M.E.(cvs)-wetenschap

april 13, 2019

Inspanning-geïnducerde hyperalgesie & complement-systeem aktivatie bij M.E.(cvs)

Filed under: Immunologie,Inspanning — mewetenschap @ 7:41 am
Tags: , , , , ,

Het complement-systeem is het onderdeel van de aangeboren immuun-respons dat antilichamen en fagocyterende cellen ‘complementeert’ (aanvult) in de strijd tegen pathogenen.

Van sommige auto-antilichamen wordt erkend dat ze pijn veroorzaken door het induceren van een inflammatoire reaktie, getriggerd door binding van complement. Wanneer auto-antilichamen direct binden op nociceptoren – waardoor ofwel zenuw-cel-schade ten gevolge complement-binding of een verandering van de zenuw-funktie wordt veroorzaakt – is de resulterende pijn in de eerste plaats neuropathisch. (Lees: ‘Auto-antilichaam pijn’)

In ‘Complement-aktivatie na inspanning bij CVS’ maakten we ook al melding van het feit dat complement-aktivatie een merker kan zijn voor met CVS geassocieerde post-exertionele malaise en dat inspannings-geïnduceerde complement-aktivatie, in het leidt tot verhoging van C4a splitsingsprodukt (6 h na inspanning); maar twee andere complement-splitsingsprodukten (C3a en C5a) bleken niet verhoogd.

Hier wordt gesuggereerd dat C4a kort na de inspanning wordt onderdrukt en dan met verloop van tijd verhoogt om tenslotte te pieken een aantal uren na inspanning. Dit kan overéénkomen met de ervaring van post-exertionele malaise die (vertraagd) optreedt en kenmerkend is voor M.E.(cvs)-patiënten.

Elastase, een andere indicator voor de aktiviteit van het immuunsysteem (dat door een commercieel lab, dat aktief is in de Lage Landen, als merker werd/wordt gepromoot), blijkt niet geassocieerd met veranderingen van de pijndrempel na inspanning.

De betekenis van het verband tussen C4a-wijzigingen en pijn-veranderingen na inspanning (die hier werden gevonden) dienen verder te worden onderzocht.

————————-

Scand J Pain. (2019) 19: 183-192

Exercise-induce hyperalgesia, complement system and elastase activation in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome – a secondary analysis of experimental comparative studies

Polli A1, Van Oosterwijck J2,3, Meeus M3,4, Lambrecht L5, Nijs J6, Ickmans K6

1 Pain in Motion Research Group, Department of Physiotherapy, Human Physiology and Anatomy, Faculty of Physical Education and Physiotherapy, Vrije Universiteit Brussels, Belgium

2 Department of Rehabilitation Sciences and Physiotherapy, Faculty of Medicine and Health Sciences, Ghent University, Belgium

3 Department of Rehabilitation Sciences and Physiotherapy, Faculty of Medicine and Health Sciences, University of Antwerp, Belgium

4 Department of Rehabilitation Sciences and Physiotherapy, Faculty of Medicine and Health Sciences, Ghent University, Belgium

5 Private Practice for Internal Medicine, Ghent, Belgium

6 Pain in Motion Research Group, Department of Physiotherapy, Human Physiology and Anatomy, Faculty of Physical Education and Physiotherapy, Vrije Universiteit Brussels, Belgium

Samenvatting

Achtergrond & doelstellingen De interaktie tussen het immuunsysteem en pijn werd de voorbije jaren grondig onderzocht. De afgifte van inflammatoire mediatoren door immuun-cellen heeft het vermogen neuronen en gliale cellen te aktiveren, wat op z’n beurt het zenuwstelsel sensitiseert. Zowel immuunsysteem-veranderingen en dysfunktionele pijn-modulering werden aangetoond bij Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) na inspanning. Er zijn echter geen studies die probeerden te onderzoeken of deze twee fenomenen gelinkt zijn en de door inspanning geïnduceerde verergering van symptomen bij mensen met M.E./CVS kunnen verklaren. We stelden als hypothese dat inspanning-geïnduceerde veranderingen in dalende pijn-modulering geassocieerd is met veranderingen qua immuunsysteem funkties. We gebruikten complement-systeem produkt C4a en elastase-aktiviteit als indicatoren voor immuunsysteem-aktiviteit.

Methodes Het studie-ontwerp was een secundaire analyse van gecontroleerde experimentele studies. Er werden 22 patiënten met M.E./CVS en 22 gezonde sedentaire controles opgenomen. In experiment 1, voerden de individuen een aërobe sub-maximale inspanning test uit; in experiment 2 een ‘self-paced’ inspanning test [waarbij het individu zelf het tempo bepaald]. Daartussen zat een rust-periode van één week. Vóór en na elk experiment werden de individuen klinisch beoordeeld, werden de ‘pressure-pain thresholds’ (PPTs) [drukpijn-drempels] gemeten en werd er bloed afgenomen. De werking van het immuunsysteem werd beoordeeld via de meting van complement-systeem C4a-produkten en elastase-aktiviteit.

Resultaten Veranderingen qua elastase-aktiviteit bleken niet geassocieerd met veranderingen qua PPTs. Er werden wel associaties gezien in de M.E./CVS-groep tussen veranderingen in PPTs en C4a-produkten, na beide types inspanning. Na sub-maximale inspanning was de verandering qua C4a-produkten geassocieerd die van de PPT aan de duim bij de patiënten (p = 0.001). Ook na de ‘self-paced’ inspanning was de verandering qua C4a-produkten geassocieerd met de verandering in PPT aan het kuit bij de patiënten (p = 0.047). Er werden geen dergelijke correlaties gevonden bij de gezonde controles. Regressie-analyse toonde aan dat C4a-wijzigingen na sub-maximale inspanning significant de verandering in PPTs voorspelde (p = 0.02).

Besluiten Er werden matige verbanden gevonden tussen inspanning-geïnduceerde veranderingen in PPTs en immuunsysteem-aktiviteit bij M.E./CVS. De verandering in het complement-systeem na sub-maximale inspanning kan mogelijks een deel van de verandering qua drukpijn-drempels van de patiënten verklaren, en bewijs leveren voor een mogelijke link tussen immuunsysteem-veranderingen en dysfunktionele endogene pijn-modulering. Er dient omzichtig met te worden omgegaan aangezien slechts één van de drie metingen van PPTs geassocieerd bleek met C4a-veranderingen. We kunnen de hypothese dat C4a mogelijks een verstorende factor is niet verwerpen, en veranderingen tijdens inspanning zouden gemedieerd kunnen worden via een ander mechanisme.

Implicaties Immuunsysteem-veranderingen na inspanning kunnen bijdragen tot verergering van inspanning-geïnduceerde symptomen bij M.E./CVS-patiënten. De rol van het complement-systeem is echter betwistbaar.

1. Inleiding

Er werd uitgebreid aangetoond dat het immuunsysteem in staat is nociceptieve input [nociceptie = pijn-waarneming] en processen van het centraal zenuwstelsel te moduleren. Immuun-cellen en glia interageren met perifere en centrale neuronen d.m.v. de afgifte van inflammatoire mediatoren, dat wijzigt op z’n beurt nociceptieve verwerking en leidt tot hyperalgesie [verhoogde pijngevoeligheid] bij dieren. Patiënten met chronische pijn kunnen veranderde waarden van immuunsysteem-merkers (zoals pro-inflammatoire cytokinen en andere inflammatoire merkers) vertonen [bv. Rajeevan MS et al. Pathway-focused genetic evaluation of immune and inflammation related genes with Chronic Faatigue Syndrome. Hum Immunol (2015) 76: 553-60]. Inflammatoire merkers kunnen snel afnemen na één enkele aërobe, sub-maximale inspanning [Bote ME et al. Fibromyalgia: anti-inflammatory and stress responses after acute moderate exercise. PLoS One (2013) 8: e74524]. Het is echter onduidelijk of de daling van immuun-merkers een verbetering van de symptomen bij mensen bepaalt. Daarnaast kan dit verschillen van andere aandoeningen, zoals Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Twee systematische overzicht studies toonden dat cytokine-expressie niet verschilt tussen mensen met M.E./CVS en gezonde controles bij ‘baseline’ [Blundell S et al. Chronic Fatigue Syndrome and circulating cytokines: a systematic review. Brain Behav Immun (2015) 50: 186-95 /// Keech A et al. Gene expression in response to exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome: a pilot study. Front Physiol (2016) 7: 421] of na inspanning [Nijs J et al. Altered immune response to exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: a systematic literature review. Exerc Immunol Rev (2014) 20: 94-116]. Er werd echter gerapporteerd over inspanning-geïnduceerde veranderingen van andere immuun-merkers zoals ‘toll-like’ receptor 4 (TLR4) en produkten van het complement-systeem. Een beter begrip aangaande de relatie tussen het immuunsysteem en nociceptieve modulering zou de ontwikkeling toelaten van nieuwe analgetische behandelingen, wat het management van verscheidene chronische pijn aandoeningen zou verbeteren.

Het complement-systeem (CS) maakt deel uit van zowel de aangeboren als de adaptieve immuniteit. Het omvat meerdere proteïnen die met elkaar interageren d.m.v. complexe regulerende mechanismen op het niveau van zowel RNA als proteïnen. Het CS speelt een rol in versterking van de immuun-respons, opruiming van immuun-complexen, en zelfs synaptische maturatie [synaps = plaats waar prikkels van de ene zenuwvezel naar de andere worden overgebracht] en angiogenese [vorming van bloedvaten]; en het werd voorgesteld als cruciale mediator bij pijn-toestanden. Na een letsel worden complement-fragmenten C3a & C5a aangemaakt, en deze zijn in staat om immuun-cellen te recruteren en te aktiveren – wat dan de inflammatoire respons versterkt. Injektie van C3a & C5a in een anderzijds gezond weefsel bij dieren induceerde nociceptieve sensitisatie, hyperalgesie voor warmte en neuro-inflammatie.

Ook andere mechansimen kunnen mogelijks een rol spelen bij het induceren van nociceptieve sensitisatie en inflammatie. Een relevant mechanisme heeft betrekking op de aktiviteit van het enzyme elastase. Dit enzyme splitst proteolytisch een aantal struktureel en funktioneel vitale proteïnen (o.a. protease-geaktiveerde receptor-2; PAR2). PAR2 aktiveert op z’n beurt ‘transient receptor potential’ [ion-] kanalen [TRP-kanalen zijn ion-kanalen die cellen triggeren om te reageren op veranderingen in hun omgeving; deze kunnen worden veroorzaakt door pathogenen, oxidatieve stress, chemische stoffen, toxinen en gewijzigde zuurtegraad.] van nociceptieve vezels, wat leidt tot neurogene inflammatie en hyperalgesie. Een ander pad leidt tot ‘nucleus transcription-factor’ κB (NF-κB) expressie. NF-κB heeft een erkende rol bij het upreguleren van genen die verantwoordelijk zijn voor immuun-responsen en bij plasticiteit van het zenuwstelsel. Tesamen genomen ondersteunen deze bevindingen de rol van elastase bij het initiëren van een ‘downstream’ cascade van gebeurtenissen die uiteindelijk leiden tot neuronale sensitisatie, immuun-aktivatie en hyperalgesie. Elastase bleek inderdaad een rol te vervullen bij de pathofysiologie van chronische inflammatie en Reumatoïde Artritis.

Bij mensen werden CS- & elastase-aktivaties bestudeerd met betrekking tot pijn bij M.E./CVS-patiënten. M.E./CVS is een aandoening die wordt gekenmerkt door veel symptomen, waarvan post-exertionele malaise, vermoeidheid en pijn de meest invaliderende zijn. Daarnaast vertonen M.E./CVS-patiënten een slecht-funktionerend dalend modulerend systeem voor nociceptieve stimuli [Nijs J et al. Pain inhibition and postexertional malaise in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: an experimental study. J Intern Med (2010) 268: 265-78]. Na aërobe inspanning vertonen gezonde mensen normaal gezien een verhoging van de ‘pressure-pain thresholds’ (PPTs) – een fenomeen dat bekend staat als inspanning-geïnduceerde hypo-algesie (EIH). Anderzijds is dezelfde inspanning niet in staat om hypo-algesie te induceren bij patiënten met M.E./CVS, en PPTs kunnen zelfs dalen na inspanning [bv. Nijs J et al. Reduced pressure pain thresholds in response to exercise in Chronic Fatigue Syndrome but not in chronic low back pain: an experimental study. J Rehabil Med (2010) 42:884-90 /// Meeus M et al. Endogenous pain modulation in response to exercise in patients with Rheumatoid Arthritis, patients with Chronic Fatigue Syndrome and comorbid fibromyalgia, and healthy controls: a double-blind randomized controlled trial. Pain Pract (2015) 15:98-106]. Dit verklaart de dysfunktionele EIH bij M.E./CVS-patiënten. Inspanning of fysieke aktiviteit induceert inderdaad een verergering van de symptomen bij M.E./CVS-patiënten die gedurend 24-48 h kan aanhouden.

Bewijsmateriaal verkregen door dieren- en menselijke studies suggereert dat immuunsysteem-aktivatie kan bijdragen tot zowel de pathofysiologie van M.E./CVS en de etiologie van post-exertionele malaise [Lorusso L et al. Immunological aspects of Chronic Fatigue Syndrome. Autoimmun Rev (2009) 8: 287-91 /// Sorensen B et al. Transcriptional control of complement activation in an exercise model of Chronic Fatigue Syndrome. Mol Med. (2009) 15: 34-42 /// Light AR et al. Gene expression alterations at baseline and following moderate exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome and Fibromyalgia Syndrome. J Intern Med (2012) 271: 64-81]. Sorensen et al. [Complement activation in a model of Chronic Fatigue Syndrome. J Allergy Clin Immunol (2003) 112: 397-403] bestudeerden drie sleutel-produkten van het CS, namelijk C3a, C4a & C5a, en vonden dat slechts C4a steeg bij M.E./CVS-patiënten na inspanning. Dit resultaat stemt overéén met twee eerdere studies door onze groep: een verandering qua C4a-waarden en een daling van de PPTs bij M.E./CVS-patiënten na inspanning. Tesamen met C4a-wijzigingen werden ook inspanning-geïnduceerde elastase-veranderingen bij M.E./CVS-patiënten gerapporteerd. Naar ons weten zijn er echter geen studies die onderzochten of deze inspanning-geïnduceerde immuunsystem-verandering kan worden gelinkt aan dysfunktionele EIH bij eender welke chronische pijn aandoening.

Het doel van dit werk was daarom de link tussen dysfunktionele EIH en immuunsysteem-responsen te onderzoeken. Om onze research-vraag te beantwoorden, voerden we een secundaire analyse van originele gegevens van ons eerder werk uit. C4a-produkten en elastase-aktiviteit werden gebruikt als metingen van de immuun-funktie. PPTs zijn een betrouwbaar en alom gebruikt instrument voor het bepalen van lokale of wijdverspreide hyperalgesie. We hypothiseerden dat veranderingen qua C4a-produkten en elastase-aktiviteit na inspanning geassocieerd zijn met hyperalgesie bij M.E./CVS-patiënten.

2. Methodes

2.1. Individuen

Diagnose M.E./CVS […] criteria beschreven door het ‘Centre for Disease Control and Prevention Criteria’. […] Gezien het feit dat pijn een belangrijke rol vervult bij M.E./CVS, en dat het hyperalgesie betrokken was bij het doel van de studie, werden patiënten enkele opgenomen als ze ook chronische wijdverspreide pijn (zoals gedefinieerd door het ‘American College of Rheumatology criteria’ voor fibromyalgie) vertoonden.

De controle-groep […] om mogelijke genetische invloeden te minimaliseren […], geen nauwe verwanten van de patiënten. Inclusie-criteria; gezond zijn en geen pijn rapporteren. […] Sedentaire levensstijl. […]

Individuen tussen 18 & 65 jaar. Enkel vrouwen, aangezien werd aangetoond dat geslacht van belang is bij M.E./CVS. Pijn-sensitiviteit verschilt tussen mannen en vrouwen, en voornamelijk vrouwen lijden aan M.E./CVS.

2.2. Procedure

[…]

Eerste bezoek: opname persoonlijke en demografische kenmerken, meting van grootte en gewicht. De individuen werd gevraagd vanaf dan geen pijnstillende medicatie meer te nemen.

Tweede bezoek: 1 week later. Uitgebreid klinisch onderzoek […], bloed-afname. […] Analyse van immuun-variabelen in een [commercieel] lab. […] Sub-maximale stress test (cyclo-ergometer). PPTs werden bepaald onmiddellijk en 1 uur na inspanning. […]

Derde bezoek: een week na het tweede bezoek. Zelfde procedure maar i.p.v. een sub-maximale inspanning test voerden de individuen een ‘self-paced’ en fysiologisch beperkte inspanning-test uit.

[…]

2.3. Uitkomst-metingen

2.3.1. ‘Pain pressure thresholds’

Metingen met een analoge druk algometer [instrument voor het bepalen van de gevoeligheid voor pijn veroorzaakt door druk] […] op drie verschillende plaatsen: (1) in huid tussen duim en wijsvinger, (2) 5 cm naast de derde lendenwervel [rug], (3) op het proximaal derde van de kuit-spier. De volgorde was willekeurig (lot-trekking); drie opéénvolgende metingen met telkens ≥ 10 s tussen per plaats. […]

2.3.2. Bepaling van C4a-produkten

[…] ELISA-kit op basis van een specifiek C4a/C4a-desArg antilichaam voor analyse van menselijk plasma. Detekteerbare concentratie van of 0,006 ng/ml, beperkte kruis-reaktiviteit en adequate intra- & inter-test precisie. […]

2.3.3. Bepaling van elastase-aktiviteit

[…]. Betrouwbaarheid en validiteit van de test niet beschikbaar in de literatuur: we controleerden de resultaten door willekeurig 15 stalen te her-analyseren d.m.v. een ELISA-kit. Beide bepalingen gaven bijna identieke resultaten.

2.4. Inspanning-testen

2.4.1. Sub-maximale inspanning test

[…]. Tot 75% van de leeftijd-voorspelde hartslag. Als die niet werd behaald, werd de arbeid bereikt tijdens de laatste minuut inspanning als finaal vermogen genoteerd.

2.4.2. ‘Self-paced’ & fysiologisch beperkte inspanning-test

Gebaseerd op ‘pacing’-principes werden drie beveiligingen aangewend om mogelijke over-inspanning bij M.E./CVS te voorkomen. De eerste beveiliging hield de hartslag binnen de perken (niet boven 80% van de hartslag corresponderend met de anaërobe drempel tijdens de sub-maximale inspanning test). […] De tweede beveiliging beperkte de maximum arbeid (80% van de anaërobe drempel tijdens de sub-maximale test). De derde beveiliging beperkte de duur van de inspanning. Om bij de inspanning op een geschikte manier het tempo te kunnen bepalen, werd de individuen gevraagd hun huidige mogelijkheden in te schatten vooraleer de aktiviteit te beginnen, met in het achterhoofd de fluctuerende aard van de symptomen. Er werd de individuen dus gevraagd in te schatten hoe lang ze dachten dat ze in staat zouden zijn te fietsen zonder hun symptomen te verergeren. Om het risico op overschatting verder te reduceren, werd de test-duur beperkt tot 75% van de ingeschatte tijd als de individuen meldden dat ze een “goede dag” hadden en tot 50% in het geval van een “slechte dag”. […]

2.5 Statistische analyse

[…]

3. Resultaten

Er namen 22 vrouwen met M.E./CVS en 22 gezonde sedentaire vrouwen deel aan de studie. De gemiddelde leeftijd (± SD) van de M.E./CVS-groep was 34,3 ± 8,8 jaar en van de gezonde controles 38,9 ± 15 jaar. De gemiddelde BMI van de M.E./CVS-groep was 24,1 ± 4,7 kg*m2 en in de gezonde controle-groep 24,5 ± 4,8 kg*m2. […]

De resultaten van de vergelijking tussen de groepen en/of tussen inspanning-testen betreffende accelerometrie [methode om beweging te meten door het analyseren van gegevens van een sensor die een versnelling waarneemt; registratie van de aktiviteit], inspanning-respons, inspanning-capaciteit, PPTs, elastase-aktiviteit en complement-C4a waarden werden elders gerapporteerd. Hier rapporteren we over vergelijkingen binnen en tussen groepen betrffende PPTs, elastase-aktiviteit en complement-C4a waarden tijdens een sub-maximale inspanning test of een ‘self-paced’/fysiologisch-beperkte inspanning.

De huidige analyse toonde dat PPTs gemeten vóór en na de inspanning-testen niet significant correleerden met elastase-aktiviteit of C4a-produkten in beide groepen (M.E./CVS-patiënten of gezonde controles). Daarnaast waren veranderingen qua elastase-aktiviteit niet geassocieerd met veranderde PPTs bij geen van beide inspanningen. Bij het analyseren van mogelijke associaties tussen veranderingen qua PPTs en complement-produkten werden echter significante correlaties gezien na beide soort inspanningen. Na de sub-maximale inspanning test, correleerde de vermindering qua PPTs aan de duim een sterke correlatie met de verandering in C4a (p = 0.001). Daarnaast was na de getemporiseerde inspanning de vermindering qua PPTs aan de kuit gecorreleerd met de verandering in C4a (p = 0.047).De resterende correlaties waren niet-significant. Regressie-analyse toonde dat de verandering in C4a na experiment 1 de verandering in PPTs aan de duim significant verspelde (p = 0.02). Regressie-analyse die het verband tussen veranderingen in C4a en PPTs aan het kuit analyseert, was niet significant.

Anderzijds vonden we geen correlaties bij gezonde controles.

4. Bespreking

We onderzochten of immuunsysteem veranderingen na inspanning geassocieerd kunnen zijn met een courant kenmerk van M.E./CVS-patiënten: de dysfunktie qua endogene pijn-inhibitie. Naar ons weten is dit de eerste poging om deze associatie te verkennen bij M.E./CVS of enige andere chronische pijn aandoeningen.

Onze groep toonde eerder dat bij gezonde niet-aktieve mensen ‘pain pressure thresholds’ stijgen in respons op inspanning. In tegenstelling daarmee vertonen de PPTs bij mensen met M.E./CVS een daling na inspanning. Deze responsen werden gezien na een sub-maximale inspanning, alsook een ‘self-paced’ en fysiologisch-beperkte inspanning. Bovendien werd getoond dat de daling qua PPTs geassocieerd is met post-exertionele malaise en symptoom-verergering bij M.E./CVS. Daarnaast waren post-exertionele toename van de pijn en vermoeidheid gerelateerd met twee immuun-factoren, namelijk C4a-produkten en elastase, respectievelijk. Er werd echter nog niet eerder nagegaan of immuunsysteem-veranderingen en dalende pijn-inhiberende aktiviteit in respons op inspanning gerelateerd zijn.

Hoewel er geen associatie tussen elastase-aktivatie en pijn werd gevonden, vertoonden zowel M.E./CVS-patiënten als gezonde individuen een gelijkaardige daling van C4a-produkten in respons op inspanning. Er werd echter geen verband gevonden tussen de verandering qua complement-produkten en de wijzigingen qua pijn-drempels bij gezonde controles. In tegenstelling daarmee waren inspanning-geïnduceerde C4a-veranderingen die worden gezien bij patiënten geassocieerd met gewijzigde ‘pressure pain thresholds’. Interessant: complement-aktivitet was niet geassocieerd met pijn-drempels in rust, of na de inspanningen, maar het is eerder de grootte-orde van de inspanning-geïnduceerde veranderingen die een verband vertoonden. Dit is belangrijk, aangezien verslechtering van de post-exertionele symptomen een bijzonder kenmerk is van mensen met M.E./CVS. Vermoeidheid en pijn verslechteren niet na sub-maximale inspanning bij andere aandoeningen waar vermoeidheid optreedt (zoals depressie en Multipele Sclerose).

Het CS heeft een belangrijke rol in aangeboren immuun-responsen alsook bij humorale immuniteit, en z’n aktivatie bevordert uiteindelijk inflammatoire en neuro-inflammatoire responsen. CS-aktivatie bleek verbonden met hyperalgesie bij zowel inflammatoire als neuropathische dierlijke pijn-modellen. Deze studies toonden dat de verhoogde hoeveelheden complement-proteïnen C3a & C5a hyperalgesie kunnen induceren via perifere alsook centrale [in het brein] (door microglia gemedieerde) mechanismen. Enkel C4a, en niet C3a of C5a, veranderden echter na inspanning bij M.E./CVS-patiënten [zie hierboven].

Voor zo ver wij weten werd C4a nog niet eerder gerelateerd aan pijn. Een aantal auto-immune ziekten, zoals Systemische Lupus Erythematosus, Reumatoïde Artritis of auto-immune hepatitis, bleken echter geassocieerd met C4a-suppressie of C4 gen-depletie. C4a-deficiënties waren verbonden met verhoogde waarden immuun-complexen [S.L.E.]. Deze bevindingen bekrachtigen de hypothese dat een onderdrukking van het CS geassocieerd kan zijn met over-reaktie van auto-immune pathogenen, wat op z’n beurt in staat is de symptomen van M.E./CVS-patiënten na inspanning of lichamelijke aktiviteit kan verklaren [bv. Brenu EW et al. Role of adaptive and innate immune cells in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Int Immunol (2014) 26: 233-42 /// Scheibenbogen C et al. Antibodies to β-adrenergic and muscarinic cholinergic receptors in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav Immun (2015) 52: 32-9]. Deze hypothese komt overéén met ons huidig begrip van de grote complexiteit van het immuunsysteem: een sterk samenspel vertonend binnen het immuunsysteem zelf, maar ook met andere systemen (namelijk het endocriene en zenuwstelsel). Complexe, onderlinge en verre van begrepen interakties tonen dat de immuun-respons niet simpel is maar dikwijls een combinatie van versterkte en onderdrukte responsen omvat.

Interessant: de meerderheid van immuun-factoren beschreven in de wetenschappelijke literatuur stijgt onmiddellijk na inspanning bij M.E./CVS. In twee gelijkaardige studies bleek C4a te stijgen na sub-maximale inspanning [zie hierboven], maar dit was 6 h na inspanning, en er werden geen feitelijke veranderingen gevonden onmiddellijk na inspanning. Hier vonden wij een snelle suppressie van C4a-produkten, suggererend dat C4a initieel wordt onderdrukt, en dan stijgt met verloop van tijd om dan tenslotte te pieken een aantal uren na inspanning. [!!!] De wijziging qua C4a kan de 24% verandering van de pijn-drempels verklaren.

Opmerkelijk: we vonden interessante resultaten hoewel we indirecte metingen gebruikten om een systemische immuun-respons en pijn-modulerende mechanismen te beoordelen. Daarnaast construeerden we inspanningen naar de mogelijkheden van de patient, in een veilige en gecontroleerde omgeving, en beide testen werden stopgezet zodra de patiënten de ‘target’-hartslag bereikten, of wanneer ze er voor kozen te stoppen. Beide types inspanning-testen – bijzonderlijk de ‘self-paced’ test – werden gekozen om een beperkte stress of helemaal geen stress te induceren en ernstige symptoom-verergeringen te vermijden. Desondanks vonden we associaties tussen C4a-wijzigingen en pijn-veranderingen na inspanning zelfs na een weinig vereisende, ‘self-paced’ inspanning. Een vlugge onderdrukking van C4a kan onderdeel zijn van de immuun-respons geassocieerd met inspanning-geïnduceerde hyperalgesie bij M.E./CVS-patiënten.

Onze resultaten dienen echter omzichtig te worden geïnterpreteerd. Ten eerste: de groepen waren klein, en verbanden tussen veranderingen qua complement-systeem aktivatie waren geassocieerd met veranderingen qua pijn-drempels bij slechts één van de drie lichaamsgebieden voor beide inspanningen. Om die redenen kan niet volledig worden uitgesloten dat onze bevindingen toevallig zijn. Op een andere manier zou C4a een verstorende factor kunnen zijn en z’n verandering na één enkele inspanning-ronde zou gemedieerd kunnen zijn door andere mechanismen. Andere immuun-factoren, inflammatoire merkers of oxidatieve stress zouden meer belangrijke bijdragende factoren kunnen zijn tot de dysfunktionele endogene pijn-inhibitie die M.E./CVS-patiënten vertonen tijdens inspanning en zijn het verkennen waard. De anti-oxidante respons na inspanning is vertraagd en verminderd. Wijzigingen qua gen-expressie na inspanning kunnen ook verantwoordelijk zijn voor M.E./CVS-symptomen. In het bijzonder: interleukine-10 & ‘Toll-like’ receptor 4 gen-expressie stijgen bij M.E./CVS-patiënten maar niet bij gezonde mensen [Light AR et al. Moderate exercise increases expression for sensory, adrenergic and immune genes in Chronic fatigue Syndrome patients but not in normal subjects. J Pain (2009) 10: 1099-112].

5. Besluit

Niet alle veranderingen qua PPTs in respons op inspanning waren gerelateerd met wijzigingen qua immuun-factoren. Er werden echter sterke en matige associaties gevonden tussen de inspanning-geïnduceerde veranderingen qua PPTs gemeten aan de hand en het been, en complement-proteïne C4a bij M.E./CVS, maar niet bij de gezonde inaktieve mensen. We bevestigen dat complement-proteïne C4a daalde bij zowel M.E./CVS-patiënten als gezonde mensen, maar dat deze daling enkel en alleen in de M.E./CVS-groep geassocieerd was met de wijzigingen qua PPTs. Ondanks enkele beperkingen, ondersteunen onze bevindingen de hypothese dat immuunsysteem-responsen een rol kunnen spelen bij, ten minste gedeeltelijk, het ontrafelen van die mechanismen die betrokken zijn bij de dysfunktionele endogene modulatie die wordt gezien bij M.E./CVS. Verder onderzoek is aangewezen en zou CS-produkten moeten omvatten maar ook andere immune of inflammatoire mediatoren. Ten slotte beklemtonen we het belang van het beoordelen van inspanning-geïnduceerde veranderingen, en niet enkel de absolute waarden, bij het omgaan met M.E./CVS-patiënten.

