naast deze werking is echter een rol voor ZAG bij de aktivatie van AMP-kinase (AMPK), een belangrijke regulator van energie-metabolisme in cellen van menselijke skelet-spieren opgedoken. Het mechanisme zou betrokken kunnen zijn bij het mediëren van de effekten van ZAG met betrekking tot toegenomen energie-gebruik. Dit is interessant als we bedenken dat meerdere studies een organische oorzaak voor CVS, gerelateerd met defekten in het oxidatief metabolisme, suggereren. In het bijzonder: individuen met CVS raken sneller uitgeput (in aanwezigheid van gereduceertde ATP-concentraties in het sarcoplasma) in vergelijking met gezonde individuen met versnelde glycolyse in werkende skelet-spieren als resultaat [zie ‘Specifieke correlaties tussen oxidatieve stress in de spieren en CVS]. Bovendien zijn spier-pijn en -zwakte de belangrijkste symptomen bij CVS; waarschijnlijk ten gevolge cellulaire veranderingen zoals een daling qua aantal ‘motor-units’ en atrofie […]. Overwegende dat onderzoekers het vermogen van ZAG om de aanmaak van reaktieve zuurstof soorten (ROS) te reduceren, en spier-atrofie geassocieerd met insuline-resistentie en andere katabole aandoeningen tegen te gaan hebben aangetoond, lijkt de afname van ZAG die we vonden in speeksel de hypothetische rol van oxidatieve stress bij CVS te ondersteunen. Vanuit hetzelfde standpunt kunnen we de toename qua 6-fosfogluconaat-dehydrogenase in het speeksel bij CVS verklaren. Dit is een enzyme […] dat de produktie van NADPH (nodig voor bescherming tegen ROS) toelaat.

Besluiten

Deze studie bij een monozygoot tweeling-paar verschillend qua CVS, wijst enkele proteïnen aan die bruikbaar zijn om een panel van potentiële diagnostische biomerkers te definiëren en een nieuw licht te werpen op het begrijpen van de pathogenetische mechanismen van CVS. Er is een duidelijke noodzaak om onze resultaten uit te breiden naar een groter aantal individuen met een gelijkaardige medische geschiedenis, en onze preliminaire resultaten moedigen een toekomstige studie aan.

november 3, 2013

Piloot-studie gen-expressie bij kanker versus M.E.(cvs)

Filed under: Diagnostiek,Genetica — mewetenschap @ 7:25 am
Tags: , , , , , , ,

De groep rond het echtpaar Light (universiteit van Utah) publiceerde al meermaals over veranderde gen-expressie bij M.E.(cvs) en een aantal van deze studies werden hier reeds vermeld. Zie onder andere (maar niet uitsluitend) ‘Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS’, ‘Gen-expressie veranderingen na matige inspanning bij CVS & FM’) en Expressie van metaboliet-detekterende, adrenerge & immune genen na inspanning (CVS, FM, MS)’.

Onderstaande studie (ondersteund door de ‘National Institutes of Health’ en de ‘Cancer Control and Population Sciences Pilot Grant Award Program’) betreffende gen-expressie profielen bij patiënten met behandelde prostaat-kanker (die vermoeidheid geeft verwant aan M.E.(cvs) maar er ook van verschilt) en mensen met M.E.(cvs), gaf zowel gelijkenissen als verschillen aan qua gen-expressie bij mechanismen die relevant zijn voor vermoeidheid. Er werden veel meer mRNA-verschillen gevonden t.o.v. controles in de prostaat-kanker groep.

Een gen dat reeds betrokken bleek bij M.E.(cvs) in een studie door andere onderzoekers was HSPA2 (verminderde expressie); dit suggereert dat er iets verkeerd zit bij de mitochondriale mechanismen (een probleem bij energie-produktie of het resultaat van vermoeidheid en inaktiviteit?)