Advertenties

maart 30, 2019

Mitochondriale complex aktiviteit in gepermeabiliseerde cellen bij CVS

Filed under: Celbiologie — mewetenschap @ 9:09 am
Tags: , , , ,

Onderstaand artikel is een vervolg op ‘Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome’ uit 2017 (zie ‘Cellulaire bio-energetica verstoord bij patiënten met M.E.(cvs)’), waar werd aangetoond dat er statistisch significante verschillen zijn in het bio-energetisch profiel van perifeer bloed mononucleaire cellen van M.E.(cvs)-patiënten t.o.v. controles. Wanneer deze cellen fysiologische stress ondervinden, blijken ze minder capabel om hun respiratie (mitochondriale ademhaling) te verhogen om de stijgende stress te compenseren en niet in staat te voldoen aan de cellulaire energie-behoeften.

In het huiding artikel (studie gefinancierd door van de ‘Medical Research Council’, ‘Action for ME’, ‘ME research UK’ & de ‘ME Association’) probeerden de onderzoekers na te gaan waaraan de mitochondriale dysfunktie zou kunnen gelegen zijn, door te kijken hoe ’t is gesteld met de aktiviteit van individuele complexen van de mitochondriale respiratoire keten in dezelfde soort cellen (waar de mitochondrieën direct bereikbaar zijn gemaakt) en in ‘voorlopers van spiercellen’.

Ter herinnering: Oxidatieve fosforylatie (OXPHOS) zorgt voor ATP, bron van cellulaire energie. Het Ox-Fos systeem omvat meer dan 100 proteïnen, geordend in 5 enzym-complexen (I t/m V) gelokaliseerd in het mitochondriaal binnenste membraan: Complex I: NADH/ubiquinon oxidoreductase – krijgt elektronen van NADH en geeft deze door aan co-enzyme Q10 (ubiquinon); elektronen worden verder doorgegeven aan Complex II: succinaat-degydregenase, Complex III: ubiquinol/ferrocytochroom-c oxidoreductase en Complex IV: cytochroom-c oxidase – ze reageren met zuurstof en vormen water; en Complex V: proton-transporterend ATPase gebruikt de protonen om ATP te vormen.

Het lijkt er op dat de mitochondriale dysfunktie bij M.E.(cvs) (waar de al eerder over rapporteerden – zie bv. M.E.(cvs) als Mitochondriale Ziekte en elders) te wijten is aan verstoorde cellulaire mechanismen ‘upstream’ (stroomopwaarts) van de werking van de mitochondrieën, m.a.w. niet de mitochondrieën zelf maar systemen die ze sturen zouden zijn aangetast…

—————

PeerJ Vol 7, paper e6500 (March 2019)

Mitochondrial complex activity in permeabilised cells of Chronic Fatigue Syndrome patients using two cell types

Cara Tomas (1), Audrey E. Brown (1), Julia L. Newton (1,2), Joanna L. Elson (3,4)

1 Institute of Cellular Medicine, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, United Kingdom

2 NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne Hospitals, Newcastle upon Tyne, United Kingdom

3 Institute of Genetic Medicine, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, United Kingdom

4 Centre for Human Metabonomics, North-West University, Potchefstroom, South Africa

Samenvatting

Er werden eerder abnormaliteiten qua mitochondriale funktie bij patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) aangetoond, wat impliceert dat mitochondriale dysfunktie kan bijdragen tot de pathogenese van de ziekte. Deze studie bouwt verder op eerder werk dat aantoonde dat mitochondriale ademhaling parameters verstoord zijn in cellen van CVS-patiënten en dit via het onderzoeken van de aktiviteit van individuele complexen van de mitochondriale respiratoire keten. Er werden twee verschillende cel-types gebruikt in deze studies, om de aktiviteit te bepalen van individuele complexen lokaal – in skeletspier (myotubes [zich ontwikkelende skeletspier-vezels]) (n = 6) – en systemisch – perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) – bij controles (n = 6) en CVS (n = 13). De aktiviteiten van complex-I, -II & -IV, en respiratoire aktiviteit ondersteund door vetzuur-oxidatie en glutaminolyse [reeks biochemische reakties waarbij het aminozuur glutamine wordt omgezet naar o.a. pyruvaat/lactaat] werden gemeten gebruikmakend van extracellulaire flux analyse. De cellen werden doorlaatbaar gemaakt, en er werden voor de bepalingen combinaties van substraten en inhibitoren toegvoegd om toe te laten de toestand van de mitochondriale respiratie na te gaan en de aktiviteit van specifieke aspecten van de respiratoire aktiviteit te meten. De resultaten toonden geen significante verschillen qua individuele mitochondriale complexen aktiviteit of respiratoire aktiviteit ondersteund door vetzuur-oxidatie of glutaminolyse tussen groepen gezonde controles en CVS-patiënten, noch voor skeletspier (p ≥ 0.190) of PBMCs (p ≥ 0.065). Dit is de eerste studie die extracellulaire flux analyse [flux = doorstroming van het ene naar het andere mitochondriale enzyme-complex] aanwendt om de aktiviteit van individuele mitochondriale complexen te onderzoeken in gepermeabiliseerde cellen in de context van CVS. De afwezigheid van verschillen qua complex-aktiviteit in CVS PBMCs suggereert dat de eerder geobserveerde mitochondriale dysfunktie in totale PBMCs te wijten is aan oorzaken ‘upstream’ van de mitochondriale admhaling-keten.

INLEIDING

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS), ook gekend als Myalgische Encefalomyelitis (M.E.), is een uitputtende ziekte die 0,2-0,4% van de bevolking in het V.K. aantast. CVS heeft een significante impact op de levenskwaliteit van patiënten met symptomen zoals ernstige vermoeidheid en post-exertionele malaise. De mechanismen achter de etiopathogenese van CVS moeten nog opgehelderd worden. Het gebrek aan kennis omtrent de mechanismen achter de ziekte draagt bij tot de moeilijkheden bij het vormen van een consensus aangaande diagnostische criteria en de ontwikkeling van doeltreffende behandelingen.

Er werden eerder verscheidene aspecten van mitochondriale dysfunktie gepostuleerd als bijdragende factor tot CVS [referenties beschikbaar]. Vermoeidheid bleek courant bij patiënten met primaire mitochondriale ziekte maar er dient echter te worden opgemerkt dat patiënten met CVS geen primaire mitochondriale mutaties dragen [Schoeman EM et al. Clinically proven mtDNA mutations are not common in those with Chronic Fatigue Syndrome. BMC Medical Genetics (2017) 18: 29]. Andere onderzoekers toonden dat bepaalde wijzigingen in het mitochondriaal genoom de kans vergroten op specifieke symptomen bij CVS-patiënten (gastro-intestinale, neurologische en inflammatoire) [Billing-Ross P, Hanson MR et al. Mitochondrial DNA Variants Correlate with Symptoms in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome’’. Journal of Translational Medicine (2016) 14: 19]; deze genomische veranderingen maken de patiënten echter niet vatbaarder voor het ontwikkelen van de ziekte. Eerdere studies hebben aangetoond dat de energie-produktie, inclusief mitochondriale aktiviteit, van totale PBMCs van CVS-patiënten significant verstoord is in vergelijking met een groep gezonde controles [Fluge OM et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Journal of Clinical Investigation (2016) 1: e89376 /// Tomas C et al. 2017; zie onze inleiding]. Eén studie, gebruikmakend van extracellulaire flux analyse van complete cellen, toonde dat CVS PBMCs significant verstoorde mitochondriale funktie hebben onder zowel basale omstandigheden als bij maximale stimulatie, bij een aantal experimentele condities [Tomas C et al. 2017; zie onze inleiding]. Dit suggereerde dat CVS-patiënten niet in staat waren om mitochondriale energie-produktie in dezelfde mate aan te wenden als gezonde controles en impliceerde dat mitochondriale dysfunktie kan bijdragen tot de pathogenese van de ziekte. De studie die hier wordt gepresenteerd, werd uitgevoerd om verder te onderzoeken of de mitochondriale dysfunktie die werd gezien in CVS PBMCs te wijten was aan a-typische aktiviteit van individuele mitochondriale complexen, door gebruik te maken van dezelfde techniek als de eerdere studie (extracellulaire flux analyse) maar met gepermeabilseerde cellen i.p.v. complete cellen. Het gebruik van doorlaatbaar gemaakte cellen laat toe om mitochondrieën direct toegankelijk te maken voor substraten zonder cellulaire interferentie in termen van substraat-transport of intracellulaire interakties. De permeabilisatie van cellen laat ook toe om de enzymatische aktiviteit van individuele respiratoire keten complexen te meten wat niet makkelijk is complete cellen. Deze studie onderzoekt de aktiviteit van individuele complexen en componenten van de mitochondriale respiratoire keten in myotubes en PBMCs – myotubes werden gebruikt om de mitochondriale aktiviteit lokaal in skeletspier te onderzoeken, terwijl PBMCs werden gebruikt om de aktiviteit van mitochondriale complexen systemisch te bekijken. Dit werd bewerkstelligd door het permeabiliseren van cellen om er zeker van te zijn dat de mitochondrieën intact blijven en het aanwenden van extracellulaire flux analyse om de zuurstof-consumptie van cellen te registreren na opéénvolgende behandeling met mitochondriale aktivitet veranderende molekulen. Respiratoire parameters werden berekend en vergeleken tussen spiercellen en PBMCs van controles en CVS-patiënten.

Voor deze studie werd saponine aangewend om het cel-membraan doorlaatbaar te maken. Saponine is een cel-permeabilsator die werkt door het vormen van complexen met cholesterol, wat leidt tot een vermindering van de integriteit van het cel-membraan, terwijl de mitochondriale membranen intact blijven. Wanneer mitochondrieën uit cellen geïsoleerd worden, wordt de architectuur en de morfologie van de mitochondrieën gewijzigd, maar permeabilisatie van het cel-membraan laat toe om de architectuur en morfologie van de mitochondrieën normaal te houden, een voordeel van het gebruik van geïsoleerde mitochondrieën, aangezien de mitochondriale funktie eerder een sterk verband met struktuur bleek te vertonen. Permeabilisatie van het cel-membraan laat toe het effekt van substraten op mitochondriale aktiviteit uitgebreid na te gaan doordat endogene substraten toegang krijgen tot mitochondrieën. De toediening van verschillende substraten en inhibitoren wijzigt de mitochondriale ademhaling en laat toe de aktiviteit van individuele componenten van mitochondriale respiratie te meten. In 1955 werd al beschreven dat de mitochondriale ademhaling aktiviteit kan worden gemeten in termen van meerdere respiratoire ‘toestanden’. Toestand-3 respiratie, toestand-4 respiratie en respiratoire controle ratio (RCR) worden dikwijls gebruikt als merkers voor mitochondriale respiratoire aktiviteit. Toestand-3 respiratie is wanneer mitochondrieën een hoge concentratie ADP extern hebben, en een hoge zuurstof-consumptie en ATP-synthese waardoor een toestand ontstaat waarbij door ADP gestimuleerde ademhaling kan worden gemeten. Toestand-4 respiratie, anderzijds, is wanneer mitochondrieën een zeer lage externe ADP-concentratie hebben, en weinig of geen ATP-synthese omwille van de complete fosforylatie van ADP naar ATP. De respiratoire controle ratio (RCR) is een maatstaf voor het koppelen van ATP-synthese en elektron-flux, en toont de capaciteit van mitochondrieën om ATP te synthetiseren via de oxidatie van respiratoire substraten.

Dit werk had tot doel te bepalen of de enzymatische aktiviteit van verschillende complexen van de mitochondriale respiratoire keten verschillen tussen CVS-patiënten en gezonde controles, en dit lokaal (skeletspier) of systemisch (PBMC)s.

MATERIALEN & METHODES

Deelnemers aan de studie

Primaire myoblasten werden verkregen via spier-bioptie […]. Alle CVS-patiënten voldeden aan de Fukuda diagnostische criteria […].

[…]

Reagentia

[…]

Cel-culturen & voorbereiding

Myotubes

[…]

PBMCs

[…]

Extracellulaire flux analyse

XFe96 analyser (Agilent Technologies) […]. Zuurstof-consumptie (OCR) werd op 12 tijdstippen gemeten. Drie basale metingen vóór de eerste toevoeging met een mix van de substraten van belang, ADP, FCCP [carbonyl-cyanide-4-(trifluoromethoxy)fenylhydrazon; ontwricht de ATP-synthese door het wegleiden van protonen zodat deze geen energie kunnen leveren via OX-FOS] & saponine. Nog drie volgende metingen en dan de tweede toevoeging, met oligomycine [ATP-synthase inhibitor; zorgt ervoor dat het enzyme ATP-synthase geen ATP meer kan aanmaken]. Daarna nog drie metingen van de OCR en dan de laatste toevoeging met ofwel rotenon [blokkeert het enzyme NADH-dehydrogenase en zodoende de respiratoire keten] of kalium-azide [inhibeert cytochroom-c oxidase (complex-IV)], en de laatste finale drie OCR-metingen. De concentratie van saponine werd geoptimaliseerd voor myotubes en PBMCs, en de schade aan de mitochondrieën veroorzaakt door saponine werd bepaald gebruikmakend van cytochroom-c. De optimale concentratie van saponine voor myotubes werd bepaald op 25 mg/ml, voor PBMCs 2,5 mg/ml. […]

Voorbereiding van de molekulen

[pyruvaat/malaat => complex-I gemedieerde respiratie /// succinaat => complex-II gemedieerde respiratie /// tetramethylfenylendiamine(TMPD)/ascorbaat => complex-IV aktiviteit /// palmitoyl-l-carnitine => respiratoire aktiviteit ondersteund door vetzuur-oxidatie /// glutamine/malaat => respiratoire aktiviteit ondersteund door glutaminolyse /// ADP => toestand-3 respiratoire aktiviteit /// FCCP => maximale respiratoire aktiviteit /// oligomycine => toestand-4 respiratoire aktiviteit / rotenon => metabole inhibitor / kalium-azide => metabole inhibitor]

Berekening van de parameters

[…]

Toestand-3 respiratie = (gemiddelde van de metingen 4-6) – (gemiddelde van de metingen 10-12)

Toestand-4 respiratie = (gemiddelde van de metingen 7-9) – (gemiddelde van de metingen 10-12)

RCR = Toestand-3 respiratie/ Toestand-4 respiratie.

Data-analyse

[…]

RESULTATEN

Respiratoire keten complex aktiviteit in myobutes

[…] Complex-II respiratie (succinaat) en complex-IV aktiviteit (TMPD [tetramethylfenylendiamine; staat elektronen af aan cytochroom-c] & ascorbaat) bleken niet significant verschillend tussen de controle- (n = 6) en CVS- (n = 6) groep voor toestand-3 respiratie, toestand-4 respiratie of RCR […] (p ≥ 0.190).

Er werd geprobeerd complex-I gemedieerde respiratie (gebruikmakend van pyruvaat en malaat), respiratoire aktiviteit ondersteund door vetzuur-oxidatie (toevoeging van palmitoyl-l-carnitine) en respiratoire aktiviteit ondersteund door glutaminolyse (toevoeging van glutamine en malaat) te meten. De resultaten voor alle drie de experimenten gaven consistent negatieve waarden voor OCR bij zowel CVS- (n = 6) als controle- (n = 6) myotubes en daarom was het onmogelijk toestand-3, toestand-4 en RCR voor deze experimenten te berekenen.

Respiratoire keten complex aktiviteit in PBMCs

Er werden PBMCs van gezonde controles en CVS-patiënten gebruikt om verschillende aspecten van mitochondriale respiratoire keten aktiviteit te onderzoeken. De resultaten toonden dat er geen verschil voor toestand-3 respiratie, toestand-4 respiratie of RCR was tussen PBMCs van CVS-patiënten (n = 13) en gezonde controles (n = 6; succinaat controles n = 4) voor geen enkele van de substraat/inhibitor-combinaties (p ≥ 0.065).

BESPREKING

De aktiviteit van verschillende aspecten van de mitochondriale respiratoire keten funktie werden onderzocht via het toedienen van verscheidene substraten en inhibitoren. Het effekt van de verschillende substraten op toestand-3 respiratie, toestand-4 respiratie en respiratoire controle ratio (RCR) werd gemeten.

Er werden vijf verschillende combinaties van substraten onderzocht omtrent hun effekten op myotubes en PBMCs – glutamine & malaat; palmitoyl-l-carnitine; pyruvaat en malaat; succinaat; TMPD & ascorbaat. Deze werden toegediend om respiratie ondersteund door glutaminolyse, respiratie ondersteund door vetzuur-oxidatie, complex-I aktiviteit, complex-II aktiviteit, en complex-IV aktiviteit (respectievelijk) te onderzoeken. Ondanks het ontbreken van een verschil qua OXPHOS tussen de controle- en CVS-groepen aangetoond in complete myotubes [Rutherford G. Investigating the biochemical basis of muscle cell dysfunction in Chronic Fatigue Syndrome. PhD thesis, Newcastle University, Newcastle upon Tyne (2016)], hadden deze experimenten tot doel te onderzoeken of meer subtiele en specifieke verschillen optraden in individuele complexen. Er werden PBMCs gebruikt om te bekijken of de specifieke lokatie van eerder gerapporteerde abnormaliteiten geïdentificeerd in totale cellen kon worden vastgepind op specifieke complexen of mechanismen [Tomas C et al. 2017; zie onze inleiding].

In myotubes gaven slechts twee van de substraten-combinaties nuttige resultaten. De toevoeging van pyruvaat & malaat, palmitoyl-l-carnitine, en glutamine & malaat leverde negatieve waarden op voor OCR bij zowel CVS- (n = 6) als controle-myotubes (n = 6). De toevoeging van de molekulen leek een effekt te hebben op de OCR, maar niet het geanticipateerd effekt. Het resulteerde slechts in meer negatieve OCR-metingen bij elke toediening en gaf niet de verwachte toename na de eerste toediening. Deze experimenten werden een aantal keer herhaald met elke keer gelijkaardige vaststellingen. Dit suggereert dat deze techniek voor het meten van mitochondriale complex aktiviteit in gepermeabiliseerde cellen misschien wel niet geschikt is voor het gebruik in myotubes. Er waren wel succesvolle metingen van het effekt van succinaat, en TMPD & ascorbaat voor controle- en CVS-myotubes. Er werd geen verschil gezien qua toestand-3 respiratie, toestand-4 respiratie of RCR tussen de controle- en CVS-groepen. Dit geeft aan dat er geen abnormaliteiten zijn qua respiratoire aktiviteit gelinkt aan glutaminolyse of complex-IV aktiviteit in CVS-myotubes. Dit stemt overéén met eerdere research waarbij, gebruikmakend van 3 carboxyl-14C gelabelde substraten, werden gevonden dat er geen verschil is tussen CVS en controle skeletspier-cel complex-I, complex-II+III, complex-III of complex-IV aktiviteit [Smits B et al. Mitochondrial enzymes discriminate between mitochondrial disorders and Chronic Fatigue Syndrome. Mitochondrion (2011) 11: 735-738]. Echter: gezien de inconsistentie tussen substraten-metingen bij deze studie, waarbij enkele substraten succesvolle metingen gaven en andere niet, en de grote fouten-marges aangegeven voor elk van de substraten (inclusief deze waarvoor we toestand-3 & -4 respiratie succesvol konden afleiden), dient het gebruik van deze techniek in vraag te worden gesteld wat betreft accuraat meten van de aktiviteit van specifieke aspecten van de mitochondriale ademhaling in gepermeabiliseerde myotubes. Andere technieken zoals fosforescentie zuurstof-sensitieve probes en spectrofotometrische enzyme-testen zouden moeten worden aangewend om dezelfde stalen in toekomstige experimenten te analyseren, om te bepalen of ze meer accurate resultaten kunnen geven dan deze die hier met de XFe96 werden bekomen en de consistentie ertussen te bekijken. Er zijn slechts zeer weinig eerder gepubliceerde studies die gebruikmaakten van extracellulaire flux analyse om de mitochondriale aktiviteit in gepermeabiliseerde myotubes te detekteren. Eén studie gebruikte extracellulaire flux analyse en hoge-resolutie respirometrie [HRR of oxygrafie; gestandardiseerde metingen van de mitochondriale respiratoire funktie] om de verschillen tussen de technieken te bepalen [bij obese mensen]. De studie toonde dat de metingen van de Seahorse XFe24 hogere waarden qua variabiliteit hadden voor elk gegevens-punt, wat de hier gerapporteerde gegevens ondersteunt en aantoont dat extracellulaire flux analyse misschien niet de meest geschikte techniek is voor het detekteren van veranderingen in de aktiviteit van mitochondriale complexen in gepermeabiliseerde myotubes.

In PBMCs waren er succesvolle metingen voor alle vijf de substraten-combinaties. We vergeleken toestand-3 respiratie, toestand-4 respiratie en RCR van controle- (n = 6, succinaat-controles n = 4) & CVS- (n = 13) PBMCs. Er werd geen verschil gezien tussen de twee groepen voor geen enkele van de onderzochte substraten. Dit suggereert dat de aktiviteit van complex-I, -II & -IV, en de respiratie ondersteund door vetzuur-oxidation of glutaminolyse niet verschillend is in CVS-PBMCs vergeleken met gezonde controles. Deze resultaten zijn in overéénstemming met een studie door Lawson N et al. [Elevated energy production in Chronic Fatigue Syndrome patients. Journal of Nature and Science (2016) 2: e221] waar spectrofotometrische technieken gebruikten om te tonen dat gepermeabiliseerde CVS-PBMCs niet verschillen van gezonde controles in termen van complex-I, complex-II+III of complex-IV aktiviteit. De consistentie van de resultaten tussen de verschillende research-groepen, gebruikmakend van verschillende technieken, versterkt de bewijskracht die suggereert dat er geen abnormaliteiten zijn qua individuele mitochondriale complex aktiviteiten in CFS-PBMCs. Het ontbreken van verschillen PBMCs kan suggereren dat de eerder gevonden abnormaliteiten in complete cellen zijn niet te wijten aan abnormaliteiten qua complexen van de mitochondriale respiratoire keten maar eerder aan andere aspecten van het respiratie-mechanisme zoals transport van glucose in de cellen, AMPK-abnormaliteiten of gewijzigd funktioneren van andere mitochondriale enzymes [Tomas C et al. 2017; zie onze inleiding]. Er dient echter omzichtigheid in acht te worden genomen bij het interpreteren van deze resultaten op zich, gezien de verschillen in OXPHOS die worden gezien in complete PBMCs [Tomas C et al. 2017; zie onze inleiding], aangezien de resultaten van complete cellen een weerspiegeling is van een natuurlijker en fysiologisch relevanter milieu voor de mitochondrieën. Hoewel in deze studie relatief kleine groepen werden gebruikt, verhoogt de samenhang van de bevindingen van deze studie met eerdere studies, die andere technieken voor het meten van mitochondriale complex aktiviteit in myotubes en PBMCs van CVS-patiënten, de deugdelijkheid van de resultaten [Lawson N et al. (2016) & Smits B et al. (2011); zie hierboven].

BESLUITEN

Deze studie onderzocht de aktiviteit van specifieke componenten van de mitochondriale ademhaling door te kijken naar individuele complex aktiviteit en mechanismen in myotubes en PBMCs. Op basis van een cel-permeabilisatie protocol en gebruikmakend van de XFe96 extracellular flux analyser werd aangewend om deze experimenten uit te voeren. Dit is de eerste studie die extracellulaire flux analyse gebruikt om individuele mitochondriale complex aktiviteit na te gaan in gepermeabiliseerde cellen in de context van CVS. Uiteindelijk werd een normale mitochondriale funktie opgetekend in CVS-myotubes & -PBMCs; er werden echter relatief kleine groepen gebruikt en daarom dienen de resultaten omzichtig te worden geïnterpreteerd. De bevinding van een normale mitochondriale werking van CVS-myotubes ondersteunt de resultaten van ongepubliceerde gegevens van complete cellen [zie Rutherford G 2016; hierboven]. De resultaten waar geen verschil qua mitochondriale aktiviteit in gepermeabiliseerde PBMCs werden gevonden, waren onverwacht gezien het feit dat de mitochondriale funktie in PBMCs eerder significant lager bleek bij CVS [Tomas et al. 2017; zie onze inleiding]. Het ontbreken van een verschil qua complex-aktiviteit in CFS-PBMCs is echter in overéénstemming met resultaten die door andere groepen werden gerapporteerd – die normale mitochondriale respiratoire keten complex-aktiviteiten toonden [Lawson N et al. (2016); zie hierboven] en postuleerden dat wijzigingen qua mitochondriale ATP-synthese dient te worden toegeschreven aan andere oorzaken zoals de transport-capaciteit van zuurstof [Vermeulen RCW et al. Patients with Chronic Fatigue Syndrome performed worse than controls in a controlled repeated exercise study despite a normal oxidative phosphorylation capacity. Journal of Translational Medicine (2010) 8: 93]. Gezien onze resultaten hier, moeten toekomstige bio-energetische studies bij CVS zich concentreren op mechanismen ‘upstream’ van de mitochondriale respiratoire keten.

maart 17, 2019

Veranderingen in het transcriptoom van circulerende immuun-cellen bij M.E.(cvs)

Filed under: Genetica — mewetenschap @ 6:29 am
Tags: , , , , , , , ,

Het onderzoeken van het transcriptoom, de verzameling van alle boodschapper-RNA (mRNA) molekulen – ‘transcripten’, tot expressie komende genen – geproduceerd in een cel of populatie van cellen, gebeurt in onderstaande studie via sequentiebepaling van dat RNA. Dit kan bv. worden gehaald uit totaal-bloed of uit bepaalde cel-populaties (bv. perifeer bloed mononucleaire cellen – PBMCs).

Een Noorse onderzoeksgroep (Nguyen CB et al. – ref. zie hieronder) voerde een studie uit a.h.v. bloed van adolescenten met ‘cvs’. Hun resultaten suggereren de mogelijke betrokkenheid van neuro-immune ontregeling. De publicatie (mede gefinancierd door de ‘Associated New Zealand ME Society’, ANZMES) hieronder (over M.E.(cvs)-patiënten uit Nieuw-Zeeland) beschrijft volgens de auteurs de eerste RNA sequentie-analyse op basis van PBMCs. Ze toonden de betrokkenheid van inflammatie, verstoord circadiaans ritme, metabole ontregeling en oxidatieve stress. Resultaten die gelijklopen met deze die werden gerapporteerd in grotere complementaire (maar niet identieke) studies. Wederom aanduidingen voor consistentie van de bevindingen omtrent M.E.(cvs) en het feit dat dit wel degelijk een echte medische aandoening is.

————————-

International Journal of Immunopathology and Pharmacology Volume 33: 1-8 (2019)

Changes in the transcriptome of circulating immune cells of a New Zealand cohort with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Eiren Sweetman (1), Margaret Ryan (2), Christina Edgar (1), Angus MacKay (1), Rosamund Vallings (3), Warren Tate (1)

1 Department of Biochemistry, University of Otago, Dunedin, New Zealand

2 Department of Anatomy, University of Otago, Dunedin, New Zealand

3 Howick Health & Medical Centre, Auckland, New Zealand

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een slecht begrepen ziekte die 0,2%-2% van de wereld-bevolking treft. Om inzicht te verkrijgen in de pathofysiologie van M.E./CVS in Nieuw-Zeeland, onderzochten we de transcriptomen bij een kleine maar goed gekarakteriseerde groep patiënten (n = 10), en voor leeftijd en geslacht gematchte gezonde controles (n = 10). Er bleken 27 gen-transcripten 1,5 tot 6 maal verhoogd en 6 bleken 3 tot 6 maal verlaagd in de patiënten-groep (P < 0.01). De meest verhoogde gen-transcripten, IL8, NFΚBIA & TNFAIP3 zijn funktioneel verbonden met inflammatie, en significante veranderingen werden gevalideerd voor IL8 & NFΚBIA d.m.v. kwantitatieve polymerase-ketting-reaktie (qPCR). Een funktionele netwerk analyse [FNA] van de gewijzigde gen-transcripten (P < 0.01) detekteerde interakties tussen de produkten gerelateerd met inflammatie, circadiaanse klok funktie, metabole ontregeling, cellulaire stress-responsen en mitochondriale funktie. ‘Ingenuity pathway analysis’ [IPA; software om expressie-profielen te analyseren] (P < 0.05) biedt verdere inzichten in de dysfunktionele fysiologie, en markeerde stress en inflammatie mechanismen. Deze analyse levert nieuwe inzichten in de molekulaire veranderingen bij M.E./CVS en draagt bij tot het begrijpen van de pathofysiologische mechanismen van de ziekte.

Inleiding

[…] Hoewel de pathofysiologie van M.E./CVS nog steeds slecht wordt begrepen, wordt als hypothese gesteld dat diepgaande ontregeling van het centraal zenuwstelsel en immuunsysteem, dysfunktie van het cellulair energie metabolisme en cardiovasculaire abnormaliteit belangrijke rollen kunnen spelen bij de pathofysiologie van de ziekte.

Er werden een aantal M.E./CVS immuun-cel gen-expressie studies gepubliceerd. Gezamenlijk hebben ze verstoringen geïdentificeerd in mechanismen verbonden met immune, neuronale, mitochondriale en metabole funktie, maar er is weinig consensus over de genen die specifiek differentieel tot expressie komen. ‘High-throughput’ RNA-‘sequencing’ technologie (RNA-seq) werd eerder aangewend om het M.E./CVS transcriptoom te onderzoeken. [Nguyen CB et al. Whole blood gene expression in adolescent Chronic Fatigue Syndrome: An exploratory cross-sectional study suggesting altered B cell differentiation and survival. Journal of Translational Medicine (2017) 15: 102] Onze RNA-seq studie die hier wordt beschreven, focust op perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) bij een goed gekarakteriseerde groep M.E./CVS-patiënten. Er werd gerapporteerd dat PBMCs stabiel zijn en accuraat de biologische verschillen tussen gezonde en zieke individuen weerspiegelen, bijzonderlijk wat betreft immunologische of inflammatoire mechanismen. We identificeerden 27 significant verhoogde gen-transcripten in de M.E./CVS-groep vergeleken met gezonde controles en 6 significant verlaagde gene-transcripten (P < 0.01), en vonden een aanrijking wat betreft stress- en inflammatie-mechanismen, alsook mitochondriale en circadiaanse klok funkties. Deze resultaten geven diepgang aan het bewijs voor een pathofysiologische basis van M.E./CVS.

Methodes

PBMC-isolatie

[…] 10 M.E./CVS-patiënten [mediane leeftijd 36,4; 6 vrouwen & 4 mannen], diagnose volgens de Canadese consensus criteria (CCC). […]

Transcriptoom-analyse

[…]

RT-qPCR validatie. Er werd een validatie van de gen-expressie (RTqPCR) test uitgevoerd voor de 3 meest significant gewijzigde gen-transcripten IL8, NFKBIA & TNFAIP3. […] De genormaliseerde relatieve expressie-waarden van elk gen werden berekend […].

FNA. Differentieel tot expressie komende gen-transcripten (n = 33, P < 0.01) werden getest op funktionele verbanden tussen de gecodeerde proteïnen […]. Er werden FDR [false discovery rate’, aantal vals positieve resultaten] -aangepaste P-waarden berekend voor elk verrijkt biologisch proces.

IPA. Er werden 125 ge-upreguleerde en 40 gedownreguleerde gen-transcripten geanalyseerd (P < 0.05). IPA gebruikt analytische instrumenten om de ‘upstream’ biologische oorzaken en waarschijnlijke ‘downstream’ effekten op de cellulaire biologie te verhelderen. […]

Resultaten en bespreking

In deze RNA-seq transcriptoom-analyse werden op deze kleine maar klinisch goed gekarakteriseerde patiënten-groep de concepten van ‘Precision Medicine’ [medisch model voor de gezondheidszorg; waarbij medische beslissingen, behandelingen, praktijken of produkten op maat van de individuele patient worden gemaakt] met gepaste statistische analyse toegepast. Deze benadering is succesvol gebleken bij groepen patiënten met zeldzame ziekten, waar het aantal beschikbare patiënten gering is. Daarnaast heeft de RNA-seq analyse zelf gepaste sequentiebepaling-diepte om de beperkte grootte van het staal te compenseren.

RNA-seq analyse onthulde een veranderd PBMC-transcriptoom

Een statistische test van genormaliseerde RNA-seq gegevens vond 27 significant verhoogde gen-transcripten en 6 significant verlaagde gen-transcripten in de M.E./CVS-groep (P < 0.01 [lijst beschikbaar]).

qPCR-validatie van gewijzigde gen-expressie

De top 3 van de significant gewijzigde gen-transcripten in de M.E./CVS-groep werd geëvalueerd d.m.v. RT-qPCR op de studie-groep. De resultaten waren consistent met de RNA-seq gegevens voor IL8 en NFKBIA. IL8 (FC [‘fold change’, hoeveel maal een parameter is veranderd] = 4,8; P = 0.01) & NFKBIA (FC = 2,0; P = 0.05) waren allebei significant gestegen in de patiënten-groep vergeleken met controles. TNFAIP3 was ook gestegen in de patiënten-groep (FC = 2,1; P = 0.19) met een trend naar significantie.

Analyse van de transcriptoom-gegevens

Via FNA & IPA onderzochten we de verrijkte funktionele interakties, en de biochemische en fysiologische mechanismen die werden afgeleid uit de analyse van de differentieel tot expressie komende gen-transcripten bij M.E./CVS.

FNA. De funktionele associatie netwerken van proteïnen gecodeerd door differentieel tot expressie komende gen-transcripten (n = 33, P < 0.01) werden bepaald d.m.v. het STRING portaal [een omvangrijke database van gekende en voorspelde proteïne/proteïne-interakties]. We vonden een significant niveau van netwerk-aanrijking (P-waarde 6.1×10-5) in deze lijst, wat er op wijst dat de gecodeerde proteïnen biologisch verbonden zijn. Er werden sterke funktionele associaties geobserveerd tussen IL8, NFKBIA, TNFAIP3, JUN, NAMPT, CREM, PMAIP1, PPP1R15A, RBBP6, UBE2D3, SOCS3, RIPK2 & ZC3H12A. Er bleken meerdere overtuigende funktionele mechanismen verrijkt door de toegenomen gecodeerde proteïnen [lijst beschikbaar]. Gezamenlijk bekrachtigen deze mechanismen significant immune en inflammatoire over-aktivatie en ontregeling die optreedt bij de pathologie van M.E./CVS.

IPA toont inflammatie en oxidatieve stress bij M.E./CVS. Er werd IPA uitgevoerd op de transcriptoom-gegevens met een significantie van P < 0.05, wat de pool beschikbaar voor de analyse op 125 verhoogde en 40 verlaagde gen-transcripten bracht [lijst beschikbaar]. Deze analyse identificeerde een aantal overlappende, funktioneel onderling verbonden kanonieke mechanismen. De meeste mechanismen waren direct gerelateerd met inflammatoire signalisering en de stress-respons, wat de resultaten van de FNA ondersteunt [lijst beschikbaar]. Gen-netwerken verbonden met oxidatieve stress, inflammatie en zenuwweefsel-schade [lijst beschikbaar] waren ook significant. Deze resultaten ondersteunen de hypothese dat mitochondriale dysfunktie en verstoord energie-metabolisme leiden tot vermoeidheid, malaise, en de courant ervaren spierpijn en cognitieve stoornissen bij M.E./CVS.

Anti-inflammatoire responders op TNFα & NF-κB

De top 3 ge-upreguleerde genen in onze studie – IL8 [coderend voor interleukine-8 (IL-8); neutrofiel-aktiverende factor (NAF), een chemokine], NFKBIA [coderend voor NF-κB inhibitor alfa] & TNFAIP3 [coderend voor tumor necrose factor alfa geïnduceerd proteïne 3; inhibeert NF-κB aktivatie en TNF-gemedieerde apoptose] – zijn vroegere responders op TNF-geïnduceerde NF-κB aktivatie. De proteïnen A20 (TNFAIP3) en IκBa (NFKBIA) maken deel uit van de twee voornaamste negatieve feedback-loops van NF-κB-gestuurde transcriptie. Bovendien is TNFα een krachtige inducer van IL-8 sekretie, via een transcriptioneel mechanisme dat wordt gereguleerd door NF-κB. Stijgingen qua IL-8 en TNFα warden geïdentificeerd in meerdere cytokine- en immune studies bij M.E./CVS. Chronische inflammatie wordt ook versterkt door het NF-κB signalisering mechanisme. De stijging van de expressie van deze 3 gen-transcripten in de M.E./CVS-groep impliceert sterk een aanhoudende biologische respons tegen ongewenste overmatige aktiviteit van NF-κB en inflammatie bij M.E./CVS, aangestuurd door TNFα.

Significante biologische mechanismen verrijkt in de M.E./CVS-groep, geïdentificeerd door FNA & IPA

Het circadiaans ritme. Meerdere gestegen gen-transcripten in de M.E./CVS-groep coderen voor kern-proteïnen die de circadiaanse klok reguleren, het centraal mechanisme dat ons 24h circadiaans ritme aanstuurt. Een verstoord circadiaans ritme kan direct gelinkt zijn met vele van de M.E./CVS-symptomen, zoals pijn, vermoeidheid, slaapstoornissen, griep-achtige symptomen, cognitieve stoornissen, post-exertionele malaise, en dysfunktie van metabole en immuun-systemen. Deze resultaten suggereren dat ontregeling van het circadiaans ritme waarschijnlijk is bij M.E./CVS een plausibele kandidaat kan zijn voor het doen aanhouden van de symptomen en de ernst van M.E./CVS.

Mitochondriale dysfunktie. Mitochondrieën zijn essentieel voor cellulaire energie produktie, metabolisme en het reguleren van stress-responsen. De resultaten van FNA & IPA duiden op mitochondriale dysfunktie, gekenmerkt door tekenen van oxidatieve stress en downregulering van metabole mechanismen. Er zijn 3 significant verhoogde gen-transcripten in de M.E./CVS-groep (PMAIP1, PMPCB & JUN) die belangrijke rollen spelen bij de mitochondriale funktie en apoptotische mechanismen:

1. Ademhaling. Mitochondriale ademhaling kan worden geïnhibeerd door cytokine-veranderingen en oxidatieve stress. Regulering van cytokine-produktie en oxidatieve stress mechanismen bleken beide verrijkt in de M.E./CVS-groep. M.E./CVS-studies vonden belangrijke indicatoren voor mitochondriale dysfunktie, inclusief gedaalde aanmaak van ATP en verstoring van de oxidatieve fosforylatie. Ter ondersteuning van onze analyse: een studie toonde verlaagde maximale respiratie door mitochondrieën in M.E./CVS PBMCs. Ze vonden metabole verschillen die een onvermogen toonden om te voldoen aan de cellulaire energetische vereisten, bijzonderlijk wanneer mitochondrieën onder stress stonden. [Tomas C et al. Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2017)12: e0186802]

2. Downregulering van het metabolisme. FNA toonde verstoorde regulering van meerdere metabole mechanismen in de M.E./CVS-groep, waarvan vele gerelateerd met mitochondrieën. Metabole profilering studies bij M.E./CVS hebben verstoord metabolisme gelinkt met post-exertionele malaise. Belangrijk: een studie onderzocht metabolieten bij M.E./CVS-patiënten en controles, en ontdekte een homogene afname van diagnostische metabolieten bij alle M.E./CVS-patiënten, consistent met hypometabool syndroom. [Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (2016) 113: E5472-E5480] Aangezien alle geïdentificeerde metabole abnormaliteiten ofwel direct gereguleerd worden door redox of door de beschikbaarheid van NADPH, speculeerde men dat een mitochondriale betrokkenheid waarschijnlijk was. Accumulatie van melkzuur door het verstoord metabolisme kan de pijn in spieren en gewrichten, die wordt gerapporteerd door M.E./CVS-patiënten, verklaren. Bovendien werd gerapporteerd over lactaat-accumalatie in de ventriculaire ruimtes van de hersenen en het cerebrospinaal vocht van M.E./CVS-patiënten en dit zou kunnen bijdragen tot de neuro-inflammatoire symptomen van M.E./CVS.

3. Stress-respons. FNA toonde een verhoogde cellulaire stress respons en positieve regulering van apoptotische processen in de M.E./CVS-groep. IPA vestigde de aandacht op de produktie van stikstof-oxide (NO) en reaktieve zuurstof soorten (ROS) in macrofagen. NO- en ROS-produktie, gestimuleerd door TNFα en NF-κß, speelt een centrale rol bij de controle van infekties, en ROS-produktie wordt ook toegeschreven aan geaktiveerd NADPH-oxidase, een component van de mitochondriale elektron-transport-keten. Mitochondrieën komen veel voor in cellen van het centraal zenuwstelsel, waar ze de essentiële energie voor neuronen leveren en daardoor de synaptische plasticiteit beïnvloeden. Oxidatieve stress, veroorzaakt door verhoogd ROS in mitochondrieën, kan aanleiding geven tot cognitieve stoornissen en apoptose [geprogrammeerde cel-dood] – leidend tot mitochondriale DNA-schade en bijdragend tot cognitieve problemen door aantasting van neurotransmissie en Ca2+-homeostase. Van belang is dat veel M.E./CVS-symptomen, zoals vermoeidheid, inspanning-intolerantie en myalgie, ook voorkomen bij primair mitochondriale ziekten.

Chronische inflammatie. Aanhoudende inflammatie wordt benadrukt door het M.E./CVS-transcriptoom, waarbij NF-κB en TNFα centraal zijn voor twee primaire kanonieke mechanismen die door IPA als verrijkt voorspeld werden. Zoals eerder vermeld, zijn IL8, NFKBIA & TNFAIP3 componenten van de bepalende aangetaste mechanismen. Het NF-κB aktivatie mechanisme richt zich op een reeks van cytokine- en chemokine-receptoren die vereist zijn voor immune herkenning, antigen-presentering en adhesie-receptoren. Het TNFR2 signalisering mechanisme reguleert de TNFα-aktiviteit via het tegenwerken van de door TNFα geïnduceerde apoptose, bijzonderlijk in sterk geaktiveerde T-cellen. Door LPS gestimuleerd ‘mitogen activated- protein-kinase (MAPK) [‘mitogen activated protein’ (MAP) kinasen reageren op extracellulaire stimuli (mitogenen) en reguleren verscheidene cellulaire aktiviteiten, zoals gen-expressie, celdeling, differentiatie en cel-overleving/apoptose] stuurt de inflammatoire respons in macrofage immuun-cellen. Peroxisoom Proliferator Geaktiveerde Receptoren (PPAR) signalisering [PPAR zijn een groep receptor-eiwitten in de cel-kern die als transcriptie-factoren de expressie van bepaalde genen reguleren] bleek ook aangetast. PPAR-signalisering molekulen reguleren metabole processen in hartspier-weefsel, inflammatie en oxidatieve stress, en faciliteren interakties tussen circadiaanse, metabole (lipiden-metabolisme) en cardiovasculaire mechanismen. Mitochondriale dysfunktie kan verder beïnvloed worden door verhoogde chronische aktivatie van immuun-inflammatoire stress mechanismen. Inflammatoire mediatoren zoals TNFα bleken in vitro geassocieerd met mitochondriale dysfunktie en gestegen ROS. Een letsel of infektie kan ook leiden tot gecompromitteerde mitochondriale integriteit, wat inflammatie triggert via NF-κB, MAPKs en interferon regulerende factoren, en pathologie bevordert bij een groeiend aantal ziekten.

Deze resultaten bekrachtigen de betrokkenheid van inflammatie, verstoord circadiaans ritme, metabole ontregeling en oxidatieve stress bij M.E./CVS.

Eerdere M.E./CVS-transcriptoom studies ondersteunen inflammatie en mitochondriale betrokkenheid

Voor zover wij weten is dit de eerste RNA-seq analyse van PBMCs bij M.E./CVS-patiënten. Deze technologie werd echter al gebruikt voor een analyse van totaal-bloed bij adolescente M.E./CVS-deelnemers via gen-aanrijking. [zie Nguyen CB et al. hierboven] Onze analyse was consistent met onze bevindingen, suggestief voor verstoring van of B-cel differentiatie en overleving, versterkte aangeboren antivirale responsen en inflammatie. Co-expressie patronen en afzonderlijke gen-transcripten bleken geassocieerd met neuro-endocriene merkers van gewijzigde HPA-as en autonoom zenuwstelsel aktiviteit, plasma-cortisol, en aantallen monocyten en eosinofielen. We vonden significante molekulaire veranderingen in onze M.E./CVS-groep die consistent zijn met deze die werden gerapporteerd in grotere complementaire maar niet identieke studies. Eerdere micro-array [‘genen-chips’] en ‘differential display’ [vergelijken en identificeren van veranderingen in gen-expressie op mRNA niveau] studies van de gen-expressie bij M.E./CVS hebben verstoringen qua immuun-mechanismen, mitochondriale funktie, cel-stress en apoptose aangegeven. Een ‘micro-array’ onderzoek van PBMCs bij een kleine groep post-infektueuze M.E./CVS mannen door Gow JW et al. [A gene signature for post-infectious Chronic Fatigue Syndrome. BMC Medical Genomics (2009) 2: 38] identificeerde differentieel tot expressie komende genen met rollen in immuun-modulatie, oxidatieve stress en apoptose, en – van bijzonder belang – vonden gestegen TNFAIP3, ter ondersteuning van onze resultaten. Ook van belang voor onze studie: Zhang L et al. [Microbial infections in eight genomic subtypes of Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Journal of Clinical Pathology (2010) 63: 156-164] identificeerden een differentiële gen-signatuur van 88 genen via ‘micro-array’ analyse, wat verder werd gesubstantieerd door studies bij andere M.E./CVS-groepen. De gen-signatuur liet sub-groepering van de patiënten-groepen toe, en IPA-analyse van de gen-interakties, ziekte-verbanden en funkties identificeerde immunologische ziekte, met kanker gerelateerde cel-sterfte, immuun-respons en infektie mechanismen, alsook links met indicatoren voor Epstein-Barr en enterovirus infektie.

Onze verkennende benadering stelde ons in staat een rijke dataset van genen die differentieel tot expressie komen te verkrijgen, om de biologische veranderingen bij M.E./CVS te onderkennen. We identificeerden ontregeling van het circadiaans als een nieuwe mogelijke onderliggende oorzaak voor de niet-verfrissende slaap, vermoeidheid en metabole abnormaliteiten die worden gezien bij M.E./CVS. Verder biedt verstoorde mitochondriale funktie en de resulterende oxidatieve stress, gekoppeld met chronische immuun-inflammatoire signalisering, een dwingende verklaring voor de vermoeidheid, cognitieve dysfunktie en post-exertionele malaise die wordt ervaren bij M.E./CVS.

Daarom is deze studie een bijkomende stap naar het beter begrijpen van het ziekte-proces en het identificeren van vermeende biomerkers ter ondersteuning van de klinische diagnose. De geïndentificeerde biologische mechanismen bieden een rationele verklaring voor de complexe en dikwijls multi-systemische aard van M.E./CVS.

maart 9, 2019

Ethische klassificatie van M.E.(cvs)

Filed under: Gezondheidszorg — mewetenschap @ 7:40 am
Tags: , , , , ,

Diane O’Leary heeft een PhD in filosofie en verricht werk op het gebied van de filosofie van de geneeskunde, de filosofie van de ‘geest’ en de bio-ethiek, met een focus op ‘lichaam en geest’ in de geneeskunde. Ze bestudeert de ethisch en filosofische parameters van psychogene diagnose, en de conclusie dat onverklaarde symptomen zouden worden veroorzaakt door mentale, of “psychosociale” stress.

Haar interesses komen voort uit het feit dat ze na het behalen van haar PhD plots ernstig ziek werd en ziek bleef gedurende vele jaren (“Te zwak om les te geven of te schrijven, zelfs niet in staat voor mezelf te zorgen.”). Het probleem was, zo bleek, niet haar ziekte; maar de diagnose: “De conclusie van mijn artsen dat mijn verwarrende symptomen moesten worden veroorzaakt door mijn geest.”. Na 10 jaar worstelen met dat idee nam ze het heft in eigen handen en deed onderzoek naar haar symptomen en test-resultaten. Twee jaar later vond ze het antwoord: een zeldzame neurologische ziekte die bevestigd werd via laboratorium-testen. Ze herstelde volledig en permanent na meerdere jaren behandeling, door ‘trial & error’. Op dat punt besloot ze zich toe te wijden aan het aanpakken van de verwarringen omtrent ‘mind & body’ in de geneeskunde.

Hoewel dit artikel gebaseerd is op en handelt over de situatie in het V.K., lijkt het ons (net zoals de auteur trouwens stelt) duidelijk dat dit ook een boodschap is naar de aanhangers van de ‘psychologische school’ in de Lage Landen en elders…

————————-

Bioethics (Pre-print Februari 2019)

Ethical classification of M.E./CVS in the United Kingdom

Diane O’Leary, Visiting Fellow, Rotman Institute of Philosophy, Western University, London, Ontario, Canada

Samenvatting

Weinig aandoeningen hebben zoveel controverse opgeroepen als Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Lange tijd heeft professionele consensus gesuggereerd dat de aandoening als psychiatrisch geklassificeerd diende te worden, terwijl patiënten en belangen-groepen insisteren dat het een ernstige biologische ziekte is die medische zorg vereist en research om die te ontwikkelen. Dit aanhoudend debat verschoof in 2015, wanneer gezondheid-instanties van de Amerikaanse overheid de medische klassificatie en management volledig hebben omarmd. Gezien het feit dat enkele globaal gerespecteerde gezondheid-authoriteiten er nu op aandringen dat M.E./CVS een ernstige biologische ziekte is, stelt dit artikel de vraag of het ethisch genoemd kan worden dat de Britse praktijk-richtlijn de aandoening karakteriseert als een mentale aandoening. Na een korte geschiedenis over de M.E./CVS-controverse, geef ik drie argumenten om aan te tonen dat het onethisch is om M.E./CVS als een mentale aandoening te kenmerken, gezien de relevantie van dat besluit voor M.E./CVS-richtlijnen die elders worden gehanteerd en voor andere gecontesteerde aandoeningen.

1. INLEIDING

Weinig aandoeningen hebben zoveel controverse doen ontstaan, in het openbaar of bij professionals, als Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Inderdaad: de naam zelf weerspiegelt een dispuut, aangezien degen die de voorkeur geven aan het label van de ‘International Classification of Diseases’, ‘Myalgische Encefalomyelitis’ (M.E.) [‘World Health Organization. (2016) I.C.D. 10th revision’], blijven strijd voeren met degenen die de term ‘Chronische Vermoeidheid Syndroom’ (CVS) hebben overgenomen van de Amerikaanse ‘Centres for Disease Control’ (CDC) in 1994. Het gaat ‘m niet enkel om het kiezen van de beste naam. Deze twee labels reflekteren op een scherpe manier de tegengestelde perspectieven aangaande de aard en het management van de aandoening.

De crux van de redetwist is een zaak van geest vs. lichaam, hoe ongemakkelijk dit ook mag zijn voor degenen onder ons die een holistische benadering in de medische praktijk omarmen. Sinds de jaren 90 hebben medische en gezondheid-professionals een algemene consensus gedeeld dat M.E./CVS het best wordt gecategoriseerd binnen de psychiatrie en het best wordt aangepakt met mentale gezondheid strategieën, hoofdzakelijk cognitieve gedrag therapie (CGT) en graduele oefen therapie (GOT). Patiënten en belangen-groepen hebben echter vocaal weerstand geboden tegen een dergelijke karakterisatie, verwijzend naar research die suggereert dat de symptomen van M.E./CVS – inclusief de invaliderende vermoeidheid, pijn, neurocognitieve problemen, slaap-stoornissen en maag/darm-lijden – voortvloeien uit een biologische ziekte die medische behandeling vereist, en research om dit te ontwikkelen.

De strijd die zich omtrent M.E./CVS heeft ontwikkeld, biedt waardevolle lessen voor de bio-ethiek. We zijn getuige geweest van een eeuwenlange clash tussen de perspectieven van patiënten en professionals aangaande het bestaan van ziekte. Op één niveau is het een strijd voor patiënten-geloofwaardigheid geweest. [Blease C et al. Epistemic injustice in healthcare encounters: Evidence from Chronic Fatigue Syndrome. Journal of Medical Ethics (2017) 43: 549-557] Op een ander niveau, is het een strijd over expertise geweest, aangezien M.E./CVS-pleitbezorgers een plaats aan de tafel hebben opgeëist wanneer het gaat over kennis-vorming omtrent deze aandoening, waarbij ze signalen van HIV/AIDS-belangen-groepen overnemen. Maar dat is niet het einde van het verhaal.

In wat enkel kan worden beschreven als een verbazingwekkende socio-medische transformatie, zijn de strijd-linies van het debat nu verschoven. In December 2014, besloot het Amerikaans ‘National Institute of Health’: “hoewel psychologische repercussies (depressie) M.E./CVS kunnen vergezellen, is het etiologisch geen primair psychologische ziekte”. In Januari 2015, publiceerde [Annals of Internal Medicine. 162: 860-865] dit ‘Institute of Medicine’ (nu ‘National Academy of Medicine’) de resultaten van z’n uitgebreid onderzoek van de kwestie, met als besluit:

“M.E./CVS is een ernstige, chronische, complexe systemische ziekte … Veel gezondheidszorg-verstrekkers staan skeptisch tegenover de ernst van M.E./CVS, nemen verkeerdelijk aan dat het een mentale aandoening is of beschouwen het als een verbeelding door de patient … Het comité beklemtoont dat gezondheidszorg-verstrekkers dienen te erkennen dat M.E./CVS een ernstige ziekte is die een tijdige diagnose en passende zorg vereist.”

Uiteindelijk adviseerde het ‘U.S. Chronic Fatigue Syndrome Advisory Committee’ in Augustus 2015, op basis van deze rapporten, dat richtlijnen voor het managen van M.E./CVS een verklaring moeten omvatten dat “de ziekte niet het resultaat van een op angst gebaseerd vermijden van aktiviteit” is en “een duidelijke indicatie dat de ziekte geen psychiatrische of somatoforme aandoening is”.

De Amerikaanse omkering van mening betuigt dat het patiënten-perspectief betreffende M.E./CVS al die tijd correct was – dus wat vroeger een kloof was tussen perspectieven van patiënten en professionals is nu een kloof tussen professionals die de biologische oriëntatie omtrent de aandoening aanvaarden en professionals die de eerdere consensus omtrent een psychiatrische etiologie en management blijven omarmen. Deze verschuiving roept nieuwe ethische vragen op die nijpend zijn.

Dit artikel onderzoekt de ethische gevolgen van het verdwijnen van de consensus over M.E./CVS onder professionals aangezien ze steunen op de nieuwe praktijk-richtlijn die in het V.K. wordt ontwikkeld door het ‘National Institute for Health and Care Excellence’ (NICE). Gezien het feit dat sommige globaal gerespecteerde gezondheid-authoriteiten nu overtuigd zijn van de aanwezigheid van ernstige biologische ziekte bij patiënten met M.E./CVS, kan het ethisch zijn voor NICE om door te gaan M.E./CVS te karakteriseren als een mentale aandoening, waardoor de patiënten-zorg helemaal op het van de mentale gezondheid wordt gestuurd?

De huidige NICE richtlijn voor M.E./CVS in het V.K. werd geïmplementeerd in 2007. Hoewel het zorgvuldig een direct antwoord op de vraag omtrent etiologie vermijdt, neemt de richtlijn een ondubbelzinnige houding in ten voordele van een mentale karakterisering en benadering voor het management van de ziekte. De ‘National Health Service’ plaatst NICE aanbevelingen in context voor patiënten met deze uitleg:

“CGT is een gesprek-therapie die je kan helpen CVS/M.E. te managen via het veranderen van de manier waarop je denkt en je gedraagt … Het kan je helpen om … gevoelens in vraag te stellen die een verbetering van je symptomen in de weg staan … en een beter begrip te krijgen omtrent hoe je gedrag de aandoening kan beïnvloeden.”

Hoewel de huidige benadering in het V.K. goed uitgelijnd was met globale professionele consensus in 2007, spreekt het nu de Amerikaanse aanbevelingen tegen.

Geconfronteerd met de publieke druk om de richtlijn te herzien in het licht van de nieuwe Amerikaanse benadering U.S., besloot NICE initieel het tegengestelde maar herzag die beslissing in September 2017 om het revisie-proces te initiëren. Tot op heden blijft het onduidelijk in welke richting de revisies zullen gaan. Staat het NICE vrij om te doen wat het verkiest met de nieuwe richtlijn? Zou het ethisch zijn om verder te gaan M.E./CVS te karakteriseren als een aandoening van de mentale gezondheid of betekent de Amerikaanse positie dat, met de woorden van het ‘Chronic Fatigue Syndrome Advisory Committee’, dat dit “een onrechtvaardigheid voor alle betrokkenen” zou zijn?

Om te beginnen adresseer ik kort conceptuele verwarringen omtrent geest en lichaam aangezien ze betrekking hebben op M.E./CVS, dan bespreek ik de richtlijn in de context van de verhitte controverse aangaande de ‘PACE-trial’ in het V.K., die de mentale benadering als de globale gouden standaard vastlegde. Ik geef dan drie redenen waarom het onethisch zou zijn om M.E./CVS met de nieuwe NICE richtlijn te klassificeren als een mentale aandoening. Ten slotte beschouw ik nieuwe richtlijnen voor M.E./CVS buiten het V.K. en de bredere kwestie van ethische richtlijnen voor andere betwiste aandoeningen waarvan de status als medische ziekten fel ter discussie staat.

2. HET AAN DE KANT ZETTEN VAN VRAGEN GERELATEERD MET DUALISME

Het is belangrijk te erkennen, ten eerste, dat dit artikel verder gaat alsof het niet-problematisch is een duidelijk onderscheid te maken tussen het idee dat M.E./CVS een biologische medische aandoening is en het idee dat het een mentale aandoening is. Ik kies deze benadering in het bewustzijn dat zowel bio-ethiek en geneeskunde zich dikwijls verzetten tegen een duidelijk onderscheid tussen biologische en mentale etiologie. Op basis van het biopsychosociaal model, lijkt het dat we ons we best moeten doen taalgebruik te vermijden dat een Cartesiaanse geest/lichaam dualiteit impliceert. [Duncan G. Mind‐body dualism and the biopsychosocial model of pain: What did Descartes really say? Journal of Medicine and Philosophy (2000) 25: 485-513]

Ik ondersteun deze benadering voornamelijk door op te merken dat, in de context van de filosofie, dualisme elimineren niet gaat over het elimineren van dualistisch taalgebruik. Dualistische en niet‐dualistische filosofen aanvaarden beide dualistisch taalgebruik goed als het fenomeen dat verklaring vereist, dan brengen ze ideëen naar voor over hoe ze het best te verklaren. Bijvoorbeeld: we kunnen begrijpen dat mentale, of psychosociale, etiologie uiteindelijk neurobiologisch kan zijn, waarbij de ultieme bron van het probleem brein-toestanden zijn die correleren met psychosociaal lijden. In deze betekenis – hoewel het taalgebruik van ‘mentale vs. biologische etiologie’ als Cartesiaans dualisme klinkt – houden we een conceptueel begrip aan dat ons toelaat te werken met het onderscheid op een niet‐Cartesiaanse manier.

Er zijn sterke argumenten om te denken dat het beter is het onderscheid te behouden dan vaagheid omtrent de etiologie aan te moedigen. Wat ook onze conceptuele doelstellingen mogen zijn, het praktisch verschil tussen medische zorg en mentale gezondheidszorg blijft scherp – en patiënten met behoefte aan medische zorg blijven lijden wanneer ze die niet krijgen. Hoewel patiënten aan beide kanten van de breuklijn soms nut hebben van management van de andere kant, zal het altijd fout zijn enkel mentale gezondheidszorg aan te bieden aan patiënten die biologische medische zorg nodig hebben. Om die redenen zal ik verder gaan alsof het niet-problematisch is om het onderscheid te maken tussen het idee dat M.E./CVS een mentale aandoening is en het idee dat het een biologische medische ziekte is.