De abnormale expressie van de genen die door het echtpaar Light eerder bij M.E.(cvs) werd aangetoond bleek nu afwezig (De vermoeidheid–mechanismen die ontregeld zijn bij M.E.(cvs) komen duidelijker naar voor na inspanning dan in rust.) maar ze vonden wel abnormaal hoge expressie van een gen dat nog niet werd getest: P2RX7. Dit gen dat (met inflammatie geassocieerde) pijn reguleert was significant ge-downreguleerd bij kanker-vermoeidheid.

De genen coderend voor de diazepam-bindende inhibitor (DBI) en de vaso-aktief intestinaal peptide receptor (VIPR2) bleken gelinkt met vermoeidheid- en pijn-ernst bij beide aandoeningen; terwijl de genen coderend voor de purinergische 2Y1 receptor (P2RY1), andere vasodilaterende mechanismen en energie/mitochondriale genen enkel bij de kanker-groep betrokken bleken. De vermoeidheid-graad bij M.E.(cvs) werd best voorspeld door lagere expressie van het DBI gen en hogere expressie van het TNF gen.

————————-

Psychoneuroendocrinology (pre-press 2013)

Differing leukocyte gene expression profiles associated with fatigue in patients with prostate-cancer versus Chronic Fatigue Syndrome

Kathleen C. Light (a), Neeraj Agarwalb (c), Eli Iacoba (d), Andrea T. Whitea (e), Anita Y. Kinney (b, c), Timothy A. VanHaitsma (e), Hannah Aizad (a), Ronald W. Hughen (a), Lucinda Bateman (a, f), Alan R. Light (a, d)

a Department of Anaesthesiology, University of Utah Health Sciences Centre, Salt Lake City, UT, USA

b Department of Medicine, University of Utah Health Sciences Centre, Salt Lake City, UT, USA

c Huntsman Cancer Institute, University of Utah, Salt Lake City, UT, USA

d Neuroscience Program, University of Utah Health Sciences Centre, Salt Lake City, UT, USA

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

f Fatigue Consultation Clinic, Salt Lake City, UT, USA

Samenvatting

Achtergrond: Androgeen-deprivatie therapie [ADT; hormonale behandeling waarbij wordt gezorgd dat de mannelijke hormonen niet of minder gevormd worden] verergert dikwijls vermoeidheid bij patiënten met prostaat-kanker, wat aanleiding geeft tot symptomen die gelijkaardig zijn met het Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS). Het vergelijken van de expressie (mRNA) van meerdere met vermoeidheid gerelateerde genen bij patiënten met ADT-behandelde prostaat-kanker versus CVS versus gezonde controles, en het correleren van mRNA met vermoeidheid-graad zou de uitéénlopende mechanismen die ten grondslag liggen aan de vermoeidheid bij deze aandoeningen kunnen ophelderen.

Methodes: Kwantitatieve ‘real-time’ PCR werd uitgevoerd op leukocyten van 30 vermoeide, ADT-behandelde prostaat-kanker patiënten (PCF), 39 patiënten met CVS en 22 controles van 40-79 jaar, samen met het bepalen van de vermoeidheid- en pijn-ernst. 46 genen van de volgende ‘pathways’ werden opgenomen: (1) adrenerge/monoamine/neuropeptiden, (2) immune, (3) metaboliet-detekterende, (4) mitochondriale/energie, (5) transcriptie-factoren.

Resultaten: PCF-patiënten vertoonden een hogere expressie dan controles of CVS voor 2 immune transcriptie genen (NR3C1 & TLR4), chemokine CXCR4 en mitochondriaal gen SOD2. Ze vertoonden een lagere expressie voor 2 vasodilatie-grelateerde genen (ADRB2 & VIPR2), 2 cytokinen (TNF & LTA) en 2 metaboliet-detekterende receptoren (ASIC3 & P2RX7). CVS-patiënten vertoonden een hogere expressie voor P2RX7 en een lagere voor HSPA2 versus controles en PCF. Correlaties met vermoeidheid-graad waren enkel voor DBI, de GABA-A receptor modulator (r = -0.50, p < 0.005 & r = -0.34, p < 0.05) gelijkaardig bij PCF en CVS. P2RY1 was enkel met PCF vermoeidheid en pijn-ernst (r= + 0.43 & + 0.59, p = 0.025 & p = 0.001) gecorreleerd.