Ten tweede: hoewel de grijze zone waar geest en lichaam overlappen groter en complexer dan in de geneeskunde traditioneel wordt ingeschat, betekent de Amerikaanse positie betreffende M.E./CVS dat het niet nodig zal zijn om dat terrein verder te verkennen in dit artikel. Amerikaanse gezondheid-instanties beweren niet dat artsen en beleidsmakers M.E./CVS ernstig moeten nemen als een ziekte zelfs als de biologische basis ontbreekt om een aandoening als een medische ziekte op te vatten ondersteunt. Ze beweren bovendien niet dat M.E./CVS als biologisch dient te worden opgevat omdat uiteindelijk alle mentale aandoeningen gecorreleerd zijn met biologische pathologieën in de hersenen. Wat Amerikaanse gezondheid-instanties nu betuigen is dat M.E./CVS uit de grijze conceptuele zone waar geest en lichaam overlappen, dient te worden getrokken, en botweg in het gebied van biologische ziekte moet worden geplaatst naast aandoeningen zoals kanker, hart-ziekte en diabetes. Gezien de sterkte en de helderheid van deze claim, focust dit artikel op de vraag of het ethisch kan zijn om in het V.K. M.E./CVS te karakteriseren als een mentale aandoening, waardoor de context voor zorg binnen de mentale gezondheid wordt gekaderd.

Ten derde: ik moet erkennen dat ik in dit artikel een ‘prima facie’ [op het eerste gezicht; als correct geaccepteerd totdat het tegendeel is bewezen] gelijkspel zal aanvaarden tussen de bevestigde aanwezigheid van ziekte en de nood aan algemene toegang tot medische zorg, t.t.z. algemene medische ondersteuning en testen/behandeling waar nodig. Daarbij impliceer ik niet dat patiënten met biologische medische aandoeningen altijd biologische testen en behandeling vereisen. Het is duidelijk dat ziekte soms het best wordt gemanaged met mentale gezondheid oplossingen zoals gesprek-therapie, ‘mindfulness’-meditatie of stress-reductie. Het blijft echter het geval dat wanneer patiënten met een ziekte nut kunnen hebben van een niet‐biologische benadering, artsen hun oriëntatie niet metterdaad naar het spoor van de mentale gezondheid verschuiven. Wanneer de aanwezigheid van ziekte is bevestigd, worden mentale gezondheid benaderingen aangeboden binnen het kader dat de biologische essentie en het resulterend belang van blijvende toegang tot medische zorg blijft bevestigen.

Het ‘prima facie’ gelijkspel tussen ziekte en de noodzaak voor toegang tot medische zorg resulteert niet uit bio-ethische principes of concepten maar uit een primair, misschien zelfs oer-begrip van de medische praktijk dat in gemeenschappelijk is in gemeenschappen waar een breed recht op gezondheid wordt erkend. Dit begrip blijft op z’n plaats in landen zoals het V.K., die universele gezondheidszorg aanbieden, en landen zoals de V.S., die dat niet doen. Het blijft op z’n plaats wanneer we een traditioneel biologisch model voor medische praktijk ondersteunen, en wanneer we het verwerpen ten voordele van een holistische benadering die geest en lichaam integreert. In al deze contexten blijft de bevestigde aanwezigheid van ziekte een ‘prima facie’ noodzaak voor toegang tot medische zorg aangeven. Wat onduidelijk blijft in de context van M.E./CVS is hoe betekenis te geven aan de noodzaak voor toegang tot medische zorg bij aandoeningen waarvan de status als ziekte betwist wordt.

3. DE NICE RICHTLIJN IN DE CONTEXT VAN ‘PACE‐GATE’

Vooraleer we kunnen bekijken hoe de revisies van de NICE richtlijn worden beperkt door de opheffing van de consensus, is het belangrijk om, eerst, duidelijk te zijn over de doelstellingen en grondslagen van de organisatie. De ‘National Institute for Health and Clinical Excellence’ is “een onafhankelijke organisatie verantwoordelijk voor het leveren van nationaal advies (‘richtsnoeren’) aangaande het promoten van goede gezondheid, en preventie en behandeling van slechte gezondheid”. NICE spreekt z’n benadering ter ontwikkeling van richtlijnen voor verwarrende aandoeningen op een directe manier uit:

“Bij het ontwikkelen van richtlijnen … baseert NICE z’n beslissingen op het beste beschikbare bewijsmateriaal. Dit bewijs is niet altijd van goede kwaliteit en is bijna nooit compleet. Zij die de NICE richtlijnen ontwikkelen, worden daarom onvermijdelijk verondersteld oordelen te vellen … van twee types. Oordelen over de wetenschappelijke waarde gaan over het interpreteren van de kwaliteit en betekenis van het beschikbaar bewijs; oordelen over de sociale waarde houden eerder verband met de gemeenschap dan met wetenschap.”

M.E./CVS is zeker een aandoening waarvoor beoordeling nodig zal zijn. Veel van die beoordeling zal betrekking hebben op het beschikbaar wetenschappelijk bewijs en veel zal betrekking hebben op ‘beoordelingen van de sociale waarde’. Het is belangrijk op te merken dat in het document ‘Social value judgements’ [Sociale waarde beoordelingen], NICE z’n waarde-beoordelingen ondubbelzinnig grondvest op de basis bio-ethische principes van “respect voor autonomie, niet berokkenen van schade, weldadigheid en verdelende rechtvaardigheid”.

Ten tweede: het is belangrijk op te merken dat het V.K. niet zomaar een andere setting is waar nationale gezondheid-instanties strijd leveren met de opheffing van professionele consensus aangaande M.E./CVS. Het is de conceptuele thuisbasis van de mentale gezondheid benadering voor de aandoening. Op basis van een rapport uit 1996 van de ‘Royal Colleges of Physicians, Psychiatrists and General Practitioners’, begonnen Britse onderzoekers in 2005 met het recruteren voor de ‘PACE’-test (‘Pacing, graded Activity and Cognitive behaviour therapy; a randomised Evaluation’), een door de overheid gefinancierde onderneming, en de grootste studie ooit betreffende de doeltreffendheid van CGT en graduele oefen therapie voor M.E./CVS. Sinds de publicatie van de resultaten van die studie in ‘The Lancet’ in 2011, heeft PACE dienst gedaan als fundament voor de publieke perceptie en het professioneel management van M.E./CVS over gans de wereld. De 2007 NICE richtlijn is strak uitgelijnd naar de PACE-besluiten, dus wanneer we de kwestie van ethische revisie van de richtlijn in deze context bekijken, doen we dat in een setting waar de mentale gezondheid benadering z’n sterkste steun vindt.

Wat betreft Amerikaanse gezondheid-instanties, zijn er ernstige problemen met de PACE-test en deze zijn ten dele het gevolg van de ‘Oxford-definitie’ voor M.E./CVS die de deelnemers aan de studie determineerde. Het IOM [Amerikaans ‘Institute of Medicine’] besloot dat de Oxford-definitie veel te breed is om de groep patiënten die werkelijk aan de aandoening lijden te specifiëren, en insisteerde dat criteria beperkt zouden moeten zijn om slechts diegenen met ernstige inspanning-intolerantie te omvatten. Het AHRQ [Amerikaans ‘Agency for Healthcare Research and Quality’] nam de verfijnde definitie van het IOM dan als een startpunt voor de her‐evaluatie van de resultaten van de studie, en besloot “er is bewijs met weinig sterkte … dat CGT … verbetering biedt naar vermoeidheid, funktioneren, levenskwaliteit en tewerkstelling toe voor volwassen patiënten met M.E./CVS”. Met betrekking tot de ondersteuning van PACE voor graduele oefen therapie (GOT), noteert het AHRQ drie afzonderlijke vormen van vooringenomenheid en bewijs voor de suggestie dat GOT werkelijk schade kan veroorzaken bij M.E./CVS-patiënten.

Niets daarvan volstaat om de storm van publieke en professionele kwaadaardigheid, die zich blijft uitbreiden rond ‘PACE‐gate’, te kenmerken.

De bezorgdheid van het publiek omtrent de proeven raakte in 2015 verhit door het gedetailleerd kritisch onderzoek door gezondheid-journalist David Tuller. Dit leidde tot een open brief aan ‘The Lancet’, ondertekend door zes prominente wetenschappers, met gedetailleerde aanvallen op de onwetenschappelijke praktijken, en met de vraag om “een onafhankelijke her‐analyse van de PACE-trial gegevens op individueel niveau”. Dit werd gevolgd door een andere brief ondertekend door drie dozijn prominente wetenschappers. De weerstand van de PACE-researchers om de gegevens vrij te geven, was uiteindelijk niet succesvol omdat rechtbanken geen bewijs vonden ter ondersteuning van hun bezorgdheid omtrent waarschijnlijke intimidatie door patiënten en pleitbezorgers. Eénmaal vrijgegeven, besloot een preliminaire her‐analyse: “de claim dat patiënten kun herstellen door CGT en GOT wordt niet gerechtvaardigd door de gegevens”.

Dat leidde tot een derde en vierde brief, dit keer gericht aan het ‘Journal of Psychological Medicine’, nu met 140 handtekeningen van professionals.

In Julie 2017 wijdde het ‘Journal of Health Psychology’ een volledig nummer aan ‘PACE‐gate’, waarin de weigering van de oorspronkelijke researchers om volledige medewerking te verlenen werd beklaagd. Rond Augustus 2017 werd het debat rond PACE bij Britse professionals zo intens dat ‘The Times’ het beschreef als “een bitse wetenschappelijke ruzie”: “Het dispuut leidde tot massale ontslagen en een uitwisseling van beledigingen die zo intens waren dat in e-mails die ‘The Times’ te zien kreeg, een wetenschapper naar een andere als een “walgelijke oude scheet, neoliberale hypocriet” refereerde”. Die ruzie is verre van opgelost. In Augustus 2018 rapporteerde ‘The Times’ dat een nieuwe open brief die her-analyse door ‘The Lancet’ eiste, ruggesteun had van “meer dan honderd academici … tien volksvertegenwoordigers en een twintigtal patiënten-groepen van over gans de wereld”.

De controverse omtrent PACE roept nijpende ethische vragen op. Gezien de grootte-orde en het aantal uitdagingen voor de wetenschap achter PACE, en de gezaghebbende posities van de kritici, is de vraag: hoe kon deze studie het proces van ‘peer-review’ doorstaan? Als de V.S. correct is dat M.E./CVS-patiënten nood hebben aan medische zorg, en als ze ook juist zijn dat de aanbeveling om zorg te ontzeggen gebaseerd werd op gecompromitteerde wetenschappelijke standaarden, dan presenteert ‘PACE‐gate’ ons een buitengewoon fenomeen, waarbij het research‐naar‐richtlijnen systeem in feite de toegang tot medische zorg heeft verhinderd voor miljoenen patiënten in nood. Het maakt niet uit welke besluiten omtrent de PACE-test wij persoonlijk omarmen: het is duidelijk dat dit een gebied is waar een ethisch discours broodnodig is.

‘PACE‐gate’, en het Amerikaans besluit daaromtrent, zijn de meest substantiële factoren die de noodzaak voor revisie van de NICE richtlijn bepalen, en dit geeft vanzelfsprekend ethische bedenkingen. NICE heeft lange tijd nauwe banden aangehouden met de PACE-researchers en adviseurs, die zich blijven vastklampen aan hun gezaghebbende posities in de medische en mentale gezondheid-organisaties in het V.K. Als organisatie toegewijd aan ‘evidence‐based’ besluiten die voldoen aan bio-ethische standaarden, is het redelijk om te hopen dat NICE de uitdaging van een ‘bittere wetenschappelijke vete’ met een focus op veiligheid en welzijn voor patiënten aankan. Het is echter ook billijk op te merken hoe moeilijk het kan zijn voor om ’t even welke professional om fouten, van de grootte-orde als die van ‘PACE‐gate’, toe te geven.

4. ETHISCHE BEPERKINGEN AANGAANDE RICHTLIJN-RIVISIE

Welke restricties creëeren de opheffing van de professionele consensus over M.E./CVS voor het herzien van de M.E./CVS-richtlijn van NICE? Ten eerste: het is belangrijk te verduidelijken dat artsen in een bepaald land niet verplicht zijn de praktijken van artsen in een ander land over te nemen enkel op basis van de medische authoriteit van dat ander land. In deze betekenis staat het NICE-professionals vrij hun eigen beslissingen te nemen over hoe ze het best de klassificatie en management van M.E./CVS aanpakken.

Het is echter ook belangrijk aan te geven dat de missie van NICE het aantal aanvaardbare responsen op de omkering van opinie door de Amerikanen beperkt. NICE heeft een verplichting om te verzekeren dat de richtlijnen een onbevooroordeeld, ‘evidence‐based’ beeld weerspiegelt van het huidig begrip over hoe men het best de gezondheid van de patiënten kan verbeteren. Omdat het huidig begrip over M.E./CVS scherp verdeeld is, lijkt het duidelijk dat als revisies de Amerikaanse conclusies niet omarmen, ze dan minstens neutraal dienen te blijven. Ze moeten de huidige toestand van het dispuut omtrent etiologie en management op een accurate en neutrale manier voorstellen.

Ten tweede: gezien de Amerikaanse omkering van opinie doet de huidige richtlijn bezorgdheid ontstaan aangaande ‘informed consent’ [geïnformeerde toestemming] en dit beperkt in sterke mate de aard van revisies. In 2007 gaven patiënten ‘informed consent’ voor CGT & GOT wanneer ze werden geïnformeerd over de besluiten van de NICE-beleidmakers omtrent veiligheid en doeltreffendheid, omdat deze conclusies de algemene medische consensus reflekteerden. In 2018 beweerden Amerikaanse gezondheid-authoriteiten echter met nadruk dat deze aanbevelingen niet ondersteund zijn, zelfs met enige bezorgdheid omtrent het feit dat ze eigenlijk tot schade kunnen leiden. De verplichting voor NICE om de basis bio-ethische principes te volgen – inclusief, specifiek, ‘informed consent’ – vereist dat patiënten geïnformeerd zijn over beide kanten van dit debat, zelfs als de NICE-professionals zelf overtuigd zijn van de waarde van CGT & GOT. Om die reden, wederom: als de richtlijn de nieuwe Amerikaanse positie niet omarmt, moet ze minstens, op een neutrale, onbevooroordeelde manier, de huidige toestand van het dispuut omtrent etiologie en management overbrengen.

Ten derde: zoals ik eerder opmerkte, geeft de bevestigde aanwezigheid van ziekte een ‘prima facie’ nood aan toegang tot medische zorg aan, inclusief algemene medische ondersteuning, en testen en behandeling waar nodig. Dit is geen kwestie van discussie. Wat onduidelijk is in de context van M.E./CVS, is hoe we de nood aan toegang tot medische zorg zouden moeten begrijpen bij aandoeningen waarvan de status als ziekten sterk wordt betwist. Ik stel voor dat, hoewel de Amerikaanse conclusie niet aantoont dat M.E./CVS-patiënten biologische nadelen ondervinden die medische zorg vereisen, het niet bewijst dat er een substantiële mogelijkheid toe bestaat – en deze mogelijkheid volstaat om het fundamenteel recht van patiënten, om toegang te krijgen tot algemene biologische medische zorg, te staven.

Veel van de discussie omtrent M.E./CVS draait rond de vraag of research een noodzaak voor biologische medische zorg heeft bewezen. Patiënten en pleitbezorgers hebben er op aangedrongen dat research dat heeft aangetoond, terwijl medische en mentale gezondheid professionals insisteren dat dit niet het geval is. Amerikaanse gezondheid-instanties kwamen uiteindelijk, in 2015, tot een akkoord met patiënten en pleitbezorgers, maar sommige professionals blijven geloven dat de medische nood onbewezen blijft, en deze conclusie wordt algemeen begrepen als rechtvaardiging voor een mentale gezondheid benadering voor de diagnose en management. Deze redenering is verwarrend, en in feite is het debat zelf misplaatst, omdat datgene wat typisch het basis-recht van een patient om toegang te krijgen tot medische zorg bepaalt, niet zo hoog kan worden ingeschat als het bewijs voor de noodzaak.

Buiten het omstreden terrein van M.E./CVS, erkennen artsen, bio-ethici en beleidmakers unaniem dat patiënten het basis-recht van toegang tot medische zorg door hun dokters hebben, niet enkel wanneer hun daaraan is bewezen, maar in elke omstandigheid waar medische nood een substantiële mogelijkheid is. Inderdaad: het is moeilijk in te beelden wat dagdagelijkse medische zorg zou inhouden als artsen medische ondersteuning, testen en behandeling enkel zouden verstrekken aan de patiënten waarvoor de nood is bewezen. Het is onredelijk, en inderdaad onethisch, om de legger voor algemene toegang tot biologische medische zorg enkel voor patiënten met M.E./CVS zo hoog te plaatsen.

Op het niveau van het beleid kunnen we dit duidelijk vaststellen met een hypothetisch voorbeeld verbonden met het prikkelbare darm syndroom (IBS), wat biologisch onverklaard is en dikwijls wordt geklassificeerd bij de psychiatrie i.p.v. bij geneeskunde. Veronderstel dat gezondheid-organisaties van de Amerikaanse overheid hadden besloten dat IBS wordt veroorzaakt door een bakteriële infektie die ernstige, eerder niet-erkende gezondheid-risicos stelt, en beslist de aanbevelingen, om te verzekeren dat patiënten medische zorg krijgen, te herzien. In landen die de kwestie dan beschouwen, zou het ethisch zijn om richtlijnen aan te nemen die IBS klassificeren bij psychiatrie, en het zo in de context voor zorg bij mentale gezondheid plaatsen?

Als we deze kwestie overwegen buiten het omstreden terrein van M.E./CVS, is het makkelijker om het ethisch imperatief, om het risico op schade in geval van diepgaand diagnostisch dispuut aan te pakken, te erkennen. Een besluit door Amerikaanse gezondheid-authoriteiten over ziekte bij IBS zou een substantiële mogelijkheid van medische schade vastleggen, en zo zou het een substantiële mogelijkheid van medische noodzaak bepalen. Die mogelijkheid zou, helemaal alleen, betekenen dat praktijk-richtlijnen elders de verplichting hebben om systematische obstruktie van de toegang van patiënten tot medische zorg te mijden. Op dezelfde manier zal de mogelijkheid op medische schade blijven, om het even welke conclusies NICE-professionals bereiken aangaande medische schade bij M.E./CVS, en dat zal bepalen dat het onethisch is om patiënten de toegang tot medische zorg te belemmeren.

Het is belangrijk om op te merken dat, omdat veel ziekten geen baat hebben bij mentale gezondheidszorg, er niets onethisch is aan de suggestie dat mentale gezondheid benaderingen biologische ziekten zouden kunnen verbeteren, of mogelijke biologische ziekte, of M.E./CVS – zo lang als de toegang tot algemene medische ondersteuning evenzeer beschermd is. De mogelijkheid van ziekte betekent dat het niet ethisch zou zijn M.E./CVS to karakteriseren als een mentale aandoening. Het betekent niet dat mentale gezondheidszorg niet zo nuttig kan zijn voor M.E./CVS-patiënten als het ’t geval kan zijn voor patiënten met om ’t even welke andere vorm van ziekte of mogelijke ziekte.

Ten slotte: het is nuttig te verhelderen dat, hoewel “belemmerde toegang tot medische zorg” gecompliceerd kan zijn wanneer symptomen mogelijks een psychosociale etiologie hebben, deze complicaties de ernst van het ontzeggen van medische zorg, aan patiënten die er nood zouden aan kunnen hebben, niet verzachten. Het is mogelijk, bijvoorbeeld, zorg voor symptomen gelijktijdig langs het medisch zowel als het mentaal pad te verstrekken, en wanneer dat het geval is, wordt de toegang tot medische zorg niet versperd. Het is ook mogelijk medische zorg te verlenen voor enkele symptomen en niet voor andere, of voor symptomen bij een lager niveau van pijn of lichamelijk lijden en niet bij een hoger niveau. In dat geval zou de toegang tot de zorg voor enkele symptomen, of voor een hoger niveau van pijn of lichamelijk lijden, belemmerd zijn, misschien wel op een correcte manier. Om ‘t even waar we verkiezen de lijn te trekken tussen symptomen die medische zorg vereisen en symptomen die mentale gezondheidszorg vergen, zal het een medische fout en een ethisch probleem blijven, als we geen medische zorg bieden aan patiënten die deze nodig hebben.

Hoewel NICE geen verplichting heeft de Amerikaanse conclusies aangaande M.E./CVS over te nemen, heb ik geargumenteerd dat, op basis van ten eerste de opdracht van NICE en ten tweede z’n verplichting tot ‘informed consent’, als de nieuwe richtlijn dit niet doet, het volledig, zonder vooringenomenheid, de realiteit van het professioneel debat omtrent etiologie en management moet overbrengen. Ten derde: op basis van het principe dat het fundamenteel recht van patiënten om toegang te krijgen tot medische zorg niet afhangt van het bewijs van de noodzaak maar van een substantiële mogelijkheid van nood, heb ik geargumenteerd dat het voor een richtlijn onethisch zou zijn om M.E./CVS te kenmerken als een mentale aandoening. Als NICE niet verkiest om neutraal te blijven in het debat, moet het weerstand bieden aan de veel voorkomende verleiding om the grenzen tussen medische onzekerheid en mentale diagnostisering te verdoezelen. Een neutrale NICE-richtlijn dient minutieus taalgebruik te vermijden dat behandelaars en patiënten aanmoedigt om M.E./CVS als een psychiatrische aandoening uit te leggen.

5. BESLUITEN

De eerste twee punten die ik heb opgeworpen aangaande ethische beperkingen omtrent herzieningen van de NICE richtlijn voor M.E./CVS zijn misschien niet toepasbaar buiten het V.K., in andere landen die momenteel worstelen met de opheffing van professionele consensus. Ten eerste: in sommige landen zouden de praktijk-richtlijnen ontwikkeld kunnen worden door organisaties die de basis-opdracht van NICE niet delen, wat een accuraat, onbevooroordeeld beeld van het huidig begrip door professionals vereist. Ten tweede: de ontwikkeling van richtlijnen draagt in sommige landen een mindere verplichting tot ‘informed consent’, zodat de verplichting van NICE om patiënten en professionals te informeren over de nieuwe Amerikaanse positie niet dezelfde kracht draagt buiten het V.K.

Mijn derde punt stelt echter een ethisch probleem voor elk land met een richtlijn dat nu M.E./CVS karakteriseert als een mentale aandoening. Ik heb voorgesteld dat, als een algemene regel, patiënten die een substantiële mogelijkheid voor schade door ziekte onder ogen zien, een fundamenteel recht op toegang tot biologische medische zorg hebben. De nieuwe Amerikaanse positie bepaalt dat M.E./CVS-patiënten wel degelijk die mogelijkheid op schade hebben: zo lang als we dit fundamenteel recht aanvaarden, moeten we ook accepteren dat het onethisch is om M.E./CVS te klassificeren als een mentale aandoening.

Conclusies met betrekking tot ethische richtlijnen voor M.E./CVS hebben gevolgen voor vele andere aandoeningen waarvan de status als ziekten ter discussie staat is. Wetenschappelijke ondersteuning voor de biologische realiteit van langdurige ziekte van Lyme, bijvoorbeeld, heeft een niveau bereikt dat onmogelijk te negeren is en de ‘World Health Organization’ heeft dit erkend met nieuwe medische diagnostische codes voor langdurige Lyme in de ‘International Classification of Diseases’. Het is ironisch dat de Amerikaanse CDC de weg banen wat betreft het de tegenkanting tegen de medische klassificatie van langdurige Lyme. Omdat de WHO een substantiële mogelijkheid voor medische schade door langdurige ziekte van Lyme heeft vastgesteld, lijkt het dat de CDC nu oog in oog staat met een ethisch probleem wat betreft z’n aanbevelingen voor de praktijk.

Er doemen gelijkaardige uitdagingen op aan de horizon op basis van disputen over de biologische realiteit van chronisch pijn syndroom, fibromyalgie, prikkelbare darm syndroom en mitochondriale aandoeningen. Zoals NICE aangeeft: wanneer er voor aandoeningen geen definitieve wetenschappelijke consensus bestaat, moeten beslissingen voor het beleid grotendeels betrouwen op ethische beoordelingen. Om die reden is het immens belangrijk voor bio-ethici om eindelijk te gaan wegen op het publiek debat over het recht op biologische medische zorg voor gecontesteerde aandoeningen. Weinig kwesties in de geneeskunde hebben dringender publieke bezorgdheid gegenereerd, en aangezien de professionele steun voor medische constructen voor deze aandoeningen aan momentum wint, wordt de nood voor ethische helderheid steeds dringender.

februari 23, 2019

Hoge energie-kost bij laag-gradige inflammatie

Filed under: Celbiologie — mewetenschap @ 8:18 am
Tags: , , , , , , ,

Prof. Jacoba (Cobi) Heijnen is een belangrijk figuur in het gebied van de psychoneuro-immunologie. Haar research focust op de cellulaire en molekulaire mechanismen van neuronale schade, motorisch gedrag en neuroprotectanten. Ze combineert brein/immuunsysteem-communicatie om de invloed van het neuro-endocrien systeem op de immuunrespons van patiënten met auto-immuunziekten te bestuderen. Samen met Prof. Robert Dantzer richtte ze het ‘Neuroimmunology Laboratory’ aan de universiteit van Texas op; waar onderzoek wordt verricht omtrent pijn, vermoeidheid, neuropathie en cognitieve stoornissen. Dantzer lanceerde het nu het nu aanvaarde idee dat het immuunsysteem de symptomen van ‘sickness-behaviour’ (ziekte-gedrag; vermoeidheid, hoofdpijn, spierpijn, keelpijn, enz.) bepaalt en dat deze fungeren als een manier om het energie-verbruik te reduceren (om, zo wordt gesteld, de verspreiding van pathogenen te voorkomen). Lees ook ‘Identifikatie en behandeling van symptomen geassocieerd met inflammatie’.

In onderstaand ‘review’-artikel focust hun team op twee zaken die op deze pagina’s al veelvuldig aan bod kwamen: de problematische energie-voorziening en de laag-gradige (neuro)inflammatie. Op basis van de literatuur (grotendeels door M.E.(cvs)-researchers) stellen ze voor dat deze inflammatie problemen met de energie-produktie veroorzaakt.

Vroeger had Heijnen het over cognitieve gedrag therapie als hulpmiddel maar daar wordt nu blijkbaar niets meer over geopperd…

————————-

Front Behav Neurosci. (2018) 12: 78

The High Costs of Low-Grade Inflammation: Persistent Fatigue as a Consequence of Reduced Cellular-Energy Availability and Non-adaptive Energy Expenditure

Lacourt TE, Vichaya EG, Chiu GS, Dantzer R, Heijnen CJ

Neuroimmunology Laboratory, Symptom Research Department, The University of Texas MD Anderson Cancer Institute, Houston, TX, United States

Samenvatting

Chronische of persisterende vermoeidheid is een courant, uitputtend symptoom bij meerdere ziekten. Persistente vermoeidheid bleek geassocieerd met laag-gradige inflammatie in meerdere modellen voor vermoeidheid (inclusief kanker-gerelateerde vermoeidheid [CRF] en Chronische Vermoeidheid Syndroom). Het is echter onduidelijk hoe laag-gradige inflammatie tot het ervaren van vermoeidheid leidt. We presenteren hier een model voor een onevenwicht qua energie-beschikbaarheid en energie-verbruik als een gevolg van laag-gradige inflammatie. In dit verhalend overzicht, bespreken we hoe laag-gradige inflammatie kan leiden tot verminderde beschikbaarheid van cellulaire energie. Laag-gradige inflammatie induceert een metabole omschakeling van energie-efficiënte oxidatieve fosforylatie naar snel-werkende, maar minder efficiënte, aërobe glycolytische energie-produktie; doet reaktieve zuurstof soorten verhogen en reduceert insuline-sensitiviteit. Deze effekten resulteren in gedaalde glucose-beschikbaarheid en, daardoor, verminderde cellulaire energie. Daarnaast suggereert nieuw bewijsmateriaal dat chronische laag-gradige inflammatie verbonden is met de bereidheid om inspanning te leveren onder specifieke omstandigheden. Veranderingen in het circadiaans ritme en slaap-stoornissen kunnen de effekten van inflammatie op de beschikbaarheid van cellulaire energie en niet-adaptief energie-verbruik mediëren. In het tweede deel van deze bespreking, presenteren we bewijs voor deze metabole mechanismen in modellen voor aanhoudende vermoeidheid, waarbij we focussen op Chronische Vermoeidheid Syndroom en kanker-gerelateerde vermoeidheid. Het meeste bewijsmateriaal voor gedaalde beschikbaarheid van cellulaire energie met betrekking tot vermoeidheid komt van studies over het Chronische Vermoeidheid Syndroom. Hoewel het mechanistisch bewijs uit de literatuur omtrent kanker-gerelateerde vermoeidheid nog beperkt is, wijzen de beperkte resultaten ook naar gereduceerde beschikbaarheid van cellulaire energie. Er is ook groeiend bewijs voor het feit dat het energie-verbruik voor aktiviteiten de verminderde beschikbaarheid van cellulaire energie bij patiënten met persisterende vermoeidheid overstijgt. Dit suggereert dat een onvermogen om energie-verbruik aan te passen aan de beschikbare bronnen één mechanisme kan zijn dat aan de basis ligt van persistente vermoeidheid.

Inleiding

Chronische of persisterende vermoeidheid is een courant, uitputtend symptoom van meerdere ziekten. Het is één van de meeste frequent gerapporteerde symptomen bij kanker en kanker-behandeling, en is zeer sterk aanwezig bij meerdere chronische ziekten, zoals Multipele Sclerose, diabetes en Reumatoïde Artritis. Daarnaast is ‘t het kenmerkend symptoom van het Chronische Vermoeidheid Syndroom, een aandoening waarbij ernstige persistente vermoeidheid wordt ervaren in afwezigheid van een gediagnostiseerde ziekte. Aanhoudende vermoeidheid is anders dan acute vermoeidheid. Acute vermoeidheid is een gezonde, adaptieve respons op fysieke of mentale inspanning, die metabole signalisering induceert om verdere energie-consumptie te vermijden. Acute vermoeidheid verdwijnt typisch na rust of slaap. In tegenstelling daarmee is persisterende vermoeidheid dikwijls disproportioneel met de uitgeoefende aktiviteiten en wordt over het algemeen niet volledig verlicht door rust. Er zijn geen behandelingen voor aanhoudende vermoeidheid die goedgekeurd werden door de Amerikaanse ‘Food and Drug Administration’, ten dele omdat de onderliggende mechanismen nog niet goed worden begrepen.