Besluiten: PCF-patiënten verschilden van controles en CVS qua gemiddelde expressie voor 10 genen van alle 5 de ‘pathways’. Correlaties met vermoeidheid-graad impliceerde DBI bij beide patiënten-groepen en P2RY1 bij PCF alleen. Deze mechanismen zouden nieuwe doelwitten kunnen aanwijzen voor interventies om vermoeidheid te verminderen.

[…]

Eén benadering die wordt gebruikt om mechanismen te onderzoeken die geassocieerd zijn met kanker-gerelateerde vermoeidheid (CRF), moeheid tijdens behandeling met interferon-alfa bij chronische hepatitis, en aandoeningen zoals Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) en Multipele Sclerose (MS), is het beoordelen van gen-expressie (mRNA) van meerdere met vermoeidheid gerelateerde genen [zie o.m. White et al. 2012; ref. zie inleiding] in perifere bloed-cellen. Deze methode is efficiënt doordat het mogelijk is vele fysiologische doelwitten te onderzoeken in één bloedstaal en het mRNA weerspiegelt zowel genetische (overgeërfde) als milieu-invloeden. Omdat omgeving-factoren variëren (bij verschillende individuen en met de tijd bij hetzelfde individu), is dit een sterkte-punt of kwetsbaarheid afhankelijk van het feit of stabiliteit een belangrijke bezorgdheid is. Bij CVS bleken studies die probeerden gen-expressie als een stabiele en reproduceerbare diagnostische biomerker te grbruiken niet in staat een consistent profiel van verschillen met controles te genereren, dit ten dele door de heterogeniteit van het syndroom en de variaties qua ziekte-status met verloop van tijd [zie o.m. Kerr et al. Gene profiling of patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Curr Rheumatol Rep (2008) 10: 482-491]. Het minder uitdagend objectief bij de huidige studie was het gebruik van gen-expressie in leukocyten, om mogelijks ontregelde mechanismen gelinkt met pathologische vermoeidheid bij met ADT behandelde prostaat-kanker of CVS te identificeren. Hiervoor moet hetzelfde patroon van verschillende effekten niet noodzakelijk aanwezig zijn bij alle of zelfs de meerderheid van deze patiënten, maar mogelijks enkel bij subgroepen waarvan de waarden de groep-gemiddelden beïnvloeden. Van specifiek belang hierbij zijn de patiënten wiens huidig vermoeidheid-niveau ernstiger is.

Vele vermoeidheid-gerelateerde symptomen die worden gerapporteerd door ADT-behandelde prostaat-kanker patiënten overlappen met gerapporteerd door CVS-patiënten, inclusief vroegere vermoeidheid-aanvang en verminderde prestaties tijdens inspanning, een laag energie-niveau, verstoorde slaap, spier-zwakte en verhoogde ‘mentale mist’, en immuun-gerelateerde symptomen zoals onwel voelen. Andere symptomen lijken specifiek voor CVS: post-exertionele malaise, wijdverspreide spier- en gewricht-pijn zonder bewijs voor een letsel, en orthostatische intolerantie. Het is dus plausibel dat de invaliderende dagelijkse vermoeidheid bij deze 2 chronische aandoeningen zowel gedeelde als verschillende fysiologische mechanismen kan omvatten.