Er werd gesuggereerd dat aktivatie van inflammatoire mechanismen aan de basis ligt van persistente vermoeidheid bij veel patiënten-populaties [bv. Montoya JG et al. Cytokine signature associated with disease severity in Chronic Fatigue Syndrome patients. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2017) 114: E7150-E7158] en dieren-modellen. Inderdaad: het is goed bekend uit experimentele studies dat acute ernstige inflammatie, zoals deze geïnduceerd door lipopolysaccharide (LPS), acuut ziekte-gedrag, inclusief vermoeidheid, veroorzaakt. Deze respons werd geïnterpreteerd als een adaptief proces dat leidt tot het behoud van energie en reductie van het risico op verdere verspreiding van pathogenen (bv. door het zich terugtrekken uit sociale interakties) [Dantzer R et al. The neuroimmune basis of fatigue. Trends Neurosci. (2014) 37: 39-46]. Bovendien is, bij auto-immune ziekten zoals Multipele Sclerose, diabetes en Reumatoïde Artritis, het vermoeidheid-niveau geassocieerd met een toename van plasma-cytokinen, bijzonderlijk bij opflakkering van symptomen. Verbanden tussen kleine, langdurige verhogingen qua inflammatoire cytokinen en chemokinen in het plasma, en persisterende vermoeidheid werden ook gerapporteerd bij kanker-overlevers; en bij individuen met het Chronische Vermoeidheid Syndroom [zie Montoya JG et al. hierboven]. Bij deze patiënten zijn de waarden van plasma-cytokinen over het algemeen veel lager dan deze die worden gedetekteerd bij patiënten met auto-immune ziekten. De mechanismen waarmee subtiele verhogingen qua inflammatie vermoeidheid induceren zijn nog onduidelijk en zouden verschillend kunnen zijn van wat werd aangetoond voor acute ernstige inflammatie. Het aantal in de literatuur gerapporteerde associaties suggereert echter dat het effekt biologisch significant is.

We stellen voor dat chronische laag-gradige inflammatie persistente vermoeidheid induceert en/of bestendigt door het induceren van een onevenwicht tussen beschikbaarheid van cellulaire energie en cellulair & aktiviteiten energie-verbruik. Inflammatie verhoogt de noodzaak van immuun-cellen om snel cellulaire energie te genereren. Om hieraan te voldoen verschuiven immuun-cellen naar aërobe glycolyse voor energie-produktie, een minder efficiënt maar snel-werkend mechanisme. Tijdens chronische laag-gradige inflammatie wordt verwacht dat het uitgebreid vertrouwen op aërobe glycolyse zal leiden tot gedaalde beschikbaarheid van nutriënten en dus tot minder energie-beschikbaarheid voor de noodlijdende orgaan-systemen. Het energie-evenwicht van het organisme kan verder belast raken door veranderingen qua circadiaanse ritmes en slaap. Daarnaast is er bewijs dat suggereert dat laag-gradige of chronische inflammatie (maar niet acute ernstige inflammatie) gelinkt kan worden aan verhogingen qua energie-verbruik bij aktiviteiten, wat bijdraagt tot het onevenwicht tussen energie-beschikbaarheid en -verbruik en, daardoor, leidt tot vermoeidheid.

Effekten van laag-gradige inflammatie op energie-produktie en -verbruik

Adenosine-trifosfaat (ATP) is de voornaamste vorm van energie-‘munteenheid’ die door de cellen wordt gebruikt. Het genereren van ATP omvat het katabolisme van macronutriënten (koolhydraten, lipiden en proteïnen), elk startend van een uniek metabool mechanisme, maar dat uiteindelijk leidt tot ATP-produktie door de cellen. Factoren die ATP-produktie negatief kunnen beïnvloeden omvatten gedaalde intracellulaire glucose-beschikbaarheid (door veranderingen in het metabolisme van macronutriënten of verminderde glucose-opname door de cellen), gedaalde funktie van de mitochondrieën wat betreft aërobe energie-produktie en daaropvolgende afhankelijkheid van minder-efficiënte aërobe glycolyse.

Energie-produktie tijdens langdurige inflammatie

Inflammatie vereist een verandering qua metabolisme en deze wijzigingen verschillen voor acute en chronische of langdurige inflammatie. Bij acute inflammatie is snelle ATP-produktie door de immuun-cellen vereist voor de ganse reeks immuun-responsen. Immuun-cellen (lymfocyten en leukocyten) wisselen van oxidatieve fosforylatie naar een groter vertrouwen op aërobe glycolyse voor snelle ATP-produktie. Deze verschuiving is in het voordeel van overhaaste ATP-produktie terwijl de katabole efficiëntie wordt opgeofferd, resulterend in verminderde mitochondriale werking en gestegen aanmaak van lactaat.

Bijkomend is langdurige inflammatie geassocieerd met verhoogde insuline-resistentie en gedaalde glucose-tolerantie, wat leidt tot verminderde glucose-opname door de immuun-cellen en, bijgevolg, minder globale ATP-produktie uit glucose. Tijdens persistente laag-gradige inflammatie worden daarom energie en glucose afgeleid van andere systemen om de immuun-respons te ondersteunen. Ter compensatie doet het lichaam het lipiden- en proteïnen-metabolisme stijgen voor de produktie van ATP. Het lipiden-metabolisme is een traag proces en kan dus niet voldoen aan de snelle energie-vereisten. Daarnaast betekent een verhoogd betrouwen op het proteïnen-metabolisme dat andere funkties, zoals het bevorderen van groei-stimulatie, gecompromitteerd raken. Inflammatie leidt ook tot meer reaktieve zuurstof soorten (ROS) om binnendringende pathogenen te bestrijden. ROS kunnen echter schadelijk zijn voor mitochondrieën en mitochondriaal DNA, en dus draagt langdurige blootstelling aan ROS tijdens chronische inflammatie bij tot mitochondriale dysfunktie.

De effekten van chronische inflammatie zijn bijzonder schadelijk voor neuronen die sterk afhankelijk zijn van oxidatieve fosforylatie voor hun ATP-behoeften. Bij normaal brein-metabolisme vertrouwen neuronen sterk op astrocyten. Astrocyten gebruiken glycolyse om lipiden en glucose om te zetten naar pyruvaat en dan lactaat. Lactaat wordt dan naar neuronen gestuurd, waar het binnenkomt in de TCA-cyclus. Tijdens chronische inflammatie zorgt insuline-resistentie voor een daling van glucose en het proteïnen-metabolisme in het astrocyten, wat resulteert in verminderde beschikbaarheid van lactaat voor neuronen, wat deze er toe dwingt sterker te leunen op het trager proces van het lipiden-metabolisme. Verder is inflammatie in staat om de mitochondriale efficiëntie te verlagen, wat de metabole belasting op neuronen verhoogt. Veranderingen qua neuronaal metabolisme zullen uiteindelijk het neuronaal funktioneren aantasten.

Aktiviteiten energie-verbruik tijdens inflammatie

Er wordt geraamd dat chronische laag-gradige inflammatie het systemisch energie-verbruik met 10% verhoogt. Gezien de gestegen energie-vereisten bij chronische inflammatie en de resulterende gedaalde energie-beschikbaarheid, zou men verwachten dat het aktiviteiten energie-verbruik (d.i. de hoeveelheid energie die wordt gespendeerd aan aktiviteiten) zou verminderen. Meerdere studies in de context van acute, ernstige inflammatie bekrachtigen deze hypothese en tonen de verminderde bereidheid (motivatie) tot inspanning, zowel bij knaagdier-modellen als bij mensen. Resultaten van deze en andere studies suggereren echter ook dat motivatie-gedrag anders beïnvloed kan zijn bij laag-gradige inflammatie.

Studies met dieren-modellen tonen een daling qua inspanning om voedsel te verkrijgen enkel na toediening van hogere dosissen inflammatoire mediatoren. Voor de laagste dosissen was er niet alleen geen verminderde, er bleek ook een trend naar meer aktiviteit. Verder testten onderzoekers dieren 24 h na een acute inflammatoire aanval (LPS-injektie), een punt waar de acute inflammatoire respons en het ziekte-gedrag waren geluwd: er werd een verschuiving vastgesteld wat betreft motivationele prioriteit naar keuzes die een hogere inspanning voor een meer in het oog springende beloning vereisten.

Een vergelijking van de resultaten van de twee beschikbare studies bij mensen wijst ook op afzonderlijke effekten van hoog- vs. laag-gradige inflammatie op keuzes omtrent energie-verbruik. Researchers testten gezonde individuen 2 en 5 h na LPS-injektie en vonden een verminderde bereidheid om taken uit te voeren die een grote inspanning vergen (2, maar niet 5, h na injektie; op 2 h had de inflammatie z’n piek bereikt). In tegenstelling daarmee vonden anderen, bij deelnemers 5 h na LPS, een verhoogde bereidheid om taken uit te voeren die een grote inspanning vergen (maar enkel in omstandigheden die voordelig waren om iets te winnen). Ze merkten verder op dat deelnemers te zwak waren om getest te worden tussen 3 en 4 h na injektie. Op te merken: de 2 studies verschilden wat betreft meerdere belangrijke aspecten, inclusief karakteristieken van het staal (enkel mannen vs. een mix van mannen en vrouwen) en taken (keuze tussen aanvaarden of afwijzen van een taak vs. keuze tussen een taak met grote inspanning/grote beloning of een lage inspanning/kleine beloning). Niettemin, stellen we op basis van deze experimentele gegevens bij muizen en mensen als hypothese dat acute ernstige inflammatie leidt tot veralgemeende adaptieve dalingen van energie-verbruik/inspanning, terwijl milde inflammatie kan leiden tot relatieve stijgingen van energie-verbruik/inspanning op voorwaarde dat de drijfveer groot genoeg is. Deze notie wordt ondersteund door onze bevindingen dat laag-gradige inflammatie geassocieerd was met keuzes voor verhoogde inspanning van een groep kanker-patiënten en -overlevers. Er dient nog te worden nagegaan of deze verschuivingen qua inspanning-gedrag/energie-verbruik overéénkomen met ‘herstel’ of met een omschakeling van de immuun-cellen van een glycolytisch naar een meer oxidatief gestuurd metabool profiel. Daarnaast werden verschuivingen in het gedrag tijdens chronische laag-gradige inflammatie nog niet bestudeerd.

De effekten van inflammatie op inspanning/energie-verbruik bij motivatie-taken lijken te worden gemedieerd door het dopaminerg systeem. Hoewel het mechanisme waardoor inflammatie in staat is de dopamine-neurotransmissie te wijzigen nog onduidelijk is, geeft de literatuur omtrent Parkinson’s aan dat chronische neuro-inflammatie leidt tot oxidatieve stress en mitochondriale schade in dopaminerge neuronen, leidend tot een belangrijke verstoring qua dopaminerge [via dopamine werkende] neurotransmissie. Dopaminerge neuronen zijn bijzonder kwetsbaar voor inflammatie. Hoewel de oorzaak van deze kwetsbaarheid nog niet volledig wordt begrepen, kunnen de verhoogde basale oxidatieve fosforylatie van deze cellen en de auto-oxidatie van overmatig extracellulair dopamine daartoe bijdragen.

Slaap en circadiaanse ritmes als partiële mediatoren van de effekten van chronische laag-gradige inflammatie op energie-beschikbaarheid en -verbruik

Inflammatie kan bijkomend leiden tot meer aanhoudende wijzigingen in het metabolisme via veranderingen van het circadiaans ritme en slaap. Chronische laag-gradige en ernstige inflammatie bleek de slaap-kwaliteit en circadiaanse ritmes te beïnvloeden, en vice versa [Rahman K et al. Sleep-wake behavior in Chronic Fatigue Syndrome. Sleep (2011) 34: 671-678]. Veranderingen qua ritmes van de circadiaanse aktiviteit werden gelinkt met vermoeidheid. Slaap-stoornissen en verminderde slaap-kwaliteit – dikwijls gerapporteerd door individuen met persistente vermoeidheid – kunnen ook leiden tot een gedesorganiseerd/ontregeld circadiaans ritme omwille van dutjes tijdens de dag en strukturele wijzigingen qua slaap-aanvang ‘s nachts.

De meeste metabole processen worden gereguleerd door de circadiaanse klok en veranderingen qua circadiaans ritme of slaap zijn verbonden met metabole veranderingen, zoals verhoogd circulerend glucose en gedaalde insuline-sensitiviteit. Specifiek: expressie van mitochondriale proteïnen betrokken bij veel metabole processen ondergaat post-translationele modificaties die worden gereguleerd door het ‘Clock’-gen [Circadian Locomotor Output Cycles Kaput; beïnvloedt de circadiaanse ritmes]. Daarnaast wordt het mitochondriaal oxidatief metabolisme ook gecontroleerd door de circadiaanse klok via oscillaties in de biosynthese van nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD+) en de beschikbaarheid van mitochondriale enzymen.

Onvoldoende slaap en wijzigingen in circadiaanse ritmes kunnen ook het verbruik van cellulaire energie en aktiviteit veranderen. Pre-klinische studies tonen een verhoogd energie-verbruik na totale slaap-onthouding bij ratten. Zo ook leidde experimenteel geïnduceerde slaap-onthouding bij gezonde menselijke vrijwilligers tot gestegen dagelijks energie-verbruik (bepaald via totale-ruimte calorimetrie; meten van zuurstof-consumptie en koolstof-dioxide produktie). Hoewel dit gepaard ging met een compenserende toename in energie (voedsel-inname, t.t.z. calorische inname hoger dan calorisch verbruik), steeg de fysieke inspanning significant. Als de hierboven beschreven studies steunen op experimenteel geïnduceerde veranderingen qua circadiaans ritme en slaap, is het onduidelijk in welke mate deze bevindingen relevant zijn voor natuurlijk optredende veranderingen. Daarnaast: of meer subtiele, aanhoudende veranderingen qua slaap en circadiaans ritme, zoals deze geobserveerd bij vermoeide individuen, ook energie-verbruik wijzigen, dient nog te worden aangetoond.

Samenvatting van de voorgestelde mechanismen

Chronische laag-gradige inflammatie is gerelateeerd met een persistente metabole switch naar snellere, maar minder efficiënte, glycolytische energie-produktie, en verhoogde aanmaak van ROS. Dit beïnvloedt op z’n beurt de mitochondriale funktie, waardoor het betrouwen op glycolytische mechanismen vergroot. Daarnaast gaat, hoewel chronische inflammatoire processen meer energie vereisen, deze verhoogde nood aan energie niet altijd gepaard met verminderingen qua aktiviteiten energie-verbruik. Dit lijkt in het bijzonder het geval in de context van laag-gradige inflammatie, die motivatie voor inspanning bleek te verhogen. Inflammatie kan ook circadiaanse ritmes en slaap beïnvloeden (en vice versa), wat de effekten op energie-beschikbaarheid en -verbruik verder kan verergeren.

We stellen voor dat dit onevenwicht tussen energie-beschikbaarheid vs. -verbruik aan de basis ligt van het ervaren van vermoeidheid geïnduceerd door chronische laag-gradige inflammatie. Hierna bespreken we het bewijsmateriaal voor deze metabole mechanismen bij persistente vermoeidheid.

Aanhoudende vermoeidheid ten gevolge gereduceerde energie-beschikbaarheid en verhoogd energie-verbruik?

Er werden voornamelijk verbanden tussen laag-gradige inflammatie en aanhoudende vermoeidheid gerapporteerd bij individuen met CVS of CRF. Bij patiënten met CVS, bleek de vermoeidheid-ernst geassocieerd met gestegen cytokine-concentraties in plasma [zie Montoya JG et al. hierboven] en ruggemergvocht [Hornig M et al. Cytokine network analysis of cerebrospinal fluid in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Mol. Psychiatry (2016) 21: 261-269]. Er werden ook wijzigingen in de fysiologische stress-respons (overwegend hypothalamus-hypofyse-bijnier as output) bij CVS-patiënten gerapporteerd [bv. Silverman M et al. Neuroendocrine and immune contributors to fatigue. PMR (2010) 2: 338-346], suggererend dat laag-gradige inflammatie het resultaat kan zijn van een gereduceerde sensitiviteit voor immuun-regulerende stress-hormonen zoals cortisol. Voor CRF begint de vermoeidheid gewoonlijk tijdens de kanker-behandeling maar houdt bij overleving aan bij een significante subset patiënten. Het is geweten dat de meeste eerste-lijn behandelingen zoals chemotherapie en chirurgie een inflammatoire respons induceren (bv. door weefsel-beschadiging). Stijgingen van inflammatoire merkers bleken inderdaad geassocieerd met verhoogde vermoeidheid-ernst bij patiënten die behandeling ondergingen, hoewel niet alle inflammatoire merkers geassocieerd met vermoeidheid een respons op kanker-behandeling vertonen, wat de aanwezigheid van andere oorzakelijke factoren suggereert. Bij kanker-overlevers werden ook, ondanks het ophouden van de onmiddellijke inflammatoire effekten van de kanker-behandeling, verbanden tussen gestegen waarden van inflammatoire merkers en verhoogde vermoeidheid gezien. CRF bij overlevers bleek daarnaast geassocieerd met psychosociale stress factoren (zoals angst voor het terugkeren van de kanker) wat suggereert dat inflammatoire processen bij overlevers (ten dele) stress-gerelateerd kunnen zijn.

Gedaalde energie-beschikbaarheid bij aanhoudende vermoeidheid

Bewijs voor verminderde energie-beschikbaarheid bij langdurige vermoeidheid komt voornamelijk uit metaboloom-studies [bv. Fluge Ø et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight (2016) 1: e89376 /// Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2016) 113: E5472-5480 /// Yamano E et al. Index markers of Chronic Fatigue Syndrome with dysfunction of TCA and urea cycles. Sci Rep. (2016) 6: 34990] en van studies omtrent mitochondriale dysfunktie [bv. Filler K et al. Association of mitochondrial dysfunction and fatigue: a review of the literature. BBA Clin. (2014) 1: 12-23]

Mitochondriale Dysfunktie

Mitochondrieën worden dikwijls voorgesteld als de ‘krachtcentrales van de cel’. De mitochondriale werking kan gecompromitteerd worden door meerdere factoren, inclusief verminderde beschikbaarheid van de nodige metabolieten en mitochondriale schade door, bijvoorbeeld, oxidatieve stress. De notie dat mitochondriale dysfunktie kan leiden tot vermoeidheid wordt aangegeven door de observatie dat vermoeidheid een courant symptoom bij mitochondriale ziekte is en dat vermoeidheid-achtig gedrag in dieren-modellen geassocieerd is met gedaalde expressie van mitochondriale complexen, verminderingen qua metabole aktiviteit en veranderingen qua mitochondriale morfologie in de hersenen.

Het verband tussen mitochondriale dysfunktie en persistente vermoeidheid werd het meest bestudeerd bij patiënten met CVS. Een systematische ‘review’ rapporteerde dat 21 op 25 artikels beperkt waren tot CVS [zie Filler K et al. hierboven]. Lagere serum-waarden van het anti-oxidant CoQ10 was de meest consistente bevinding van het overzicht, met beperkt bewijs voor lagere waarden van andere anti-oxidanten en verhoogde waarden van oxidatieve stress merkers. Er werden lagere carnitine-waarden gezien in sommige studies maar de resultaten hingen af van het type carnitine dat werd bepaald. Later gepubliceerde studies over CVS bevestigen verhoogde oxidatieve stress, mogelijke dalingen qua efficiëntie van de ATP-aanmaak en verminderingen van de mitochondriale energie-produktie bij CVS-patiënten [Ciregia F et al. Bottom-up proteomics suggests an association between differential expression of mitochondrial proteins and Chronic Fatigue Syndrome. Transl. Psychiatry (2016) 6: e904]. Het bepalen van de zuurstof-consumptie in PBMCs [Tomas C et al. (2017). Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE 12: e0186802] is veelbelovend, wijzend op een gereduceerde capaciteit van de mitochondrieën om te voldoen aan de gestegen energie-vereisten tijdens cellulaire stress; een replicatie omwille van het gebruik van ingevroren en verse bloedstalen, en de beperkte grootte van het staal is aangewezen.

Studies aangaande CRF bleven tot hier toe beperkt tot de onmiddellijke effekten van kanker-behandeling en het is onduidelijk in welke mate deze effekten nog aanwezig zijn bij overlevers. Pre-klinische research heeft aangetoond dat zowel kanker als kanker-therapie geassocieerd zijn met mitochondriale dysfunktie. Op basis van pre-klinische modellen is het onbekend of door behandeling geïnduceerde of door kanker geïnduceerde veranderingen qua mitochondriale funktie verband houden met vermoeidheid. Een handvol observationele studies van één research-groep rapporteren echter over een associatie bij prostaat-kanker patiënten die bestraling-therapie ondergaan. Hun resultaten duiden op verminderd mitochondriaal funktioneren tesamen in associatie met vermoeidheid, zoals bewezen door gedaalde expressie van mitochondrieën-gerelateerde genen, verminderde expressie van mitochondriale elektronen-transport complex-II enzymen en gestegen apoliproteïne-A1 (ApoA1) in associatie met hogere vermoeidheid. ApoA1 is belangrijk voor lipiden-opruiming en een stijging qua ApoA1 is indicatief voor een gedaald gebruik van lipiden voor ATP-synthese.

Een handvol studies en klinische proeven bekrachtigen de hierboven beschreven bevindingen. Twee experimentele studies bij CVS-patiënten toonden wijzigingen in metabole processen. Resultaten van de in vitro stimulatie van skeletspier-cellen van patiënten met CVS gaven insuline-resistentie of verminderde sensitiviteit van insuline-receptoren aan [Brown AE et al. Abnormalities of AMPK activation and glucose uptake in cultured skeletal muscle cells from individuals with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2015) 10: e0122982; zie ‘Aktivatie van AMPK & glucose-opname in M.E.(cvs) spiercellen]. Verder vertoonden CVS-patiënten een trager herstel na maximale inspanning-test, leidend tot een snellere afhankelijkheid op het minder efficiënt glycolytisch metabolisme tijdens een daaropvolgende test [Snell CR et al. Discriminative validity of metabolic and workload measurements for identifying people with Chronic Fatigue Syndrome. Phys. Ther. (2013) 93: 1484-1492].

Anti-oxidanten supplementering kan doeltreffend zijn naar het verminderen van vermoeidheid toe, wat een oorzakelijk verband suggereert tussen verminderde beschikbaarheid van anti-oxidanten en vermoeidheid. Bij patiënten met CVS deed supplementering met CoQ10 en nicotinamide-adenine-dinucleotide (NADH) de vermoeidheid dalen, terwijl dat niet geval was voor een placebo-behandeling [Castro-Marrero J et al. Does oral coenzyme Q10 plus NADH supplementation improve fatigue and biochemical parameters in Chronic Fatigue Syndrome? Antioxid. Redox Signal. (2014) 22: 679-685]. Supplementering bleek ook CRF te verbeteren. Cachexische patiënten [cachexie = veralgemeende zwakte-toestand] met gevorderde gynaecologische kanker leken voordeel te halen uit de toediening van meerdere metabolisme-gerelateerde supplementen naast hun standaard cachexie-behandeling met synthetisch progestogeen; wat verminderingen qua vermoeidheid, inflammatie en energie-verbruik aantoont in vergelijking met enkel de standaard behandeling. Bij patiënten met borst-kanker die chemotherapie ondergaan, leidde supplementering met een aminozuren-gel die CoQ10 en L-carnitine bevat tot minder ernstige vermoeidheid. Aangezien deze studie een ‘standard-of-care’ conditie als controle omvatte, kan een placebo-effekt niet worden uitgesloten. In tegenstelling daarmee werd bij een grote studie met of borst-kanker patiënten die chemotherapie ondergingen, gebruikmakend van supplementering met vitamine-E met of zonder CoQ10, geen enkel effekt van CoQ10 op de ontwikkeling van vermoeidheid gevonden. In dieren-modellen werd ook aangetoond dat verscheidene molekulen met anti-oxidante eigenschappen vermoeidheid-achtig gedrag kunnen verminderen [bv. quercetine, coenzyme-Q10, ginsenoside-Rb1 (steroïd-achtige stof voorkomend in ginseng, agonist voor de oestrogeen-receptor)]. Bij deze studies dient te worden opgemerkt dat de vermoeidheid-modellen een significante beperking betekenen. Aangezien de mechanismen die ten gronde liggen aan CVS nog slecht gedefinieerd zijn, is de validiteit van dieren-modellen voor CVS betwistbaar. Bovendien induceren en kwantificeren veel van deze studies vermoeidheid in dezelfde interventie (bv. gedwongen zwemmen), wat inherent problematisch is. Daarom is nog veel werk vereist om onze model-systemen te verbeteren en deze bevindingen te valideren.

Samengevat: het meeste bewijsmateriaal voor een verband tussen vermoeidheid en mitochondriale werking komt van CVS, wijzend op lagere waarden van anti-oxidanten en mogelijke dalingen qua mitochondriale ATP-produktie. Hoerwel er geen lagere anti-oxidanten concentraties werden gevonden bij kanker-patiënten, duiden wijzigingen van de mitochondriale gen-expressie toch op een rol voor het mitochondriaal funktioneren bij vermoeidheid. Resultaten van klinische en pre-klinische studies wijzen op mogelijke voordelige effekten van mitochondrieën-ondersteunende supplementen. De meeste observationele en interventie-studies lijden echter onder ernstige beperkingen wat betreft staal-grootte of studie-ontwerp. Daarnaast werden de exacte oorzaken van gedaalde waarden van anti-oxidanten of ATP-aanmaak nog niet bestudeerd. Hoewel inflammatie waarschijnlijk de oorzaak is, is het zeker niet de enige kandidaat. Dus zijn bijkomende pre-klinisch onderzoek om de mechanismen te identificeren, als ook klinische replicaties bij grotere groepen, gebruikmakend van placebo-gecontroleerde ontwerpen en relevante biomerkers, dringend aangewezen.

Metabolomica

Metabolomica-studies laten een brede beoordeling van veranderingen in het metabolisme toe. Drie dergelijke studies rapporteerden over CVS, elk met verschillende resultaten maar allemaal wijzend naar gereduceerde metabole aktiviteit. Yamano et al. [ref. zie hierboven] leverden bewijs voor verminderde aktiviteit in de TCA- en de ureum-cyclus. Naviaux [ref. zie hierboven] rapporteerde over gedownreguleerde metabolieten van twee klassen lipiden en Fluge [ref. zie hierboven] over gedaalde concentraties aminozuren die fungeren als voorlopers voor acetyl-Coenzyme A, één van de voornaamste inputs van de TCA-cyclus. Hoewel Yamano et al. & Naviaux et al. geen meldingen maakten over verbanden tussen metabolieten en vermoeidheid-graad, rapporteerde Fluge et al. dat er geen assosciaties waren. Ze observeerden eerder verbanden tussen leeftijd en ‘body-mass-index’, suggererend dat hun bevindingen niet specifiek waren voor vermoeidheid bij de CVS-patiënten.

Er werd slechts beperkt werk verricht aangaande metabolomica in dieren-modellen voor vermoeidheid; bij één studie van inspanning-geïnduceerde vermoeidheid werden echter meerdere potentiële “anti-vermoeidheid” metabolomica biomerkers geïdentificeerd. Eén daarvan was geranyl-difosfaat [wordt beschouwd als een sleutel-intermediair bij de biosynthese van steroïden], dat indirect de lipiden-synthese en proteïnen-afbraak kan reguleren. Sebacinezuur [een dicarbonzuur], een resultaat van het vetzuren-metabolisme dat geoxideerd kan worden tot metabole intermediairen voor de TCA-cyclus [acetyl-CoA & succinyl-CoA], was een ander.

Samengevat: de resultaten van de drie metabolomica-studies duiden op veranderingen in het lipiden- & vetzuren metabolisme en gedaalde TCA-aktiviteit in verband met vermoeidheid, wat lijkt op metabole wijzigingen tijdens chronische laag-gradige inflammatie. Aangezien de TCA-cyclus nodig is om de voorlopers voor het proces van oxidatieve fosforylatie te creëeren, zou een verminderde aktiviteiten wijzen op gedaalde ATP-produktie via gereduceerde oxidatieve fosforylatie. Aangezien het lipiden-metabolisme, of lipolyse, de meeste energie per gram substraat genereert, is het de meest efficiënte manier voor energie-opslag. Het katabolisme van lipiden naar bruikbare energie is een traag proces en wordt hoofdzakelijk aangewend bij uitgebreide energie-vereisten, zoals bij chronische inflammatie. Veranderingen in dit metabool mechanisme kunnen dus resulteren in verminderde beschikbaarheid van efficiënte energie-bronnen, wat leidt tot verhoogde afhankelijkheid van een op koolhydraten gebaseerd metabolisme. Daarnaast zou de gedaalde beschikbaarheid van vetzuren interfereren met de aërobe energie-produktie, wat de nood voor anaërobe glycolytische ATP-produktie verhoogt.

Verhoogd energie-verbruik bij aanhoudende vermoeidheid

Meerdere bevindingen wijzen naar een energie-verbruik voor aktiviteiten die de beschikbare energie overstijgt bij patiënten met CVS & CRF. Bv.: één studie rapporteerde dat ca. de helft van een groep CVS-patiënten een energie-verbruik ervaarde dat hun ervaren energie-beschikbaarheid overschreed [Jason L et al. The impact of energy modulation on physical functioning and fatigue severity among patients with ME/CFS. Patient Educ. Couns. (2009) 77: 237-241]. Daarnaast bleek dat een niet-farmacologische interventie gericht op het verminderen van de vermoeidheid bij CVS-patiënten enkel doeltreffend was bij die patiënten waar energie-beschikbaarheid en -verbruik overéénkwamen [Brown M et al. The role of changes in activity as a function of perceived available and expended energy in nonpharmacological treatment outcomes for ME/CFS. J. Clin. Psychol. (2011) 67: 253-260]. Bij CRF hebben we getoond dat kanker-overlevers die melding maken van ernstiger vermoeidheid, een verhoogde tendens vertoonden om inspanning te leveren. Kanker-patiënten onder behandeling vertoonden dit verband niet maar eerder een gedaalde neiging om inspanning te leveren. Andere onderzoekers rapporteerden significante positieve verbanden tussen vermoeidheid-ernst en gemiddeld dagelijks calorie-verbruik bij patiënten met borst-kanker na de vierde cyclus chemotherapie. Dus is er preliminair bewijs dat suggereert dat energie-verbruik niet overéénkomt met (ervaren) energie-beschikbaarheid.

Veranderingen in circadiaanse ritmes en slaap bij bij aanhoudende vermoeidheid

Zoals hierboven vermeld, kunnen door laag-gradige inflammatie geïnduceerde veranderingen van het metabolisme gemedieerd zijn door wijzingen in circadiaanse ritmes & slaap, mogelijks via veranderingen van de melatonine-ritmiciteit. Hieronder bespreken we de bevindingen omtrent slaap, circadiaans ritme en melatonine in relatie tot chronische vermoeidheid.

Bij CVS werden een slechte slaap en wijzigingen qua melatonine-ritmiciteit, maar niet qua circadiaans ritme, gerapporteerd. CVS-patiënten maken meer melding van slaap-storrnissen en vertonen abnormale slaap-progressie (d.w.z. grotere mate van cyclisch alternerend patroon). Daarnaast was de vermoeidheid-graad geassocieerd met door de patiënten gerapporteerde slechte slaap, wat op z’n beurt verband hield met kleine toenames van de waarden van de pro-inflammatorire cytokinen interleukine-1β & tumor necrose factor-α in het plasma. Hoewel er geen bewijs werd gevonden voor een gewijzigd circadiaans ritme bij CVS, is er bewijs voor veranderde melatonine-ritmiciteit. Bv.: er werden significant hogere nachtelijke melatonine-waarden in het speeksel gezien bij adolescenten met CVS die melding maakten van niet-verfrissende slaap vergeleken met gezonde individuen. Verder was de associatie tussen het circadiaans ritme van de lichaamstemperatuur een melatonine-aanvang, die wordt gezien bij gezonde mensen, afwezig bij CVS-patiënten. Hoewel in één studie de behandeling met melatonine of fototherapie (daglicht-therapie) de vermoeidheid niet deden afnemen bij CVS-patiënten, was melatonine succesvol voor het verminderen van vermoeidheid wanneer de deelnemers werden geselekteerd voor een later-dan-gewoonlijke avondlijke melatonine-start. Deze studie omvatte placebo-controle maar de vermoeidheid-reducties waren significant meer uitgesproken bij patiënten met een zeer late start vs. Deze met een relatief vroege start, suggererend dat de effekten waarschijnlijk niet te verklaren zijn door enkel een placebo-effekt.

Bij kanker-patiënten werden associaties tussen CRF en verstoord circadiaans ritme en slaap gerapporteerd vóór, tijdens en na behandeling. In een longitudinale studie bij borst-kanker patiënten, waren verhoogde vermoeidheid tijdens chemotherapie gerelateerd met meer meldingen van slaap-stoornissen alsook meer dutjes en verminderd wakker-zijn tijdens de dag. In een subgroep van deze patiënten, waarvan info over inflammatie beschikbaar was, bleken verhoogde vermoeidheid of ontregelde slaap geassocieerd met meer inflammatie. Interventies gericht op het normaliseren van het circadiaans ritme bleken succesvol wat betreft het verlichten van CRF. Behandeling met helder wit licht was doeltreffend wat betreft het voorkomen en behandelen van circadiaans ritme desynchronisatie bij patiënten met borst-kanker, en verbeterde vermoeidheid bij overlevers van borst-kanker en in een gemengde groep van overlevers van niet-uitgezaaide kanker. Er werd getoond dat licht-behandeling tijdens chemotherapie voor borst-kanker verhoogde vermoeidheid voorkomt, hoewel verrassend genoeg, deze effekten niet gemedieerd bleken door samenlopende effekten op het circadiaans ritme.

Samengevat: verstoorde slaap en gewijzigde circadiaanse of melatonine-ritmiciteit treden frequent op bij individuen met aanhoudende vermoeidheid, hoewel deze kan worden ervaren in afwezigheid van een veranderde slaap en circadiaans ritme. Slechts enkele studies hebben de verbanden tussen laag-gradige inflammatie en slaap of circadiaans ritme in de context van vermoeidheid beoordeeld, en de resultaten zijn inconsistent. Daarnaast warden associaties tussen slaap of circadiaans ritme en metabole uitkomsten niet bestudeerd in vermoeide populaties.

Samenvatting & besluit

We hebben hier een model voorgesteld van persistente vermoeidheid ten gevolge chronische laag-gradige inflammatie die leidt tot een onevenwicht in energie-beschikbaarheid en -verbruik, wat kan worden gemedieerd en onderhouden door veranderingen qua circadiaans ritme en slaap. De hier besproken literatuur duidt inderdaad op associaties tussen aanhoudende vermoeidheid bij CVS en CRF met veranderingen in cellulair metabolisme, verstoorde slaap en, in mindere mate, ontregelingen van het circadiaans ritme. Voor zowel CRF en CFS werden modellen met meerdere oorzaken gesuggereerd; deze omvatten niet enkel laag-gradige inflammatie en verstoorde slaap, maar ook veranderingen qua in stress-fysiologische responsen, genetische kwetsbaarheid en socio-demografische factoren (o.a.). Deze oorzaken zijn niet wederzijds exclusief en wijzen mogelijks op een beperkter aantal uiteindelijke eindpunten. We bespraken hier een dergelijk finaal gemeenschappelijk mechanisme, waarbij meerdere erkende bijdragende factoren aan persistente vermoeidheid zijn opgenomen.

Er zijn meerdere beperkingen omtrent de huidige stand van de kennis. Ten eerste: de meeste studies warden uitgevoerd bij patiënten met CVS, en dit is in het bijzonder het geval voor studies omtrent metabolisme en energie-produktie. Het is dus zeker onduidelijk in welke mate de bevindingen omtrent metabolisme en energie-produktie ook betrekking hebben op patiënten met CRF. Bovendien zijn slechts weinig rapporten beschikbaar die meer dan één van de gesuggereerde parameters voor ons voorgesteld model omvatten. Slechts twee studies verkenden associaties tussen laag-gradige inflammatie en slaap, één bij CVS-patiënten en één bij vermoeide borst-kanker patiënten. Naar ons weten werden er geen studies gepubliceerd die verbanden beschrijven tussen inflammatie en metabolisme bij patiënten met aanhoudende vermoeidheid. Ondanks dit gebrek aangaande meer allesomvattende studies, suggereert het bewijsmateriaal dat nu beschikbaar is, dat gedaalde beschikbaarheid van cellulaire energie een rol bij chronische vermoeidheid kan spelen wanneer deze vermoeidheid geassocieerd is met laag-gradige inflammatie. Daarnaast is er beperkt bewijs voor gestegen energie-verbruik voor aktiviteiten, wat suggereert dat het energie-verbruik niet aangepast is aan de mate van vermoeidheid of aan de energie-beschikbaarheid.

Interventie-studies gericht op het verbeteren van aspecten van het gepresenteerde model, met als uiteindelijk doel het verlichten van vermoeidheid, zijn nog schaars. Niettemin is het reeds duidelijk dat deelnemers aan dergelijke studies zorgvuldig geselekteerd dienen te worden en niet enkel op basis van hun ervaren van vermoeidheid. De studie waarbij zorgvuldige selektie van individuen met CVS met een avondlijke melatonine-start die later gewoonlijk valt en significant voordelige effekten onthulde van melatonine-supplementering, illustreert dit mooi. Dergelijke effekten werden niet gezien wanneer de deelnemers enkel werden geselekteerd op basis van hun vermoeidheid-toestand.

Samengevat: er is meer research nodig om inéén te puzzelen hoe chronische laag-gradige inflammatie kan leiden tot het ervaren van aanhoudende vermoeidheid. Niettemin ligt een mogelijke belangrijke verklaring bij gereduceerde cellulaire energie gekoppeld met verhoogde of maladaptieve veranderingen qua energie-verbruik. Bewijsmateriaal voor dit model kan worden gevonden voor zowel laag-gradige inflammatie als vermoeidheid.

februari 8, 2019

Bewijs voor metabolieten-abnormaliteiten in het brein bij M.E.(cvs)

Filed under: Celbiologie,Neurologie — mewetenschap @ 2:28 pm
Tags: , , , , , , ,

Een (te groot) deel van de medische ‘professionals’ weigert de term Myalgische Encefalomyelitis (wat betekent: spierpijn gerelateerd met inflammatie – wat overigens niét hetzelfde is als ‘infektie’ – van het centraal zenuwstelsel) te gebruiken omdat er volgens hen geen inflammatie in de hersenen kan worden aangetoond. We gaven op deze pagina’s al informatie mee die het tegenovergestelde aantoont.

Michael B. VanElzakker van de ‘Harvard Medical School’ besprak (in ‘Frontiers in Neurology’, 2019) de methodes om neuro-inflammatie bij in M.E.(cvs) te bestuderen (‘Neuroinflammation and cytokines in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS): A critical review of research methods). Hij opperde dat, omwille van de talrijke bronnen voor mogelijke variabiliteit, het onwaarschijnlijk is dat ooit een consistent en repliceerbaar diagnostisch cytokinen-profiel zal worden ontdekt. De techniek van PET-scanning met TSPO-bindend radioligand – gebruikt in de studie van Nakatomi (zie hieronder) – zou een veelbelovende optie zijn met echter methodologische moeilijkheden. (Nieuwe liganden van de tweede generatie zijn specifieker.) Magnetische Resonantie Spectroscopie MRS zou minder informatief zijn maar makkelijker beschikbaar, minder invasief en goedkoper. VanElzakker et al. suggereren PET-scans samen met MRS aan te wenden. In onderstaande studie wordt deze laatste techniek gecombineerd met de meting van de temperatuur (inflammatie geeft temperatuur-stijgingen) van de hersenen (brein-thermometrie). De draagkracht van de bevindingen wordt vergroot omdat de bevindingen omtrent metabolieten en temperatuur samenvallen.

Samen met radiologie-experten publiceerde Prof. Jarred Younger (‘University of Alabama at Birmingham’) een studie (gefinancierd door het ‘Solve M.E./CFS Initiave’s Ramsay Award Program) waarbij – gebruikmakend van magnetische resonantie spectroscopie (MRS; een niet-invasieve methode voor het evalueren van molekulen en hun hoeveelheden in het brein op basis van 3D beelden, die een afbeelding kunnen schetsen van metabole veranderingen) – de mogelijke inflammatoire processen in de (globale) hersenen van met M.E.(cvs) worden onderzocht. Deze piloot-studie levert belangwekkend bewijsmateriaal voor een lage-graads neuro-inflammatie. De resultaten bekrachtigen eerdere observaties omtrent hersen-abnormaliteiten (zoals bv. gestegen lactaat) en zijn een uitbreiding op bevindingen van MRS-studies die beperkt bleven tot specifieke gebieden.

————————-

Brain Imaging Behav. 2019 [pre-print]

Evidence of widespread metabolite abnormalities in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome: assessment with whole-brain magnetic resonance spectroscopy

Mueller C1, Lin JC1, Sheriff S2, Maudsley AA2, Younger JW3

1 Department of Psychology, The University of Alabama at Birmingham, Birmingham, AL, 35294, USA

2 Department of Radiology, Miller School of Medicine, University of Miami, Miami, FL, 33136, USA

3 Department of Psychology, The University of Alabama at Birmingham, AL, 35294, USA

Samenvatting

Eerdere neuro-beeldvorming studies hebben merkers voor neuro-inflammatie gedetekteerd bij patiënten met Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Magnetische Resonantie Spectroscopie (MRS) is geschikt voor het meten van hersen-metabolieten die gelinkt zijn aan inflammatie maar werd enkel toegepast op bepaalde gebieden die van belang zijn bij M.E./CVS. We hebben de MRS-analyse van M.E./CVS uitgebreid door het vastleggen van multi-voxel [voxel = volume-pixel; een waarde van een standaard ‘rooster’ in een drie-dimensionale ruimte, in dit geval dus bij beeldvorming via Magnetische Resonantie] informatie van het ganse brein. Daarnaast testten we of de via MRS bepaalde hersen-temperatuur verhoogd is bij M.E./CVS-patiënten. 15 vrouwen met M.E./CVS en 15 voor leeftijd en geslacht gematchte gezonde controles vulden vragenlijsten betreffende vermoeidheid- en stemming-symptomen in en ondergingen echo-planaire spectroscopische beeldvorming [EPSI; techniek om de regionale metaboliet-concentraties in kaart te brengen] van de volledige hersenen. Choline (CHO), myo-inositol (MI), lactaat (LAC) en N-acetyl-aspartaat (NAA) warden gekwantificeerd in 47 gebieden, uitgedrukt als verhouding t.o.v. creatine (CR), en vergeleken tussen M.E./CVS-patiënten en controles […]. De hersen-temperatuur werd op gelijkaardige wijze getest. Er werden significante verschillen tussen de groepen gedetekteerd in meerdere gebieden, met als meest opvallende gestegen CHO/CR in de linker anterieure [voorste] cingulate [cortex] (p < 0.001). De metabolieten-verhoudingen in 7 gebieden bleken gecorreleerd met vermoeidheid (p < 0.05). De M.E./CVS-patiënten vertoonden een verhoogde temperatuur in de rechter insula, putamen, frontale cortex, thalamus en het cerebellum (allemaal p < 0.05), wat niet toe te schrijven was aan een verhoogde lichaam-temperatuur of verschillen qua cerebrale perfusie. De hersen-temperatuur stijgingen gingen samen met verhoogd LAC/CR in de rechter insula, rechter thalamus en cerebellum (allemaal p < 0.05). We rapporteren metabolieten- en temperatuur-abnormaliteiten in M.E./CVS-patiënten in wijd-verspreide gebieden. Onze bevindingen kunnen aangeven dat neuro-inflammatie betrokken is bij M.E./CVS.

Inleiding

[…]

De pathofysiologie van M.E./CVS is nog onzeker, aangezien er ontregelingen van meerdere lichaam-systemen werden geïdentificeerd in de literatuur. Eén hypothese is dat M.E./CVS een toestand van chronische, laag-gradige neuro-inflammatie vertegenwoordigt [Komaroff AL. Inflammation correlates with symptoms in Chronic Fatigue Syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (2017) 114: 8914-8916]. De term ‘laag-gradige’ neuro-inflammatie wordt hier gebruikt ter onderscheiding van meningitis of encefalitis, of andere medisch opduikende of neurodegeneratieve aandoeningen zoals een traumatisch hersen-letsel, beroerte en Multipele Sclerose. Vele van de kern-symptomen van M.E./CVS worden ook gezien bij de klassieke ‘sickness-response’ [lusteloosheid, apathie, enz.] die het gevolg is van de afgifte van pro-inflammatoire cytokinen door microglia in de hersenen. Bovendien hebben meerdere studies bewijs geleverd voor centrale inflammatie bij M.E./CVS. Analyses van het cerebrospinaal vocht uit lumbaal-punkties vonden gestegen hoeveelheden pro-inflammatoire cytokinen en gedaalde anti-inflammatoire cytokinen bij M.E./CVS-patiënten. [Hornig M et al. Immune network analysis of cerebrospinal fluid in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome with atypical and classical presentations. Translational Psychiatry (2017) 7: e1080 (zie ook ‘Cytokine netwerk-analyse van het cerebrospinaal vocht bij M.E.(cvs)’) /// Natelson BH et al. Spinal fluid abnormalities in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology (2005) 12: 52-55 /// Peterson D et al. Cytokines in the cerebrospinal fluids of patients with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Mediators of Inflammation (2015) 929720] Op een meer directe manier toonde positron-emissie tomografie (PET) van de 18 kDa translocator proteïne (TSPO) receptor een verhoogde opname in meerdere corticale, sub-corticale en hersenstam-gebieden bij M.E./CVS-patiënten vergeleken met gezonde controles [Nakatomi Y. Neuroinflammation in patients with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome: An (1)(1)C-(R)-PK11195 PET study. Journal of Nuclear Medicine (2014) 55: 945-950]. Omdat TSPO-binding verhoogd is wanneer microglia zich in een pro-inflammatoire toestand bevinden, wordt gestegen PET-binding gebruikt als een merker voor neuro-inflammatie.

Hersen-inflammatie bij M.E./CVS werd ook onderzocht via magnetische resonantie spectroscopie (MRS). MRS kan worden gebruikt om de waarden van meerdere metabolieten gerelateerd met neuro-inflammatie, zoals choline-bevattende molekulen (CHO), myo-inositol (MI), lactaat (LAC) en N-acetylaspartaat (NAA), te meten. Enkele studies die gebruik maakten van ‘single’-voxel MRS hebben metabolieten-abnormaliteiten geïdentificeerd in de hersenen van individuen met M.E./CVS. Er werd melding gemaakt van verhoogd CHO in de occipitale cortex [Puri BK et al. Relative increase in choline in the occipital cortex in Chronic Fatigue Syndrome. Acta Psychiatrica Scandinavica (2002) 106: 224-226], frontale witte-hersenstof en basale ganglia [Chaudhuri A et al. Proton magnetic resonance spectroscopy of basal ganglia in Chronic Fatigue Syndrome. Neuroreport (2003) 14: 225-228 (zie ook ‘Metabole veranderingen in spieren en hersenen bij CVS]. Andere studies hebben gestegen LAC in de cerebrale ventrikels van M.E./CVS-patiënten gedetekteerd [bv. Murrough JW et al. Increased ventricular lactate in Chronic Fatigue Syndrome measured by 1H MRS imaging at 3.0 T. II: Comparison with major depressive disorder. NMR in Biomedicine (2010) 23: 643-650 /// Natelson BH et al. Elevations of ventricular lactate levels occur in both Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia. Fatigue (2017) 5: 15-20 /// Shungu DC et al. Increased ventricular lactate in Chronic Fatigue Syndrome. III. Relationships to cortical glutathione and clinical symptoms implicate oxidative stress in disorder pathophysiology. NMR in Biomedicine (2012) 25: 1073-1087]. Anderen rapporteerden over gedaalde waarden van de axonale merker NAA in de hippocampus van M.E./CVS-patiënten. [Brooks JC et al. Proton magnetic resonance spectroscopy and morphometry of the hippocampus in Chronic Fatigue Syndrome. The British Journal of Radiology (2000) 73: 1206-1208] Het idee dat MRS geschikt is voor het detekteren van inflammatie-gerelateerde veranderingen in de hersenen wordt ook ondersteund door dieren-studies die wijzigingen van metabolieten-concentraties aantonen na toediening van lipopolysaccharide – een gekende inflammatoire stimulus. MRS metabolieten werden ook aangewend om de progressie van gekende inflammatoire aandoeningen, zoals Multipele Sclerose te monitoren, en bleken te correleren met inflammatie-merkers in het cerebrospinaal vocht en met pathologie in menselijke en dierlijke weefsel-stalen.

Een beperking bij eerdere M.E./CVS-studies die gebruik maakten van MRS is dat ze kleine gebieden van de hersenen analyseerden. Daarom stelden we voor, bij deze studie, de MRS-analyse van M.E./CVS uit te breiden door het vastleggen van multi-voxel informatie van het ganse brein. 3D echo-planaire spectroscopische beeldvorming (EPSI) laat beeldvorming toe van de volledige hersenen via het simultaan opnemen van metabolieten-spectra en hun ruimtelijke lokatie in de hersenen. Deze benadering vereist geen a priori hypothesen betreffende de plaats van de pathologie en laat toe het gemiddelde van meerdere voxels te maken om meer betrouwbare informatie qua concentratie-metingen te verkrijgen.

Naast het bekomen van MRS-informatie van de totale hersenen, probeerden we eerdere studies uit te breiden door het meten van de hersen-temperatuur. [De MR-frequentie van water-protonen hangt af van de temperatuur. Men kan de absolute hersen-temperatuur kwantificeren door het monitoren van het verschil tussen de resonantie-frequentie van water en deze van een temperatuur-onafhankelijk metaboliet.] De temperatuur voor een lokatie wordt berekend uit de temperatuur-variante water resonantie-piek t.o.v. de creatine (CR) piek, die resoneert bij 3.0 ppm, ongeacht de temperatuur. De regionale brein-temperatuur werd gebruikt als een benadering voor het meten van neuro-inflammatie, met in het achterhoofd dat microglia-aktivatie [reeds meerdere malen besproken op onze pagina’s] de metabole vereisten kan verhogen, wat mogelijks kan leiden tot overtollige warmte. Er werd een stijging van de hersen-temperatuur gevonden bij meerdere neuro-inflammatoire aandoeningen maar dit werd nog niet getest bij M.E./CVS.

In deze studie gebruikten we EPSI om metabolieten-waarden van de totale hersenen en temperatuur te bekomen van individuen met M.E./CVS en voor leeftijd gematchte controles. Naar ons weten is dit de eerste MRS-studie van de totale hersenen uitgevoerd bij individuen met M.E./CVS. We hypothiseerden dat de M.E./CVS-groep verhoogd CHO, MI, LAC, gestegen hersen-temperatuur en lager NAA zou vertonen dan de controle-groep. Ondersteuning voor deze hypothesen zou consistent zijn met de aanwezigheid van hersen-inflammatie bij M.E./CVS.

Materialen & methodes

Deelnemers

[…] 17 vrouwen met M.E./CVS en 17 voor leeftijd gematchte gezonde vrouwen. […] Inclusie-criteria: (i) tussen 18 en 55 jaar oud; (ii) voldoen aan de Fukuda criteria voor M.E./CVS, zonder de [vage en fel gecontesteerde] Reeves et al. modificaties maar met bijkomende criteria voorgesteld door Jason et al. [gereviseerde Canadese M.E./CVS definitie 2010]; en (iii) gemiddelde zelf-gerapporteerde dagelijkse vermoeidheid-score ≥ 6 op een schaal van 11. […] Exclusie-criteria: (i) MRI veiligheid contra-indicaties; (ii) diagnose van neurologische, belangrijke psychiatrische, auto-immune, reumatologische of inflammatoire aandoeningen; (iii) gebruik van psychostimulanten of opioïden; (iv) roken; of (v) regelmatig gebruik van niet-steroïdale anti-inflammatoire medicijnen (NSAIDs). […]

Studie-protocol

[…] Invullen vragenlijsten (zie hieronder) en meting van lichaamstemperatuur. Na de MRI (ca. 45 min) werd de meting van de lichaamstemperatuur herhaald.

Symptomen-vragenlijsten

‘Fatigue Severity Scale’ (FSS): 9 vragen, schaal van 7 punten (1-7; ‘helemaal niet akkoord’ tot ‘helemaal akkoord’), ontworpen om het verband te beoordelen tussen vermoeidheid-intensiteit en funktionele invaliditeit. ‘Hospital Anxiety and Depression Scale’ (HADS): onderverdeeld in subschalen voor angst (HADS-A) en depressie (HADS-D), telkens 7 items op een schaal van 4 punten (0-3).

Verzameling van beelden

[…]

Verwerking van beelden

[…]

Data-analyse

[…] De metabolieten werden uitgedrukt t.o.v. CR om meer directe vergelijkingen over verschillende studies toe te laten. CR wordt dikwijls gebruikt als interne referentie aangezien de waarden als relatief constant worden aangenomen. Enkele rapporten hebben echter gesuggereerd dat CR niet homogeen verdeeld is in de hersenen en dat de veronderstelling dat de waarden constant blijven misschien wel incorrect is. Daarom testten we de CR-waarden in elk gebied voor de groepen.

Er werden brein-temperatuur kaarten gegenereerd gebruikmakend van het frequentie-verschil tussen de water- en CR-pieken […]. [zie hierboven]

[…]

Statistiek

[…] significantie-drempel van p < 0.05 […]

 

Resultaten

Deelnemers

De gegevens van 4 deelnemers (2 M.E./CVS en 2 controles) werden uitgesloten omwille van zichtbare beweging tijdens de opname, zodat voor elke groep gegevens van 15 deelnemers overbleven. De meest courante co-morbide medische aandoeningen in de M.E./CVS-groep waren gastro-intestinale aandoeningen (n = 3), hypothyroïdisme (gecontroleerd; n = 3), fibromyalgie (n = 2) & astma (n = 2). […]

De groepen verschilden niet significant qua leeftijd. Zoals verwacht rapporteerden de deelnemers in de M.E./CVS-groep een hogere vermoeidheid, alsook meer angst en depressie (HADS). De angst (gemiddelde: 9,67) en depressieve stemming (gemiddelde = 8,00) in de M.E./CVS-groep worden als mild beschouwd. Scores van 11 of hoger duiden op middelmatige ernst en scores van 15 of hoger op hoge ernst. De deelnemers in de M.E./CVS-groep hadden een hogere lichaamstemperatuur (gemiddelde temperatuur aan het trommelvlies vóór en na de scan) [36,97 vs. 36,72].

Voornaamste resultaten

Om de validiteit van CR als de noemer in metabolieten-verhoudingen na te gaan, werden de waarden van dit metaboliet getest tussen de groepen. […] Van de 47 gebieden (AAL [‘anatomical automatic labeling’] atlas [digitale atlas van het menselijk brein]) en de laterale ventrikels, zagen we dat de CR-waarden significant (p < 0.05) verschillend waren tussen de groepen in de linkele parietale cortex en het linker putamen. In de parietale cortex was CR lager in de M.E./CVS-groep dan in de controle-groep (p = 0.028). In het putamen was CR hoger in de M.E./CVS-groep dan bij de controles (p = 0.011). Er waren geen CR-verschillen tussen de groepen in andere gebieden.

[…] Er werden metabole verschillen gezien in meerdere hersen-gebieden. Metabolieten gerelateerd met neuro-inflammatie (CHO, MI & LAC) bleken hoger bij de M.E./CVS-patiënten vergeleken met controles in meerdere hersen-gebieden. […] Deelnemers met M.E./CVS vertoonden ook een significant lagere NAA/CR in de rechter fusiforme [spoelvormige] en linguale [tongvormige] gyri [gyri (meervoud van gyrus) zijn windingen van de cortex of hersenschors]. Het enige resultaat dat correcties voor multipele vergelijkingen doorstond, was gestegen CHO/CR in de linker anterieure cingulate cortex [de cingulate hersenschors is cruciaal voor cognitie, pijn en emotie] bij deelnemers met M.E./CVS.

De LAC/CR-verhouding in de laterale ventrikels verschilde tussen de groepen (p = 0.057). Statische testen aangaande regionale CBF [cerebrale bloeddoorstroming] gaven aan dat er geen verschillen waren tussen M.E./CVS-patiënten en controles in geen enkel ROI [‘Region Of Interest’; bepaald hersengebied] die metabole verschillen vertoonden. […]

Van de gebieden met metabole verschillen waren er ook meerdere met significante correlaties tussen metabolieten-verhoudingen en zelf-gerapporteerde vermoeidheid op de FSS […], waarbij hogere verhoudingen geassocieerd bleken met hogere vermoeidheid. Geen enkele van de metabolieten-verhoudingen geassocieerd met inflammatie vertoonde negatieve verbanden met vermoeidheid.

CHO/CR in de linker anterieure cingulate vertoonde matig positieve correlaties met angst (p = 0.028), terwijl LAC/CR in het linker Rolandisch operculum [bepaald hersengebied], rechter thalamus en laterale ventrikels matig negatieve correlaties vertoonde met angst (p = 0.017, p = 0.019 & p = 0.046 respectievelijk). CHO/CR in de rechter occipitale cortex was matig positief gecorreleerd met depressie (p = 0.019). Alle andere correlaties waren niet significant (p > 0.05).

De deelnemers met M.E./CVS vertoonden ook een significant hogere gemiddelde hersen-temperatuur dan de controles (p < 0.05) in 5 hersen-gebieden: de rechter frontale cortex, rechter insula, rechter putamen, rechter thalamus en cerebellum. Deze bevindingen doorstonden de correcties voor multipele vergelijkingen niet. Om de mogelijkheid uit te sluiten dat de hersen-temperatuur verschillen gestuurd werden door de geobserveerde verschillen in lichaamstemperatuur, voerden we significantie-testen uit tussen de temperaturen in de 5 hersen-gebieden en de kern-temperatuur bij de M.E./CVS-groep. De hersen-temperatuur bleek niet significant gecorreleerd met de lichaamstemperatuur voor geen enkele van deze gebieden (rechter frontale cortex: p = 0.224, rechter insula: p = 0.341, rechter putamen: p = 0.715, thalamus: p = 0.759, cerebellum: p = 0.232); wat suggereert dat de verhoogde hersen-temperatuur bij M.E./CVS geen gevolg is van gestegen lichaamstemperatuur.

Bespreking

Voornaamste resultaten

De voornaamste doelstelling van deze studie was het beoordelen van vermoedelijke merkers van neuro-inflammatie in het brein bij M.E./CVS. Vrouwen met M.E./CVS en voor leeftijd gematchte gezonde vrouwen ondergingen MRS van de totale hersenen. We vonden stijgingen van CHO, LAC, MI en temperatuur in meerdere hersen-gebieden bij de M.E./CVS-groep, alsook lagere waarden van de neuronale merker NAA. We toonden dat deze verschillen niet toe te schrijven zijn aan verhoogde lichaamstemperatuur of aan abnormale regionale bloed-toevoer. De metabolieten- en temperatuur-abnormaliteiten kwamen voor in grote delen van het brein en zijn consistent met globale neuro-inflammatie.