In de huidige studie gebruikten we 46 genen die 5 algemene mechanismen vertegenwoordigen: (1) adrenerge, mono-amine en peptiden; (2) immuun-respons en inflammatie; (3) sensorische ion-kanaal-receptoren responsief voor adenosine-trifosfaat (ATP) en andere metabolieten van spier-aktiviteit; (4) mitochondriale en andere genen betrokken bij lipiden/energie-metabolisme; en (5) transcriptie- en groei-factoren. Hierbij zitten genen die tot over-expressie kwamen bij onze vorige studies naar post-exertionele vermoeidheid bij CVS: sensorische (ASIC3, P2RX4, TRPV1) en adrenerge receptoren (ADRA2A, ADRA2C, ADRB1, ADRB2), en cytokinen IL-6, IL-10, TNF (vroeger TNF-α) en LTA ([lymfotoxine-alfa] vroeger TNF-β). Omwille van het belang van ATP bij spier-aktiviteit, onderzochten we ook andere purinerge ion-kanaal ATP-receptoren, P2RX1 & P2RX7, en G-proteïne gekoppelde purinerge receptoren P2RY1 & P2RY2; alsook een ander subtype uit de zuur-voelende familie, ASIC1, en een andere ‘transient vanilloid’ receptor [‘transient receptor potential vanilloid’; ion-kanaal dat tot expressie komt in nociceptieve neuronen], TRPV4. Op basis van eerdere research [o.m. Saiki T, Kawai T, Morita K et al. Identification of marker-genes for differential diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Mol Med (2008) 14:599-607], keken we ook naar genen met belangrijke rollen bij mitochondriale funktie en energie-/lipiden-/hitte-metabolisme (ATP5E, COX5B, DBI, HSPA2, NDUFS5 & SOD2) en regulatoren van de transcriptie en cel-proliferatie (APP, CREB1, CXCR4, PPARA, SIRT1, STAT5A, TLR4, VEGFA, VIPR2, NR3C1, NRG1 & NFKB1). Een belangrijk lid van de energie-, immune en transcriptie-subgroepen, de diazepam-bindende inhibitor (DBI, de GABA-type A receptor modulator) – betrokken bij het lipiden-metabolisme – is in staat benzodiazepinen op de GABA-receptor te verplaatsen en zodoende stemming-regulering te beïnvloeden, en controleert transcriptie van bijnier-steroïden die de immuun-funktie (inclusief cortisol) beïnvloeden. TLR4, NR3C1 en NFKB1 spelen belangrijke rollen bij de regulering van de transcriptie van cytokinen en andere inflammatoire mechanismen die verondersteld werden bij te dragen tot ziekte- en malaise-gewaarwordingen, veranderde slaap en eet-patronen en andere componenten van CRF.

Ook van speciaal belang waren vermoeidheid-relevante genen die eerder geassocieerd bleken met metastatische tumoren. Deze omvatten chemokine-receptor CXCR4, een gen dat geassocieerd bleek met prognose en metastasen bij prostaat-kanker, en superoxide-dismutase-2 (SOD2), een intracellulair mitochondriaal anti-oxidant enzyme geassocieerd met verhoogd prostaat-kanker risico bij Caucasiërs. Twee andere genen in ons profiel, vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF) en vaso-aktieve intestinale peptide receptor (VIPR2), zijn gelinkt met cellulaire proliferatie en prostaat-kanker progressie; en VIPR2-aktiviteit beïnvloedt vasodilatie en bloeddoorstroming in de hersenen en andere weefsels. Meerdere andere doelwit-genen beïnvloeden ook vasodilatie – inclusief adrenerge receptor types alfa-2a (ADRA2A) & -2c (ADRA2C) en beta-2 (ADRB2), het oxytocine pre-pro-peptide (OXT) en zijn receptor (OXTR). Eerdere bevindingen aangaande verminderde expressie bij ADT-behandelde prostaat-kanker cellen van deze vaso-aktieve genen, zette ons aan te focussen op de ADRB2. Als ADT ook leidt tot vermindering qua ADRB2 receptoren in de bloedvaten, zou dit vermoeidheid kunnen versterken via een gedaalde bloeddoorstroming naar de spieren en de hersenen tijdens lichamelijke en mentale aktiviteit.