Er werd een verhoogd CHO gevonden in de M.E./CVS-groep in de bilaterale anterieure cingulate (ACC), linker middenste cingulate, rechter calcarine sulcus [sulci zijn plooien/gleuven zichtbaar aan het oppervlak van de cortex of hersenschors; de calcarine sulcus is waar de primaire visuele cortex geconcentreerd is], en rechter occipitale en temporale kwabben. Deze resultaten ondersteunen eerder rapporten over verhoogd CHO in M.E./CVS, specifiek in de occipitale cortex [zie Puri BK et al. hierboven]. Omdat slechts vrij CHO en water-oplosbare afbraak-produkten van membraan-componenten (fosfocholine, glycerofosfocholine) detekteerbaar zijn via MRS, werd een overmaat aan CHO geïnterpreteerd als indicatief voor een abnormaal fosfolipiden-metabolisme en een versnelde omzet van cel-membranen, wat consistent is met de processen van gliale proliferatie en demyelinisatie. Hoewel word verwacht dat inflammatie bij M.E./CVS laag-gradig is en wellicht geen demyelinisatie veroorzaakt, hebben eerder diffusie-studies gewezen op subtiele witte-hersenstof abnormaliteiten bij M.E./CVS [Zeineh MM et al. Right arcuate fasciculus abnormality in Chronic Fatigue Syndrome. Radiology (2015) 274: 517-526]. De huidige bevindingen suggereren dat gliale proliferatie aan de basis ligt van deze veranderingen. Verhoogd CHO/CR is consistent met de aanwezigheid van neuro-inflammatie bij patiënten met M.E./CVS.

Het meest significante verschil in de studie was CHO in de linker ACC. We duiden dit gebied in het bijzonder aan omdat dit het enige gebied is dat correcties voor multipele vergelijkingen doorstaat en omdat het werd opgemerkt als een cruciaal gebied dat cytokine-geïnduceerde vermoeidheid en stemming-verslechtering medieert. Door cytokinen geïnduceerde vermoeidheid en depressieve symptomen werden eerder toegeschreven aan inflammatie in de ACC, zoals aangegeven door gestegen glutamaat via MRS. De huidige studie levert bewijs voor de link tussen ACC-inflammatie en vermoeidheid door aan te tonen dat M.E./CVS-patiënten verhoogd CHO in dit gebied vertonen. Hoewel in ons staal de FSS-scores niet significant correleerden met CHO/CR in de linker ACC, zou dit te wijten kunnen zijn aan de kleine groep of mindere sensitiviteit van de meting. We vonden een matige positieve correlatie met angst, wat toont dat ACC-abnormaliteiten kunnen resulteren in een scala aan gedrag-effekten. De correlatie met depressie was niet significant, hoewel dit waarschijnlijk te wijten is aan de lage depressieve symptomen in ons staal.

MI werd in deze studie getest omdat het preferentieel tot expressie komt in gliale cellen, en stijgingen suggereren veranderingen in de densiteit of aktivatie-toestand van microglia en astrocyten die consistent zijn met inflammatoire processen. We vonden dat MI bij M.E./CVS normaal was in bijna alle hersen-gebieden, met uitzondering van een stijging in de rechter globus pallidus [sub-corticale struktuur; belangrijk onderdeel van de basale kernen]. Het is onduidelijk hoe microglia-abnormaliteiten in de globus pallidus geassocieerd kunnen zijn met M.E./CVS, hoewel meerdere studies verbanden vonden tussen vermoeidheid en abnormale verwerking in dit gebied [bv. Ferrero K et al. CNS findings in Chronic Fatigue Syndrome and a neuropathological case report. Journal of Investigative Medicine (2017) 65: 974-983].

Omdat NAA wordt gebruikt als een merker voor neuronale gezondheid in MRS-studies, onderzochten we NAA in de volledige hersenen. NAA bleek over het algemeen normaal, hoewel verhoogd NAA werd gevonden in de rechter linguale en fusiforme gyri [zie hierboven] bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. van controles. Finkelmeyer A et al. [Grey and white matter differences in Chronic Fatigue Syndrome – a voxel-based morphometry study. Neuroimage Clinical (2018) 17: 24-30] rapporteerden volume-stijgingen qua grijze-hersenstof volume in dezelfde gebieden. Vocht-opstapeling zou verantwoordelijk kunnen zijn voor zowel de metabolieten- als strukturele abnormaliteiten, en is consistent met de aanwezigheid van of gelokaliseerde inflammatoire processen. Omdat abnormaliteiten in dit hersen-gebied echter niet dikwijls geassocieerd werden met M.E./CVS, nopen we tot voorzichtigheid omtrent over-interpretatie van deze resultaten.

We vonden verhoogd LAC bij M.E./CVS-patiënten in de bilaterale insula, bilaterale parietale cortex, linker hippocampus, linker middenste cingulate gyrus, linker precuneus, rechter thalamus, rechter Rolandisch operculum, linker temporale cortex, rechter calcarine sulcus, rechter fusiforme gyrus, rechter linguale gyrus en cerebellum. LAC is een nevenprodukt van het anaëroob cel-metabolisme (glycolyse) dat niet aan hoge concentraties wordt gevonden in het gezonde brein, maar wordt geproduceerd door verscheidene immuun-cellen onder inflammatoire omstandigheden. Omdat anaërobe glycolyse resulteert in een veel minder efficiënte synthese van adenosine-trifosfaat (ATP) dan bij een gezond metabolisme, kunnen de resulterende energie-tekorten op cellulair niveau de diepgaande vermoeidheid bepalen die wordt ervaren door M.E./CVS-patiënten [Castro-Marrero J et al. Could mitochondrial dysfunction be a differentiating marker between Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia? Antioxidants & Redox Signaling (2013) 19: 1855-1860 /// Lawson N et al. Elevated energy production in Chronic Fatigue Syndrome patients. Journal of Nature and Science (2016) 2: e221 /// Myhill S et al. Targeting mitochondrial dysfunction in the treatment of Myalgic encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) – a clinical audit. International Journal of Clinical and Experimental Medicine (2013) 6: 1-15].

Onze bevindingen ondersteunen meerdere eerdere rapporten van verhoogd LAC in de hersenen van M.E./CVS-patiënten [zie hierboven]. Die studies maakten melding van LAC-abnormaliteiten in de cerebrale ventrikels en we tonen hier dat LAC-stijgingen zich kunnen uitbreiden naar het parenchym [funktioneel orgaan-weefsel]. Hoewel we dit geen replicatie is van de eerder gerapporteerde ventrikulaire LAC-verhogingen, zagen we dat ventrikulair LAC meer dan dubbel zo hoog was in de M.E./CVS-groep in vergelijking met de controle-groep (p = 0.057); dus het gebrek aan statistische resultaten kan deels te wijten zijn aan een onvoldoende ‘power’. Ook: de korte T.E. [echo-tijd = tijd tussen puls en weerkaatsing (electromagnetische resonantie signaal)] die werd gebruikt, kan resulteren in contaminatie van de LAC-piek door lipiden. Bij toekomstige studies gebruikmakend van totaal-brein MRS kan een afzonderlijke scan met een T.E. die geoptimaliseerd is voor LAC vereist zijn.

We onderzochten ook de temperatuur van het ganse brein bij M.E./CVS- en controle-deelnemers. Consistent met onze metabolieten-gegevens en met eerdere meldingen van verhoogde temperatuur bij andere neuro-inflammatoire aandoeningen, vonden we dat individuen met M.E./CVS hogere gemiddelde temperaturen hadden in de rechter frontale cortex, rechter insula, rechter putamen, rechter thalamus en het cerebellum dan de controle-groep. Verhogingen van de hersen-temperatuur waren niet toe te schrijven aan een gestegen lichaamstemperatuur en er waren geen gebieden waar controles hogere hersen-temperaturen dan M.E./CVS-individuen hadden. Temperatuur-stijgingen bij M.E./CVS gingen van 0,28 tot 0,50 °C boven de respectievelijke regionale temperatuur bij controle-deelnemers. De brein-temperaturen in de M.E./CVS-groep waren, gemiddeld, niet verhoogd tot een waarde die als hyperthermisch wordt beschouwd. Het is niet zeker dat de geobserveerde temperatuur-verschillen geassocieerd zijn met neuro-inflammatie. We merken echter op dat 3 van de 5 hersen-gebieden met gestegen temperatuur bij individuen met M.E./CVS ook verhoogd lactaat vertoonden: de rechter insula, rechter thalamus en cerebellum. De samenloop van verhoogd lactaat en gestegen temperatuur in dezelfde gebieden suggereert een verhoogd metabolisme dat gerelateerd kan zijn met neuro-inflammatie.

Beperkingen

Er dienen drie belangrijke aandachtspunten te worden genoteerd betreffende de interpreteerbaarheid van onze bevindingen. Ten eerste: we hebben alle metabolieten-resultaten uitgedrukt als verhoudingen t.o.v. CR i.p.v. als absolute concentraties. Hoewel deze methode directere vergelijkingen tussen laboratoria en scanners toelaat, is dit afhankelijk van de stabiliteit van CR, wat niet kan worden verondersteld. Wanneer dit direct werd getest, vonden we dat CR-waarden verschilden tussen de M.E./CVS-groep en controles in de linker parietale cortex en putamen. Onze bevinding omtrent verhoogd LAC/CR in de linker parietale cortex dient dus omzichtig te worden geïnterpreteerd. Er werden geen significante groep-verschillen qua CR gedetekteerd voor eender welk gebied. Tenslotte had deze kwestie kunnen worden vermeden als absolute metabolieten-concentraties gekwantificeerd werden, hoewel technische moeilijkheden beperken hoe snel dit in de praktijk kan worden gebracht.

Ten tweede: het is moeilijk om vals-positieven en vals-negatieven te voorkomen in gevallen waar de groep betrekkelijk klein is vergeleken met het aantal uitgevoerde testen. We hebben onze resultaten voorgesteld gebruikmakend van niet-gecorrigeerde zowel als FDR-gecorrigeerde [‘false discovery rate’, aantal vals positieve resultaten] p-waarden. De meerderheid van de gebieden bereikte de significantie-drempel niet bij correcties voor multipele vergelijkingen en we roepen op tot omzichtigheid aangaande mogelijke over-interpretatie tot dat de resultaten kunnen worden bevestigd bij een onafhankelijk staal, bij voorkeur met een grotere omvang.

Ten derde: omdat angst en neerslachtige stemming verhoogd bleken in de M.E./CVS-groep t.o.v. controles, is het mogelijk dat de metabolieten- of temperatuur-verschillen tussen de groepen met deze variabelen gerelateerd waren. In feite vonden we matige correlaties tussen angst en depressie, en de metabolieten-verhoudingen in sommige hersen-gebieden. We merken echter op dat gemiddelde scores in de M.E./CVS-groep onder de drempel voor klinische significantie voor depressie of angst lagen, wat betekent dat de invloed van deze variabelen op onze resultaten, als die er al waren, wellicht minimaal waren. Onze analyses onthulden ook dat de correlaties tussen LAC/CR en angst negatief waren, wat het tegengestelde is van wat werd verwacht.

Ten laatste: we merken op dat hoewel metabolieten- en temperatuur-abnormaliteiten bij M.E./CVS-patiënten consistent zijn met de aanwezigheid van neuro-inflammatie, er andere mechanismen – zoals mitochondriale dysfunktie of afwijkende neuronale communicatie – zij kunnen bijdragen tot deze veranderingen. Omdat kan worden aangetoond dat bij veel aandoeningen abnormaliteiten qua MI, CHO, LAC of CHO tot uitdrukking komen, zijn het geen specifieke merkers voor neuro-inflammatie en kunnen wellicht geen unieke diagnostische test voor M.E./CVS zijn. Ons vertrouwen dat metabolieten-abnormaliteiten verband houden met neuro-inflammatie zou sterker worden als er meerdere merkers (bv. MI & CHO) verhoogd zijn in overlappende gebieden.

Besluiten

Deze studie is de eerste die totaal-brein MRS merkers voor neuro-inflammatie onderzocht bij M.E./CVS. We rapporteren metabolieten- en temperatuur-abnormaliteiten bij M.E./CVS-patiënten in wijd-verspreide hersen-gebieden, suggestief voor het feit dat M.E./CVS wordt gestuurd door diffuse pathofysiologische processen die het ganse brein aantasten, i.p.v. eerder regionaal beperkt te zijn, wat consistent is met de heterogeniteit van de klinische symptomen. Onze bevindingen bieden ondersteuning aan de hypothese dat M.E./CVS het resultaat is van chronische, laag-gradige neuro-inflammatie. Hoewel de resultaten preliminair zijn, merken we op dat ze grotendeels overéénkomen met eerdere publicaties die MRS hebben aangewend bij M.E./CVS. Deze resultaten dienen te worden gerepliceerd in toekomstige studies bij grotere aantallen om verder het profiel van pathofysiologische abnormaliteiten in de hersenen van M.E./CVS-patiënten vast te stellen. Uiteindelijk zou de ontwikkeling van gevoelige MRI-merkers voor M.E./CVS een aanvulling kunnen zijn op klinische testen om behandelingen te helpen begeleiden.

————————-

Het is geweten dat neuro-inflammatie een waaier aan symptomen (vermoeidheid, pijn-gevoeligheid, cognitieve problemen, slaap-stoornissen) veroorzaakt. De hypothese van Prof. Younger is dat geaktiveerde immuun-cellen van elders in het lichaam (de darm?) het brein infiltreren. Aangezien de hersenen en het lichaam afzonderlijke immuunsystemen hebben – gescheiden door de zgn. bloed-hersen-barrière (BBB) – gebruiken ze verschillende cellen: microglia in het brein, en T-, B- & NK-cellen in de rest van het lichaam. Bij neuro-inflammatie kan de BBB beschadigd raken waardoor perifere immun-cellen de hersenen kunnen bereiken. Infiltrerende T-cellen zouden dan microglia van het brein kunnen aktiveren naar een inflammatoire toestand. Om dit te onderzoeken wil Younger’s team nu perifere immuun-cellen volgen en bekijken of ze door de BBB gaan en het brein infiltreren. Daartoe werd een nieuwe techniek ontwikkeld (labeling van immuun-cellen met het radio-isotoop zirconium-89 en injektie in patiënten, om ze via een PET-scan te volgen). Daartoe werd financiering voorzien door ‘ME Research UK’.

januari 26, 2019

Vervormbaarheid van rode bloedcellen verminderd bij M.E.(cvs)-patiënten

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 7:48 am
Tags: , , , , ,

Ronald W. Davis (Professor Biochemie & Genetica aan de Stanford Universiteit, directeur van het ‘Stanford Genome Technology Centre’; vader van een M.E.(cvs)-patient) voerde met een team van de San Jose State University een studie uit waarbij de hypothese wordt getest dat de vervormbaarheid van rode bloedcellen bij M.E.(cvs) nadelig beïnvloed is. Deze wordt gepubliceerd in het tijdschrift Blood (‘Erythrocyte deformability as a potential biomarker for Chronic Fatigue Syndrome’; Vol 132, Supp1 1, p 4874). De studie werd gefinancierd door de ‘Open Medicine Foundation’. We geven hier een verkorte versie mee die ook in een ander tijdschrift (Clinical Hemorheology and Microcirculation) werd afgedrukt.

Erythrocyten (rode bloedcellen) zijn krachtige opruimers van oxidatieve stress, en hun vorm verandert merkbaar in respons op oxidatieve stress en bepaalde inflammatoire aandoeningen zoals obesitas & diabetes. De vorm van erythrocyten kan variëren van biconcaaf (platte, ronde vorm met in het midden aan beide zijden een indeuking) schijf-vormig naar een ellipsoïde (ovaal) door de ‘shear flow’ (‘schuif-stroom’; de ‘flow’ geïnduceerd door een kracht (in een vloeistof) waarbij de lagen parallel t.o.v. elkaar bewegen met verschillende snelheden) in microcapillairen (haarfijne bloedvaten). Deze verandering van de vorm laat een continue flow toe die niet wordt vertraagd doordat minder cellen per keer kunnen passeren, en biedt een grotere specifieke oppervlak/volume-verhouding voor optimale microvasculaire perfusie en zuurstof-bevoorrading (oxygenatie) van weefsels. Niet enkel de totale haematocriet (volume van het bloed dat door de rode bloedcellen wordt ingenomen, uitgedrukt als deel het totaal bloed-volume) maar ook het vermogen tot grote fysiologische vervormingen is dus belangrijk.

Uit de studie blijkt dat rode bloedcellen van mensen met M.E.(cvs) minder vervormbaar (stijvere cel-membranen) zijn. De bloeddoorstroming is verminderd, wat kan leiden tot een gebrekkige zuurstof-levering. De auteurs stellen dat dit mogelijks een eerste-lijn merker voor de ziekte (die weliswaar bij enkele andere ook voorkomt) zou kunnen worden (om het onderscheid met gezonde personen te maken) als men er in slaagt het hier gebruikte apparaatje (een soort van kunstmatig capillair dat nabootst hoe onze erythrocyten zich in haarvaten gedragen) – na integratie met een ‘chip’ en beeldverwerkend toestel – verder klinisch te testen. Voorheen keek met naar de vorm van de rode bloedcellen maar die is moeilijk te kwantificeren. Het doel is: het meten van hun vermogen om te vervormen (van vorm te veranderen) terwijl ze door een capillair passeren.

We merken op dat een Australisch research-team eerder “geen significante verandering qua vervormbaarheid” vond (zie ‘Immuniteit- en haemorheologische wijzigingen bij CVS’). Misschien ligt dat aan een verschillende methodologie. Anderzijds liggen de resultaten van deze (preliminaire) studie hier in lijn met wat de Nieuw-Zeelandse arts Les Simpson publiceerde (Non-discocytic erythrocytes in Myalgic Encephalomyelitis. N Z Med J. (1989) 102: 126-7). Dr Charles Shepherd (adviseur van de Britse ‘ME Association’) laat optekenen dat het aantal onderzochte individuen klein is (Prof. Davis geeft aan dat ze wel telkens honderden cellen hebben opgemeten) en dat onafhankelijke bevestiging noodzakelijk is; alsook vergelijking met mensen met bv. Multipele Sclerose, Reumatoïde Artritis, depressie.

————————-

Clinical Hemorheology and Microcirculation 1 (2018) 1-4

Red blood cell deformability is diminished in patients with Chronic Fatigue Syndrome

Amit K. Sahaab, Brendan R. Schmidta, Julie Wilhelmyb, Vy Nguyena, Abed Abugherira, Justin K. Doa, Mohsen Nemat-Gorganib, Ronald W. Davisb & Anand K. Ramasubramaniana

(a) Department of Chemical and Materials Engineering, San Jose State University, San Jose, CA, USA

(b) Stanford Genome Technology Centre, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA, USA

Samenvatting

Achtergrond […] Hoewel de etiologie van de ziekte nog onderwerp van discussie is, suggereert bewijsmateriaal oxidatieve schade aan immune en haematologische systemen als één van de pathofysiologische mechanismen. Aangezien rode bloedcellen (RBCs) goed-gekende opruimers van oxidatieve stress zijn, en cruciaal voor microvasculaire perfusie en weefsel-oxygenatie, hypothiseerden we dat vervormbaarheid van RBCs nadelig wordt beïnvloed bij M.E./CVS.

Methodes We gebruikten een microfluïdisch platform en hoge-snelheid microscopie om het verschil in vervormbaarheid van RBCs van M.E./CVS-patiënten en voor leeftijd gematchte gezonde controles te bepalen.

Resultaten & besluit Op basis van verscheidene metingen zagen we dat de RBCs geïsoleerd bij M.E./CVS-patiënten significant stijver waren dan die van gezonde controles. Onze observaties suggereren dat het transport van RBCs door microcapillaire vaten, ten minste gedeeltelijk, het M.E./CFS-fenotype kan verklaren, en beloftevol is als een nieuwe eerste-lijn diagnostische test.

1. Inleiding

[…] Hoewel een abnormaal profiel van circulerende pro-inflammatoire cytokinen, en de aanwezigheid van chronische oxidatieve en nitrosatieve stress werden geïdentificeerd, en correleerden met de ernst van M.E./CVS [bv. Montoya JG et al. Cytokine signature associated with disease severity in Chronic Fatigue Syndrome patients. PNAS (2017) 114: E7150-8], zijn er geen molekulaire of cellulaire biomerkers voor de ziekte. Bijgevolg kan er, zonder enige definitieve of zelfs niet-specifieke diagnose, sprake zijn van mis-diagnose of blijft de ziekte gedurende lange tijd vermomd. Van belang is: de vorm en grootte van de rode bloedcellen (RBC) veranderen merkbaar in respons op oxidatieve en inflammatoire stress [Richards RS et al. Erythrocyte oxidative damage in Chronic Fatigue Syndrome. Arch Med Res. (2007) 38: 94-8]. De gebruikelijke vorm van RBC is biconcaaf schijf-vormig, wat een specifieke oppervlakte/volume-ratio biedt die grote omkeerbare vervormingen naar elke willekeurige vorm vergemakkelijkt; wat de verplaatsing door microvaatjes mogelijk maakt voor optimale weefsel-oxygenatie. De vervorming van RBCs onder fysieke krachten werd onderzocht als een mogelijke diagnostische biomerker voor sikkelcel-ziekte [rode bloedcellen hebben een abnormale vorm door abnormaal haemoglobine], malaria en Golf Oorlog ziekte. In deze studie testten we de hypothese dat de vervormbaarheid van RBCs significant gewijzigd is bij M.E./CVS vergeleken met de normale populatie, gebruikmakend van een ‘high-throughput’ microfluïdisch apparaat en hoge-snelheid microscopie.

2. Materialen & methodes

M.E./CVS-patiënten die eerder de diagnose kregen op basis van de Canadese Consensus Criteria werden voor de studie geselekteerd (n = 16 paren patiënten met voor leeftijd gematchte gezonde controles).[…] De gemiddelde leeftijd was 52 ± 7,7 voor de gezonde controles (HC) en 52 ± 6,7 voor de M.E./CVS-patiënten. De invaliditeit-scores waren 94 ± 5,4% voor de HC en 44 ± 19% voor de patiënten. De verhouding vrouwen/mannen was 9/7 voor de gezonde groep en 11/5 voor de M.E./CVS-groep. Alle experimenten warden uitgevoerd binnen 3-6 h na bloed-afname (kamer-temperatuur) en de exacte timing had geen invloed op de resultaten. Vol bloed werd gecentrifugeerd […] om de RBC-fraktie te verkrijgen. Er werd een verdunning (ca. 1% haematocriet) van 107 RBCs/ml gemaakt […] die door de kanalen van het microfluïdisch apparaat werden gestuurd […]. De kanalen werden voordien gewassen […] om niet-specifieke cel-adhesie te vermijden. De RBCs bewogen door steeds smaller wordende kanalen (1 mm tot 20 µm) vooraleer de 5 µm× 5 µm test-kanalen binnen te gaan. De doorstroming van RBCs door de 5µm test-kanalen werd gevisualiseerd (vergroting 40× & 4000 fps [voet per sekonde; hoge snelheid]). De videos werden off-line geanalyseerd om drie parameters voor de vervormbaarheid te kwantificeren: intrede-tijd (tijd die de cellen nodig hebben om de 5 µm test-kanalen volledig binnen te komen), [gemiddelde] transit-snelheid (snelheid van RBCs die zich 100 µm door de test-kanalen verplaatsen) en elongatie-index (verhouding van de [grootste] diameter van de RBCs in het test-kanaal op de lengte vóór het binnenkomen).

3. Resultaten & bespreking

We valideerden eerst het vermogen van het microfluïdisch platform om veranderingen in RBC-vervormbaarheid te detekteren. RBCs van gezonde vrijwilligers werden behandeld met glutaraaldehyde [reaktieve molekule die gemakkelijk interakties aangaat met proteïnen], aangezien deze behandeling een cel-verstijvend effekt heeft. Consistent met gepubliceerde studies zagen we dat de cellen een significant hogere intrede-tijd (ca. 49%), lagere transit-snelheid (ca. 47%) en lagere elongatie-index (ca. 7%) vertonen, in vergelijking met onbehandelde RBCs (p < 0.0001, n = 3). Daarnaast stuurden we RBCs van gezonde controles en M.E./CVS-patiënten door de kanalen. We zagen dat de diameter van de RBCs voor het binnengaan van de test-kanalen bij M.E./CVS-patiënten ca. 10% hoger was dan bij HC. De RBCs van M.E./CVS-patiënten vertoonden een bredere verdeling vergeleken met de HC en een opvallende populatie van de RBCs (ca. 20%) van M.E./CVS-patiënten waren ongewoon groter (> 12 µm), suggestief voor de variërende impact van de ziekte op RBCs geïsoleerd bij verschillende patiënten. Daarna zagen we een daling van ca. 15% van de elongatie-index van RBCs van M.E./CVS-patiënten vergeleken met die van HC. De distributie van de elongatie-indexen toont dat de meeste cellen (> 70%) van M.E./CVS-patiënten niet vervormen na het binnenkomen in de test-kanalen, terwijl de meerderheid van de cellen van HC minstens 10-25% vervormden. Bij vergelijking van de verandering qua cel-diameter genormaliseerd voor de breedte van het test-kanaal vóór (L1/d) en (L2/d) binnenkomen, zien we duidelijk dat RBCs van M.E./CVS-patiënten 7 keer minder vervormen vergeleken met die van de HC. De cellen van M.E./CVS-patiënten hebben ca. 14% meer tijd nodig om de test-kanalen binnen te komen en daarna bewegen ze ca. 18% trager dan die van HC. De verdelingen van de intrede-tijd en transit-snelheid hellen naar lagere waarden voor HC en hogere waarden voor die van M.E./CVS-patiënten. Omwille van de aard van de ziekte, kregen de meeste patiënten dikwijls een brede waaier aan medicijnen en supplementen voorgeschreven afhankelijk van hun afzonderlijke symptomen en conditie. Deze omvatten bv. Rituxan [monoclonaal antilichaam Rituximab] en loratadine [anti-allergie medicijn] of lage-dosis naltrexon, vitamine-D3, enz. Op basis van een uitgebreide literatuur-zoektocht, vonden we slechts één medicijn, colchicine [geneesmiddel tegen jicht], voorgeschreven aan één patient, dat de cellulaire vervormbaarheid lichtjes bleek te beïnvloeden. De vervormbaarheid-parameters voor deze bepaalde patiënten lag echter zeker binnen de waarden van andere patiënten. De patiënten en vrijwilligers identificeerden zichzelf als niet-rokers.

Alles tesamen tonen de verscheidene metingen dat de RBCs van M.E./CVS-patiënten significant minder vervormbaar zijn dan die van HC. [Uit de samenvatting van het langer artikel: “Ter bevestiging van onze bevindingen hebben we ook de erythrocyten-sedimentatie-snelheid (ESR) gemeten en dit toonde dat dat de RBCs van M.E./CVS-patiënten lagere (~40%, p < 0.01) sedimentatie-snelheden hadden.” & “Deze vervormbaarheid kan z’n oorsprong kan vinden in oxidatieve stress, en suggereert dat de gewijzigde microvasculaire perfusie een mogelijke oorzaak kan zijn voor M.E./CVS-symptomen.] Onze observaties kunnen een opportuniteit bieden voor een aanvankelijke diagnostische test voor M.E./CVS op basis van een vingerprik bloedstaal, met het voorbehoud dat de test niet noodzakelijk specifiek is aangezien andere inflammatoire aandoeningen of bestaande co-morbiditeiten de RBC-vervormbaarheid kunnen wijzigen, en in de context van andere klinische beelden dient te worden geplaatst. We speculeren dat de grotere en minder vervormbare RBCs bij M.E./CVS-patiënten mogelijks gedeeltelijk de musculoskeletale pijn en vermoeidheid bij de pathofysiologie van M.E./CVS kunnen verklaren omwille van de verstoorde microvasculaire perfusie en weefsel-oxygenatie.

[In de samenvatting van het langere artikel lezen we nog: Om de basis voor de verschillen qua vervormbaarheid te begrijpen, onderzochten we de veranderingen in de fluïditeit van het membraan d.m.v. een laterale diffusie test [beweging van lipiden horizontaal door het membraan] […] en zagen dat RBCs van M.E./CVS-patiënten een lagere membraan-fluïditeit (~30%, p < 0.01) hebben. Naast de fluïditeit, toonden metingen van het zeta-potentiaal [elektrisch potentiaal in de laag rond een geladen deeltje in suspensie] dat M.E./CVS-patiënten een lagere netto negatieve oppervlakte-lading op het RBC plasma-membraan (~18%, p < 0.0001) hadden. Er werden ook hogere waarden qua reaktieve zuurstof-soorten (ROS) in RBCs van M.E./CVS-patiënten (~30%, p < 0.008) geobserveerd, t.o.v. van gezonde controles. Gebruikmakend van scanning-elektronen-microscopie (SEM) zagen we ook veranderingen qua RBC-morfologie tussen M.E./CVS-patiënten en gezonde controles (aanwezigheid van verschillende morfologische subklassen – biconcave schijven, leptocyten [‘sombrero-cellen’; dunne of platte erythrocyten met haemoglobine centraal en aan de rand, en een middenste heldere zone], acanthocyten [‘spur- of stekel-cellen’; erythrocyten met onregelmatig verdeelde (doornachtige) uitsteeksels op het cel-oppervlak] & burr-cellen [echinocyten; erythrocyten met talrijke kleine uitsteeksels] – oppervlakte/aspect, en mate van RBC-aggregatie). Ondanks deze veranderingen qua RBC-fysiologie, bleef het haemoglobine-gehalte tussen gezonde individuen en M.E./CVS-patiënten vergelijkbaar. Ten slotte: preliminaire studies tonen dat RBCs van herstellende M.E./CVS-patiënten geen dergelijke verschillen qua cellulaire fysiologie vertonen, wat suggestief is voor een verband tussen RBC-vervormbaarheid en ziekte-ernst.]