1. Overzicht van dit onderzoek

Onze 2 primaire doelstellingen waren: (1) bepalen of ADT-behandelde prostaat-kanker patiënten met dagelijkse vermoeidheid (PCF-groep) verschillen vertoonden t.o.v. niet-vermoeide controles en CVS-patiënten, qua mRNA-niveaus van 46 genen die relevant zijn voor vermoeidheid, aangezien deze verschillen funktionele ontregeling van mechanismen die betrokken zijn bij vermoeidheid zouden kunnen aangeven; (2) bepalen welke mRNAs van onze 46 voor vermoeidheid relevante genen verband houden met huidige vermoeidheid-graad, gebruikmakend van eenvoudige correlatie en stapsgewijze regressie benaderingen. Er werd kwantitatieve ‘real-time’ polymerase-ketting-reaktie (QPCR) gebruikt om mRNA-niveaus van deze 46 genen in leukocyten te bepalen. De gemiddelde mRNA-waarden van 30 PCF-patiënten, 39 CFS-patiënten en 22 controles werden vergeleken. Hoewel alle individuen met prostaat-kanker ouder dan 40 waren, hebben we niet getracht de PCF- en CVS-patiënten-groepen te matchen voor vermoeidheid-graad of geslacht. PCF-patiënten zijn natuurlijk altijd mannen en CVS-patiënten zijn voornamelijk vrouwen, met een geslacht-ratio van 6:1 of meer. In plaats daarvan was ons opzet om representatieve stalen van patiënten binnen elke groep te recruteren en te testen, opdat onze bevindingen makkelijk te veralgemenen zouden zijn voor de PCF- en CVS-populaties van ouder dan 40. We namen ook individuen op met vermoeidheid-symptomen variërend van mild tot ernstiger om onze tweede doelstelling te ondersteunen: onderzoeken of een hogere vermoeidheid-graad geassocieerd was met hogere up- of downregulering van één of meerdere van deze genen. De inter-correlaties van mRNA-niveaus voor verschillende genen werden ook onderzocht via cluster-analyse, om vast te stellen of dalingen qua expressie van de bestudeerde genen samen veranderden op een gecoördineerde manier. Dergelijke inter-correlatie clusters kunnen de manieren onthullen waarop modificatie van één of twee belangrijke met vermoeidheid gerelateerde genen vele andere zou kunnen beïnvloeden en zodoende brede effekten zou kunnen geven.

2. Methodes

2.1. Deelnemers

2.2. Procedure

2.3. mRNA-extractie en analyse

2.4. Statistische analyse

3. Resultaten

3.1. Vermoeidheid- en pijn-ernst, depressie, slaap en inspanning in de 3 groepen

3.2. Gemiddelde groep-verschillen qua gen-expressie

3.3. Zijn hogere of lagere mRNA-waarden geassocieerd met huidige vermoeidheid- en pijn-ernst: correlaties en stapsgewijze regressie-modellen

3.4. Patronen van up- of downregulering van meerdere vermoeidheid-relevante genen: clusters gebaseerd op inter-correlaties van mRNA-waarden

4. Bespreking

[We focussen ons hier op de resultaten bij CVS.]

4.1. Gemiddelde groep-verschillen qua gen-expressie

Onze bevindingen versterken de interpretatie dat CRF een complex fenomeen is, ten dele omdat de systemen die vermoeidheid beïnvloeden zeer ingewikkeld zijn. Die complexiteit wordt weerspiegeld in onze bevinding dat 10 genen (1 of meer van elk van de 5 bestudeerde mechanismen) tot over- of onder-expressie kwamen in de PCF-groep. Voor elk van die 10 genen, verschilde de PCF-groep op dezelfde manier van de gezonde controles als van de CVS-groep […].

[…]

Hsiao et al. (2013) rapporteerde zowel ge-up- als downreguleerde expressie van verschillende mitochondriale genen bij PCF-patiënten. Van de 6 energie/mitochondriale genen in onze studie, was SOD2 mRNA gestegen bij PCF en HSPA2 mRNA gedaald bij CVS. […] Onze bevinding van gedaald HSPA2 bij CVS was ook een replicatie van eerdere research [Saiki et al. 2008; zie eerder]. Hoewel ontregeling qua mitochondriale gen-expressie een resultaat kan zijn van vermoeidheid en inaktiviteit alsook vermoeidheid kan veroorzaken, suggereren deze bevindingen dat mechanismen betrokken bij energie-funkties mogelijks doelwitten zijn voor nieuwe therapieën om vermoeidheid te verminderen bij zowel PCF als CVS.

Andere genen die ge-downreguleerd waren in de PCF-groep omvatten 3 genen die we associeerden met post-exertionele verslechtering van vermoeidheid bij CVS: ASIC3, P2RX4 & ADRB2 [Light et al.; ref. zie inleiding]. ASIC3 & P2RX4 receptoren werken samen als een receptor-complex om ATP, lactaat en andere metabolieten van spier-aktiviteit te detekteren, en ADRB2 receptoren zijn komen ook met hen samen voor en kunnen de aktiviteit van deze metaboliet-detekterende receptoren moduleren. In onze voorafgaande inspanning-studies, was mRNA voor deze receptoren uitgesproken verhoogd 8, 24 en 48 h na inspanning bij CVS-patiënten, samenvallend met toegenomen vermoeidheid en pijn. In de huidige studie, zoals in de voorafgaande, vertoonde de CVS-groep geen veranderde expressie van deze receptoren bij afwezigheid van inspanning. In feite waren slechts 2 genen (P2RX7 & HSPA2) ofwel ge-up- of downreguleerd in deze rustende CVS-groep […]. Het wordt erkend dat omwille van het feit dat dit staal CVS-patiënten allemaal ouder dan 40 waren en overwegend peri- en post-menopausale vrouwen omvatten, deze bevindingen misschien niet representatief zijn voor jongere CVS-patiënten, die dikwijls worden bestudeerd tussen de leeftijd van 20 en 40. Niettemin versterkt dit onze eerdere interpretatie dat ontregelde vermoeidheid–mechanismen bij CVS duidelijker blijken na inspanning dan in rust.

P2RX7 was niet opgenomen in onze voorafgaand onderzoek maar het wordt ook geaktiveerd door ATP, en zoals P2RX4, heeft het een rol bij modulatie van nociceptie, in het bijzonder bij toestanden met inflammatoire pijn. In deze studie was de expressie van P2RX7 gedaald in de PCF-groep. Dit in tegenstelling met de CVS-patiënten, die verhoogde expressie van P2RX7 vertoonden. Aangezien een daling qua mRNA mogelijks een secundaire respons op verhoogde waarden van specifieke receptoren kan weerspiegelen, zijn toekomstige studies die proteïne-niveaus van deze purinergische receptor onderzoeken, noodzakelijk zijn om te verifiëren of beide patiënten-groepen gelijkaardige of verschillende verandering qua P2RX7-funktie vertonen.

[…]

4.2. mRNA-waarden gecorreleerd met vermoeidheid- of pijn-ernst en met expressie van andere vermoeidheid-gerelateerde genen

[…] Bij CVS-patiënten werd vermoeidheid-graad best voorspeld door lager DBI en hoger TNF. De diazepam-bindende inhibitor (meer algemeen bekend als de GABA-receptor modulator [GABA = gamma-aminoboterzuur; een neurotransmitter], DBI, is een gen dat betrokken is bij energie-regulering via lipiden-metabolisme, modulering van stemming via de GABA-A receptor en transcriptie van bijnier-steroïden met inbegrip van testosteron en corticosteron (met hierdoor een invloed op de immuun-funktie). DBI kan dus vermoeidheid op een directe manier beïnvloeden via alle algemene mechanismen die we onderzochten – uitgezonderd metaboliet-detekterende sensorische ion-kanalen, en het zou dit laatste mechanisme indirect kunnen beïnvloeden aangezien onze cluster-analyse aanwees dat DBI sterk gecorreleerd is met P2RX7 & ASIC3. […] Ontregeling van DBI mRNA werd eerder gerapporteerd bij een staal CVS-patiënten [Saiki et al. 2008; zie eerder] […]. Wat betreft P2RY1-funkties: aktivatie van deze G-proteïne gekoppelde metabotrope receptor [Ionotrope receptoren vormen één geheel met het ion-kanaal; bij metabotrope receptoren zijn receptor en ion-kanaal gescheiden.] verhoogt mobilisatie van intracellulaire calcium-ionen en het beïnvloedt signalisering via thermale polymodale receptoren, microgliale aktiviteit en de ernst van inflammatie-gerelateerde pijn. Er werd ook getoond dat P2RY1 mRNA verhoogd was in het ganglion van de dorsale wortel bij ratten met door kanker geïnduceerde bot-pijn, en toediening van een P2RY1-antagonist reduceerde nociceptief gedrag. Deze observaties versterken de interpretatie dat sommige ontregelde mechanismen, zoals DBI, voorkomen bij vermoeide patiënten met beide aandoeningen, maar andere zoals P2RY1, lijken specifiek voor PCF. Verhoogd TNF was geassocieerd met meer vermoeidheid en pijn bij CVS maar niet bij de PCF-groep, die lagere TNF- en LTA-waarden hadden dan controles of CVS. Studies die probeerden vermoeidheid-graad te correleren met hogere bloed-waarden van meerdere pro-inflammatoire cytokinen bij kanker-patiënten, hebben zowel positieve als negatieve bevindingen opgeleverd. TNF bleek niet gerelateerd met CRF-ernst in een meta-analyse van 18 correlationele studies.

Vermoeidheid-graad was sterk gecorreleerd met pijn-ernst bij zowel de PCF- als de CVS-groepen […], wat gedeeltelijk kan verklaren waarom DBI een voorspeller was voor beide symptomen van CVS, en P2RY1 een voorspeller voor beide symptomen bij PCF. Eerdere studies hebben laten optekenen dat pijn, vermoeidheid en depressie een onderdeel zijn van een samen-voorkomende symptoom-cluster bij overlevers van kanker; en patiënten met die symptomen vertonen frequent tekenen van ontregelde adrenerge, HPA-as en immune funkties. Onze bevindingen ondersteunen over het algemeen dit patroon. Zoals aangetoond in onze inter-correlatie clusters voor de PCF-group, correleerden DBI en de glucocorticoïd receptor NR3C1 (beiden betrokken bij transcriptie van immuun-genen) met de cytokinen TNF & LTA, en met vasodilatorende genen en ion-kanaal-receptoren die responsief zijn voor ATP en andere metabolieten van spier-aktiviteit. In de andere inter-correlatie cluster, correleerde P2RY1-expressie met de adrenerge receptoren ADR2A, ADR2C & ADRB1 alsook met de mitochondriale genen ATP5E, NDUFS5 & HSPA2. Een hogere pijn-ernst in de PCF-groep was ook gecorreleerd met expressie van deze adrenerge en mitochondriale genen, alsook P2RY1. Deze inter-correlatie clusters geven aan dat er bij vermoeidheid en pijn bij PCF (en in mindere mate, bij CVS) meerdere mechanismen betrokken zijn die relatief strak geïntegreerd zijn. Zodoende: door het beïnvloeden van individuele componenten, zou het mogelijk kunnen zijn meerdere of alle cluster-componenten te beïnvloeden en zo een bredere impact kunnen hebben op de symptomen van de patient. Pijn en aktiviteit van het sympathisch zenuwstelsel bleken in veel studies direct geassocieerd, en zowel alfa- en beta-adrenerge antagonisten hebben analgetische alsook anti-inflammatoire effekten [ref. zie inleiding]. Omwille van zijn primaire rol bij energie-regulering, heeft mitochondriale dysfunktie een meer voor de hand liggende connectie met vermoeidheid en verminderde aktiviteit dan met pijn [o.a. Saiki et al. 2008; zie eerder]; anderen hebben echter manieren beschreven waarop mitochondriale dysfunktie sensorische zenuw-vezels kan beïnvloeden en leiden tot hyper-aktiviteit in primaire afferente nociceptoren.

Een ander mechanisme met bewijs voor ontregeling bij beide patiënten-groepen was VIPR2: onder-expressie bij de CVS-patiënten met hogere vermoeidheid-graad, en downregulering bij PCF-patiënten. Dit gen speelt rollen bij het reguleren van vasodilatie en hypoxie in het centraal zenuwstelsel en de periferie, welke zowel lichamelijke als mentale vermoeidheid zou kunnen beïnvloeden, en ook nociceptie en immuun-funktie [zie ‘Fosfodiesterase-inhibitoren tegen vermoeidheid?]. Brenu et al. Rapporteerden in 2011 [zie ‘Immunologische abnormaliteiten als potentiele biomerkers bij M.E.(cvs)] een verhoogde expressie van dit gen in een jongere groep CVS-patiënten. Onze bevindingen bij CVS-patiënten tussen 40-71 kunnen verschillen van eerdere observaties maar ze zijn consistent in het identificeren van dit mechanisme als zijnde ontregeld bij CVS en suggereren dat deze ontregeling kan bijdragen tot vermoeidheid bij prostaat-kanker patiënten ook.

[…] Het APP gen beïnvloedt meerdere mechanismen, inclusief cel-adhesie, neuronale ontwikkeling, synaptogenese [ontstaan of aanleg van synapsen] en neurieten-uitgroei [neuronen maken verbindingen in respons op stimuli], transcriptionele regulering en apoptose. In ons labo bleek een lager plasma-oxytocine [hormoon & neurotransmitter] geassocieerd met verminderde vasodilatie bij stressoren, en OXT voegt een derde mechanisme toe aan de lagere VIPR2 & ADRB2 die reeds werden beschreven als vasodilaterende factoren die ge-downreguleerd bleken bij PCF-patiënten. ADRB2-, OXT- & APP-expressie waren niet gerelateerd met vermoeidheid of pijn-ernst in de CVS-groep; wat er weerom op wijst dat niet alle met vermoeidheid gerelateerde mechanismen bij beide aandoeningen voorkomen.

[…]

4.3. Studie-beperkingen

Een beperking bij deze initiële studie is dat ons protocol gelimiteerd was tot leukocyten gen-expressie, niet werd bekeken in de hersenen, spieren of andere weefsels, en omvatte geen bepaling van proteïne-niveaus geassocieerd met de genen die werden onderzocht. Verhoogd of gedaald mRNA duidt er niet noodzakelijk op dat proteïnen/receptoren gecodeerd door dat specifiiek gen veranderd zijn en toekomstige studies zouden moeten bevestigen dat de mRNA- en proteïne-verschillen hetzelfde zijn. […] Wat betreft ons staal: het leeftijd-bereik en medische geschiedenis van onze patiënten limiteren de veralgemeenbaarheid van de bevindingen. […] Onze CVS-patiënten waren allemaal 40 en ouder en de meesten kregen de diagnose vele jaren geleden. Onze bevindingen zouden dus wel es niet toepasbaar kunnen zijn op jongere CVS-patiënten of degene die in de vroege stadia van de aandoening zitten. Zoals bij de meeste studies bij oudere volwassenen, hadden onze PCF- en CVS-groepen andere leeftijd-gerelateerde gezondheid-problemen, inclusief matige hypertensie en klinische depressie, en sommige kregen medicatie om deze problemen te behandelen. OM ons staal te beperken tot die patiënten die dergelijke problemen niet hebben, zou recrutering moeilijk maken en verder zou on staal niet-representatief zijn voor de typische patiënten-populaties die van belang zijn. Omdat de PCF-groep in dezelfde richting verschilde als de CVS-patiënten, met gelijkaardige gezondheid-problemen/medicatie als de gezonde controles die grotendeels vrij van dergelijke mogelijk verstorende factoren waren, besluiten we dat deze factoren onze bevindingen niet substantieel beïnvloeden. Ten laatste: aangezien geen belasting zoals inspanning (die zeer nuttig werd bevonden bij het onthullen van een gewijzigde funktie van een aantal van de bestudeerde mechanismen bij CVS-patiënten) werd gebruikt, zouden onze bevindingen de mechanismen die ontregeld zijn in beide patiënten-groepen kunnen onderschatten.

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.