————————-

Lees ook ‘Lage omega-3 index & poly-onverzadigde vetzuren bij M.E.(cvs)’, ‘Orthostatische hypotensie/tachycardie & veneuze pooling bij CVS’ & ‘Bloed-circulatie abnormaal bij mensen met CVS’. Op onze pagina’s werden overigens al meermaals suggesties gemaakt over mogelijke hulpmiddelen in deze context…

januari 12, 2019

Metabolomica-biomerkers voor M.E.(cvs) impliceren een redox-onevenwicht

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 9:40 am
Tags: , , , , ,

Onderstaand artikel kwam mede tot stand door financiering van de ‘National Institutes of Health’ en het ‘Solve ME/CFS Initiative’. Het onderzoek werd mede uitgevoerd door gerenommeerde M.E.(cvs)-onderzoekers. Maureen Hanson heeft overigens een zoon met de ziekte…

De voorbije jaren zijn er meerdere rapporten geweest over een verstoord metabolisme. De research hier bekeek deze problematiek gebruikmakend van een andere methodologie en de resultaten werden vergeleken met die van een paar andere groepen (in de tekst wordt dan ook veelvuldig verwezen naar Armstrong CW, McGregor NR et al. Metabolic profiling reveals anomalous energy metabolism and oxidative stress pathways in Chronic Fatigue Syndrome patients. Metaolomics (2015) 11: 1626-1639 & Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proc Natl Acad Sci USA. (2016) 113: E5472-E5480) en naar eerder werk van de eigen groep (Germain AR, Levine SM; Hanson MR. Metabolic profiling of a Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome discovery cohort reveals disturbances in fatty acid and lipid metabolism. Molecular Biosystems (2017) 13: 371-9).

Het lijkt ons een zeer belangrijk artikel gebaseerd op degelijke wetenschap en waar een brede waaier aan metabolieten (mogelijke biomerkers) wordt bekeken. Ook al is het aantal onderzochte individuen niet ontzettend groot, toch werden enkele interessante bevindingen vastgesteld. Sommige van de biomerkers blijken weerom betrokken bij energie-produktie. Er werden ook vergelijkingen gemaakt met enkele andere ziekten en er blijkt weinig overlapping; d.w.z. M.E.(cvs) is anders dan die aandoeningen, de bevindingen lijken specifiek. Ook de gelijkenissen met resultaten van andere onderzoeksgroepen geeft het werk extra draagkracht; ook al betreft geen ‘echte replicatie’.

De researchers besluiten dat ze meer bewijsmateriaal aandragen voor een dysfunktioneel metabolisme bij M.E.(cvs), en meer bepaald een redox-onevenwicht. Bij redox (een samentrekking van reductie/oxidatie) -reakties verandert de oxidatie-toestand (lees: lading) van atomen. Er worden bij dit proces elektronen overgedragen/uitgewisseld. Eénvoudig gezegd: een atoom ondergaat ‘oxidatie’ (verliest elektronen), een ander ondergaat een ‘reductie’ (neemt elektronen op). In de tekst verwijst men naar de reeds veelvuldig vermelde oxidatieve stress bij ME.(cvs)…

————————-

Metabolites Vol 8, #4, p 90 (december 2018)

Prospective biomarkers from plasma metabolomics of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome implicate redox imbalance in disease symptomatology

Arnaud Germain (1), David Ruppert (2), Susan M. Levine (1), Maureen R. Hanson (1)

1 Department of Molecular Biology and Genetics, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA

2 Department of Statistical Science and School of Operations Research and Information Engineering, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een ziekte met een enigmatische oorsprong en zonder vastgestelde geneeswijze. De constellatie van symptomen ruïneert de levens van miljoenen mensen overal ter wereld. Er werd de laatste jaren een plethora aan hypothesen tevergeefs onderzocht: de biologische basis van deze invaliderende aandoening blijft een mysterie. In deze studie onderzochten we of er een verstoring is in de homeostase van metabole netwerken in het plasma van een groep met 32 vrouwelijke patiënten vergeleken met 19 gezonde vrouwelijke controles. Een uitgebreide analyse van de dataset met 832 metabolieten gegenereerd d.m.v. Metabolon®, (die 8 biologische klassen beslaat), leverde belangrijke inzichten op wat betreft metabole ontregelingen die voorkomen bij M.E./CVS. We rapporteren over 14 metabolieten die in verschillende hoeveelheden voorkomen, wat ons toelaat een theorie te ontwikkelen omtrent een omvangrijk redox-onevenwicht bij M.E./CVS-patiënten, dat consistent is met bevindingen van eerder werk op het gebied van M.E./CVS. Bovendien biedt de analyse informatie betreffende gelijkenissen tussen metabolieten-ontregelingen bij M.E./CVS en deze die voorkomen bij andere ziekten, terwijl de biomerker-analyse ervan toekomstige plasma-biomerkers voor M.E./CVS opleverden. Dit werk voegt belangrijke elementen toe aan de ontwikkeling van M.E./CVS-diagnostiek, een cruciale stap die nodig is voor het ontdekken van een behandeling.

1. Inleiding

[…] Hoewel gegevens die M.E./CVS-deficiënties beschrijven zich blijven opstapelen, is er nog steeds geen verklaring voor de vele symptomen van de ziekte.

We onderzochten de hypothese dat de homeostase van metabole netwerken bij M.E./CVS-patiënten is ontregeld in vergelijking met gezonde controles. Vele studies, o.a. door ons lab, hebben reeds gebruik gemaakt van de snel-evoluerende massa-spectrometrie voor de identificatie van metabolieten en hebben de samenstelling van metabolieten in het bloed bij meerdere afzonderlijke populaties bekeken. Er begint zich een consensus af te tekenen, waarbij gewijzigde mechanismen worden gemeld in verscheidene studies. Namelijk: meerdere studies hebben vastgesteld dat het metabolisme van lipiden, oxidatieve stress and energie relevant is bij M.E./CVS. Jammer genoeg werd niet één enkele of redelijk kleine set metabolieten bepaald als zijnde de basis metabole signatuur van deze aandoening. Niettemin werden statistisch significante verschillen qua plasma- of serum-metabolieten in meerdere groepen aangetoond, gebruikmakend van verscheidene metabolomica-instrumenten, door een reeks deskundige teams. Er werden ook verschillen tussen metabolieten-profielen van vrouwen en mannen met M.E./CVS gezien [Naviaux RK et al.].

In dit rapport werken we verder op 14 metabolieten die verschillend qua hoeveelheid bleken tussen onze vrouwelijke patiënten en gezonde controles, en connecteren deze bevinding met een groter beeld qua dysfunktie van metabole mechanismen. De in de kijker lopende mechanismen sturen ons begrip over de ziekte naar een effekt op redox-reakties, die een focus in verscheidene studies bleken [bv. Richards RS et al. Blood parameters indicative of oxidative stress are associated with symptom expression in Chronic Fatigue Syndrome. Redox. Rep. (2000) 5: 35-41 /// Jammes Y et al. Chronic Fatigue Syndrome: acute infection and history of physical activity affect resting levels and response to exercise of plasma oxidant/antioxidant status and heat-shock proteins. J. Intern. Med. (2012) 272: 74-84 (zie ook ‘CVS * Oxidatieve Stress en Hsp bij inspanning’) /// Fenouillet E et al. Association of biomarkers with health-related quality of life and history of stressors in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome patients. J. Transl. Med. (2016) 14: 251]. We tonen aan dat we onze eigen studies kunnen kruis-valideren met gegevens van gepubliceerde rapporten van andere onderzoekers. Het is onze bedoeling dieper onderzoek naar metabolomica bij M.E./CVS te inspireren, met het ontwikkelen van diagnostische testen als doel.

2. Resultaten

2.1. Onderzoeksgroepen

De stalen in deze studie zijn een subset van de populatie die werd geselekteerd voor onze darm-microbioom analyse en een uitbreiding van de piloot-groep die werd gebruikt in onze eerste metabolieten-analyse [Germain A et al.]. Het betreft in het totaal 19 controles en 32 patiënten, allen vrouwen, gematcht voor leeftijd [mediaan controles & patiënten: 50 jaar] en ‘body-mass-index’ (BMI) [mediaan: controles 26,1 – patiënten 24,4]. Alle patiënten voldeden aan de 1994 Fukuda definitie voor M.E./CVS […].

De demografische gegevens waren gelijkaardig met deze van de datasets van Naviaux et al. en Germain et al. wat betreft leeftijd en BMI. De populatie van Armstrong et al. was 15 jaar jonger (geen info over BMI).

2.2. Metabolieten-gegevens en statistische verwerking

Het Metabolon® platform liet de identificatie en meting toe van in het totaal 832 metabolieten […]. De metabolieten-klassen waren: aminozuren (177), koolhydraten (26), co-factoren & vitaminen (28), energie (10), lipiden (353), nucleotiden (29), peptiden (33) en xenobiotica (176). Deze acht super-mechanismen, zoals door Metabolon® gedefinieerd, kunnen verder worden onderverdeeld in 83 sub-mechanismen. […] Hoewel de namen van de meeste super-mechanismen duidelijk zijn, is het relevant om op te merken dat de categorie xenobiotica wordt gevormd door metabolieten behorend tot de volgende sub-mechanismen: benzoaat-metabolisme (11%), chemische stoffen (14%), medicijnen (40%), voeding-componenten/plantaardig (24%), tabak-metabolisme (2%) en xanthine-metabolisme (9%).

[…]

[…] Metabolon® super-mechanismen worden door Metabolon® gedefinieerd volgens uitgebreide ‘review’ van de literatuur maar uiteindelijk ‘in house’, aangezien er vanzelfsprekend meerdere mechanismen zijn waar een molekule kan worden gecategoriseerd. Super-mechanismen zijn het resultaat van een groepering van sub-mechanismen volgens hun belangrijkste kenmerk […]. Sub-mechanismen zijn het resultaat van de klassificatie van metabolieten in de voornaamste metabole mechanismen waartoe ze behoren, zoals overééngekomen bij metabolomica-normen. […]

Statistische verwerking vond 60 metabolieten (7% van de metabolieten-netwerken) met significante verschillen (p < 0.05). […] 50% van deze 60 behoren tot de lipiden-categorie en 15% tot de aminozuren-categorie.

Er werd een correctie uitgevoerd op de p-waarden om te controleren voor ‘false discovery rate’ (FDR [aantal vals positieve resultaten]). […] Toegepast op elke biologische klasse metabolieten volgens Metabolon®’s nomenclatuur, kwamen we uit op 9 significant verschillende metabolieten (controles vs. patiënten) [zie hieronder].

2.3. Metabolieten die meest aangetast zijn bij M.E./CVS behoren tot 4 klassen

De 9 metabolieten die hieronder worden besproken, behoren tot de volgende 4 super-mechanismen: co-factoren & vitaminen, energie, nucleotiden en peptiden. […].

Vier van deze metabolieten worden geklassificeerd bij co-factoren & vitaminen. Haem, het pigment dat bloed z’n rode kleur geeft, is één van de meest statistisch verschillende metabolieten, dat veel meer voorkomt bij patiënten t.o.v. controles. Haem bestaat uit een ijzer-ion in het centrum van een grote organische ring en wordt vooral in haemoglobine gevonden, maar ook in enkele andere haemoproteïnen, met wisselende funkties die allemaal verband houden met redox-chemie. Vrij haem is zeer cytotoxisch en schadelijk voor weefsels door z’n pro-oxidatieve en pro-inflammatoire eigenschappen, aangezien het in staat is de vorming van vrije radikalen te katalyseren.

De andere drie metabolieten zijn onderdeel van het vitamine-E mechanisme en waren significant lager bij de patiënten. Vitamine-E [tocoferol] is een vet-oplosbaar anti-oxidant dat de verspreiding van reaktieve zuurstof-soorten door lipiden-membranen te belemmeren. Gamma-CEHC [carboxyethyl-hydrochroman] is de geoxideerde vorm van gamma-tocoferol uit de voeding en is anti-inflammatoir, de andere twee zijn glucuronide-conjugaten van alfa-CEHC en gamma-CEHC, allebei significant circulerend in het bloed.

Een andere metaboliet van belang is alfa-ketoglutaraat, één van de tien energie-metabolieten waar we gegevens over hebben in deze studie. Onze gegevens geven aan dat het hoger is bij de patiënten. Alfa-ketoglutaraat is een essentiële biologische molekule die wordt gevonden in veel biologische mechanismen, verbonden met het aminozuren-metabolisme en onderdeel van de TCA-cyclus, die zich afspeelt in de mitochondrieën, waar chemische energie wordt geproduceerd door de oxidatie van pyruvaat.

De volgende drie metabolieten behoren tot de klasse nucleotiden en komen alle drie minder voor bij patiënten vergeleken met controles. Er is niet veel geweten over 2’-O-methylcytidine, buiten het feit dat het onderdeel is van het pyrimidine-metabolisme. Aan de ander kant zijn adenosine-3’,5’-cyclisch monofosfaat (cAMP) en inosine-5’-monofosfaat (IMP) een deel van het purine-metabolisme, en beide geassocieerd met ATP/AMP, respectievelijk, en zijn zodoende gelinkt met het energie-metabolisme. Hoewel over de funktie van IMP in het bloed nog wordt gediscussieerd, staat cAMP bekend als een a centrale intracellulaire regulator die hormonale mechanismen beïnvloedt.

Ten slotte werd gamma-glutamyl-threonine, een dipeptide [2 aminozuren] uit de klasse peptiden, waarvan significant hogere bloed-waarden werden gedetekteerd bij de patiënten. Afgezien van het feit dat deze molekule een intermediair afbraak-produkt van proteïnen is, is weinig bekend aangaande z’n fysiologisch effekt in het bloed. Het wordt echter geciteerd in een patent als een potentiële biomerker voor lever-toxiciteit.

2.4. De MetaboAnalyst statistische analyse biedt bijkomend waardevol inzicht in de dataset

Dit instrument […] brengt enige biologische significantie in de statistische analyse. Een totaal van 7 metabolieten sprong er boven uit […], twee overlappen met de statistisch significante metabolieten hierboven beschreven: haem en IMP.

Alle andere hiermee geïdentificeerde metabolieten kwamen meer voor bij patiënten dan controles. Deze omvatten tauroursodeoxycholaat (TUDCA; zowel een cytoprotectief agens als een chemisch chaperone [molekule die helpt bij het vouwen of ontvouwen en het op- of afbouwen van macromolekulaire strukturen (proteïnen/DNA)]), 3-hydroxybutyrylcarnitine-1 & 3-hydroxybutyraat (BHBA; allebei betrokken bij ketose [verhoogde concentratie ketonen, veroorzaakt door afbraak van vetzuren], een metabool proces geassocieerd met energie en glucose), piperine (een alkaloïd dat wordt gevonden in kruiden en specerijen) en histamine (een molekule waarvan de betrokkenheid bij veel aspecten in het menselijke lichaam is gekend, inclusief lokale immuun-responsen, een werking als centrale neurotransmitter en een vasodilator).

2.5. De MetaboAnalyst aanrijking-analyse biedt ovetuigende met ziekte geassocieerde plasma metaboliten-sets

Het aanrijking-analyse instrument laat vergelijking toe tussen een te onderzoeken metabolieten-dataset […] en gekende, met ziekte geassocieerde metabolieten-sets. […] Hoewel dit instrument metabolieten identificeert die op de zelfde manier variëren als bij andere ziekten [o.a. obesitas, hart-falen, diabetes-ketoacidose, anoxie, …], is het niet de intentie dit te gebruiken om te impliceren dat alle metabolieten-veranderingen bij M.E./CVS identiek zijn met deze die voorkomen bij bepaalde andere ziekten.

[…] Eén van de intrigerende patronen is dat bij 4 van de 10 beschreven ziekten (40%), een dehydrogenase-, oxidase- of transferase-deficiëntie betrokken is. Die zijn allen mogelijks gelinkt met enig onevenwicht in de redox-toestand aangezien het zeer onwaarschijnlijk is dat ze het resultaat zijn van gen-mutaties in de verscheidene aangetaste mechanismen.

Omdat de statistische betrouwbaarheid van deze module na correctie slecht is […], voerden we dezelfde analyse uit op gepubliceerde datasets, inclusief ons eerder werk, waar een dergelijk instrument nog niet werd gebruikt. Dergelijke navorsingen gaven gelijkaardige resultaten maar met een grotere statistische ‘power’ voor sommige. We namen enkel de ziekten op waar minstens de helft van de metabolieten-veranderingen geassocieerd waren met het patient-fenotype, aangezien het instrument ook resultaten oplevert betreffende wijzigingen die enkel pertinent zijn voor de verschillen qua controle metaboliet-waarden. We hebben opzettelijk gekozen de afzonderlijke metabolieten die door deze module worden gebruikt niet te bespreken (aangezien het niet onze intentie is M.E./CVS te linken met deze ziekten) maar in plaats daarvan mogelijke trends wat ziekte-associatie te bekijken. We bespreken de mogelijke links tussen M.E./CVS-symptomen en gekende fysiologische dysfunkties hieronder.

Van de 10 metabolieten-sets van de Metabolon® dataset, waren er 6 aanwezig bij Armstrong et al. of Germain et al. Dit toont een sterke gemeenschappelijkheid, een kenmerk dat we verder zullen verkennen in 2.7.

Ons eerder werk geeft overvloedige voorbeelden van dehydrogenase-, carboxylase-, hydrolase- & transferase-aktiviteit deficiënties, enkele spier-gerelateerde aandoeningen door varianten van carnitine-deficiënties, en enkele suiker-gerelateerde onevenwichten. De Armstrong et al. dataset levert ook talrijke dehydrogenase- & carboxylase-defekten op. Globaal overheersen dehydrogenase-, transferase- & oxidase-deficiënties, en een dergelijk patroon leidt tot onze suggestie dat een algemeen onevenwicht een dergelijk type reakties belemmert.

Een opvallende aandoening die werd gevonden in de dataset-analyse is anoxie (samen met asfyxie [zuurstof-tekort/verstikking]), een extreme vorm van hypoxie, wanneer het lichaam (of een gebied) over extreem weinig zuurstof beschikt. Bij een gezonde persoon die lijdt onder hypoxie, treedt vermoeidheid, verwarring, hoofdpijn en dof gevoel in de ledematen op, allemaal symptomen die optreden bij M.E./CVS-patiënten. De zuurstof-status van weefsels kan mogelijks aangetast worden door de ontwrichting van de hoeveelheid haem die we beschreven. Gedaalde cerebrale bloeddoorstroming, die kan resulteren in inadequate brein-oxygenatie, is een hypothese gelinkt met de cognitieve stoornissen bij M.E./CVS-patiënten [Biswal B et al. Cerebral blood flow is reduced in Chronic Fatigue Syndrome as assessed by arterial spin labeling. J. Neurol. Sci. (2011) 301: 9-11 /// Staud R et al. Task related cerebral blood flow changes of patients with Chronic Fatigue Syndrome: an arterial spin labeling study. Fatigue (2018) 6: 63-79].

Veel ziekten gerelateerd met ketose keren ook terug in de analyse en zijn het gevolg van een overmatige toename van ketonen in het bloed, een proces dat hierboven werd vernoemd bij het bespreken van 3-hydroxybutyraat (BHBA) en 3-hydroxybutyrylcarnitine-1. Bv.: diabetes-ketoacidose resulteert uit een onvermogen om koolhydraten te gebruiken voor energie-voorziening, leidend tot metabolisme van vetten en zodoende enige verstoring van het gebruik van koolhydraten bij M.E./CVS.

Ten slotte: persistente hyperinsulinemische [te veel insuline in het bloed] hypoglycemie bij kinderen (PHHI) was een andere ziekte die werd gevonden in twee datasets en die mogelijks kan worden gelinkt met hersen-aktiviteit. Andere ziekten die het vermelden waard zijn met betrekking tot hersen-funktie betreffen correlaties met metabolieten die worden gevonden bij schizofrenie, toevallen en epilepsie, alsook meerdere syndromen waarbij de gezondheid van de ogen betrokken is. In het bijzonder: een courant symptoom bij M.E./CVS-patiënten is de extreme gevoeligheid voor licht.

2.6. De MetaboAnalyst biomerker-analyse levert toekomstige (plasma)biomerkers op voor M.E./CVS

Het ‘machine-learning’ attribuut dat wordt gebruikt om het diagnostisch vermogen te illustreren is de ‘receiver operating characteristic’ curve (ROC-curve), die echt-positieven en vals-positiven integreert. De resulterende grafiek laat de berekening toe van een ‘area under the curve’ (AUC): hogere waarden wijzen op een hogere waarschijnlijkheid van accurate klassificatie van een staal.

De hoogste voorspellende waarden werden bereikt met pyroglutamine [metaboliet in de glutathion-cyclus] en haem: AUCs van 0.75.

Globaal waren er 24 metabolieten met een AUC boven 0.70 [AUC (maat voor diagnostische accuraatheid = 1 betekent perfekt; AUC = 0.90-1 is excellent (hoge sensitiviteit en hoge specificiteit), 0.80-0.90 is goed] (inclusief haem, tauroursodeoxycholaat, gamma-CEHC, gamma-CEHC-glucuronide, IMP, alfa-ketoglutaraat, terwijl veel van de andere molekulen lipiden zijn).

2.7. Analyse geeft aan dat bijna 100% van de kruis-geïdentificeerde metabolieten een gelijkaardig statistisch gedrag vertoont tussen studies

De toepassing van metabolomica op M.E./CVS-stalen staat nog in z’n kinderschoenen: er zijn nog maar enkele studies gepubliceerd. Om de reproduceerbaarheid van resultaten tussen research-teams, met afzonderlijke populaties en metabolieten-identificatie technologieën, te beoordelen, besloten we paarsgewijze vergelijkingen uit te voeren. Er dient te worden opgemerkt dat als de ziekte geen effekt vertoont in elk van de twee studies, dat onze test dan niet-significant zal zijn.

De eerste vergelijking was deze tussen onze Metabolon® dataset en Germain et al., die een kleinere maar gedeeltelijk overlappende populatie op een verschillende massa-spectrometrie platform gebruikte. De vergelijking betrof 149 metabolieten met dezelfde HMDB [‘Human Metabolome Database’] -identiteit. De hypothese die werd getest was dat het gemiddeld verschil […] tussen controles en patiënten dezelfde is voor beide studies. Geen van de gevonden metabolieten-patronen bleek te verschillen tussen de twee studies.

We gingen dan over tot het vergelijken van de volledige Metabolon® dataset met alle gegevens van Germain et al. In dit geval bleken 145 van de 149 metabolieten zich anders te gedragen […] op 4 uitzonderingen na: dihydrothymine [intermediair in het metabolisme van het nucleotide thymine], taurine [zwavel-bevattend organisch zuur met fundamentele biologische rollen waaronder anti-oxidatie; bleek al van belang voor de differentiatie tussen FM en controles], spermidine [inhibeert stikstofoxide-synthase] en acetylcarnosine [anti-oxidant], die allen significant verschillend bleken tussen controles en patiënten bij Germain et al.

De volgende vergelijking betrof de volledige Metabolon® dataset en de vrouwen-dataset van Naviaux et al. Van de 154 metabolieten met dezelfde HMDB-identiteiten bleken er slechts twee, adenosine en flavine-adenine-dinucleotide (FAD), statistisch verschillend tussen de twee studies. Dit verschil kan te wijten zijn aan de afname-methode van het plasma (EDTA voor onze stalen, lithium-heparine bij Naviaux et al.).

Een andere vergelijking was een dataset van Armstrong et al. en de volledige Metabolon® dataset. Alhoewel slechts 26 metabolieten gemeenschappelijke HMDB-IDs hadden, gedroegen er zich 14 statistisch op dezelfde manier.

De uiteindelijke combinaties omvatten Germain et al. & Armstrong et al., Germain et al. & Naviaux et al., en Armstrong et al. & Naviaux et al.; en de resultaten waren zeer gelijkaardig: respectievelijk 87%, 98% en 91% van de metabolieten die zich statistisch niet verschillend gedroegen.

Belangrijk is het terugkerend verschijnen van hypoxanthine [afgeleide van purinen, bouwstenen van nucleïnezuren], een metaboliet dat significant verschillende bleek tussen de studies, samen met enkele andere metabolieten, altijd bij vergelijkingen met de Armstrong et al. dataset. Het is belangrijk om op te merken dat de Armstrong dataset werd verkregen via analyse van serum i.p.v. plasma (wat werd gebruikt bij alle andere studies). Alhoewel plasma en serum onderdelen van totaal bloed zijn, werden significante verschillen qua metabolieten-profielen aangetoond.

2.8. Hiërarchische clustering levert geen definitieve subgroep-identificatie op

Eén van de hypotheses betreffende M.E./CVS is dat verschillende fundamentele ontwrichtingen optreden in verschillende groepen patiënten die dezelfde invaliderende symptomen blijken te vertonen. De aanwezigheid van patiënten-subsets kan verklaren waarom statistische significante verschillen tussen M.E./CVS-patiënten als groep en een groep gezonde individuen soms niet worden gezien. Het bestaan van subgroepen patiënten-types werd ook gesuggereerd ter verklaring van het feit waarom tegenstrijdigheid tussen studies wordt vastgesteld voor sommige metingen en waarom de responsen op behandeling verschillen tussen patiënten-populaties.

Er werd een ‘clustering’-analyse op de Metabolon® dataset uitgevoerd in een poging om potentiële onderscheidende metabole signaturen binnen de patiënten-populaties te identificeren. Er werd geen significant resultaat gevonden: noch bij gebruik van de volledige set metabolieten, noch bij de individuele super-mechanismen. Hetzelfde besluit werd bereikt wanneer de analyse geïmplementeerd werd op de controle-groep (gegevens niet getoond).

Er werd een identieke ‘clustering’-analyse uitgevoerd op elk van de andere drie beschikbare datasets, voor dewelke geen super-mechanisme klassificatie beschikbaar was. Bij gebruik van enkel de patiënten van Germain et al., lagen de p-waarden tussen 0.940 en 0.954 (mediaan 0.946). Voor de Naviaux et al. dataset lagen de p-waarden tussen 0.990 en 0.998 (mediaan 0.992). Voor Armstrong et al. lagen de p-waarden tussen 0.008 en 0.032 (mediaan 0.020), wat maakte dat dit de enige dataset was waar subgroepering evident was. Om deze bevinding verder te onderzoeken, werd hiërarchische ‘clustering’ toegepast op de Armstrong at al. dataset […]. We zagen slechts twee individuen die zich ietwat onderscheiden van de rest; […] er was slechts zwak bewijs voor subgroepering. […]

3. Bespreking

De grootte van de populatie van deze studie is vergelijkbaar met gepubliceerd werk zoals door Naviaux et al. & Armstrong et al., en is een uitbreiding van de groep die we gebruikten voor onze eerdere poging. Bovendien is het substantieel aantal gekwantificeerde metabolieten (832) opmerkelijk groter dan de 420 molekulen van Naviaux et al., de 361 van Germain et al. of de 29 van Armstrong et al. Ongetwijfeld werd de statistische ‘power’ van onze analyse verzwakt door de combinatie van een populatie van 51 individuen en een reeks van 832 metabolieten, wat het beperkt aantal metabolieten verklaart die we als significant verschillend kunnen bestempelen […]. Niettemin werpen onze bevindingen, door de uitgebreide analyse van onze dataset, een licht op een intrigerend aspect van het dysfunktioneel metabolisme bij M.E./CVS-patiënten, met betrekking tot de redox-toestand.

Van de vier verstoorde biologische klassen in onze groep, bevatten de categorieën ‘nucleotiden’ en ‘peptiden’ metabolieten die potentieel brede repercussies hebben op biologische funkties. Bv.: cAMP en IMP zijn molekulen waarvan is geweten dat ze betrokken zijn bij veel aspecten van het funktioneren van het menselijk lichaam, zoals purine-metabolisme, opslag van chemische energie in spieren en intracellulaire signaal-overdracht. Het is daarom ontzettend moeilijk een uniek mechanisme gelinkt met M.E./CVS-toestand of -symptomen op basis van dergelijke molekulen of, anderzijds, molekulen waarvan weinig of niets is geweten (zoals 2’-O-methylcytidine of gamma-glutamylthreonine) aan te wijzen. Deze laatste molekule wordt echter in een patent genoemd als potentieel belangrijke molekule (onder andere biomerkers) ter bepaling van lever-toxiciteit. De resultaten van ons eerder werk focusten op biomerkers voor lever-letsel.

Een ander zeer belangrijk metaboliet is alfa-ketoglutaraat omdat het deel uitmaakt van het ‘energie’ super-mechanisme en de TCA cyclus. Inderdaad: de Krebs-cyclus is een mechanisme dat consistent aan de oppervlakte komt bij M.E./CVS-metabolomica analyse. Omdat vermoeidheid een belangrijk uitputtend symptoom van deze ziekte is, werd lang gespeculeerd dat het energie-metabolisme van de patiënten dysfunktioneel is. Verscheidene studies wijzen op een directe manier naar een abnormaal energie-metabolisme te wijten aan falende TCA- en ureum-cycli of indirect via een vermoedelijke stoornis van pyruvaat-dehydrogenase [Fluge O et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight (2016) 1: e89376 /// Yamano E et al. Index markers of Chronic Fatigue Syndrome with dysfunction of TCA and urea cycles. Sci. Rep. (2016) 6: 34990]. Een piloot-studie met een gepatenteerd voedingsupplement waarvan wordt gesteld dat het de aktiviteit van dit enzyme – en bijgevolg de Krebs-cyclus – aanwakkert, beschrijft substantiële verbeteringen van de gezondheid en conditie van behandelde patiënten [Comhaire F. A novel nutriceutical treatment of Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS): “What it is and what it is not”. Intern. Med. (2017) 7: 5 (zie ook ‘Pyruvaat-dehydrogenase deficiëntie bij CVS?’)]. Niettemin is alfa-ketoglutaraat betrokken bij talrijke metabole mechanismen (zoals het carnitine-metabolisme, lysine-metabolisme en dat van de vertakte aminozuren, om er enkele te noemen), zodat een focus op één enkel mechanisme als basis voor de invaliderende symptomen van M.E./CVS tot nu toe niet gerechtvaardigd is.

De categorie ‘co-factoren en vitaminen’ omvat metabolieten met ongelijksoortige eigenschappen, zoals geïllustreerd door haem & gamma-CEHC. In onze groep werden hogere waarden van haem, onderdeel van het haemoglobine- en porfyrine-metabolisme, en lagere waarden van gamma-CEHC, onderdeel van het tocoferol-metabolisme, gemeten bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. controles. Haem is een vitale component van vele metalloproteïnen (met haemoglobine als best bekende) en wordt gesynthetiseerd in de lever en het beenmerg. Aangezien de staal-voorbereiding bij Metabolon® op methanol is gebaseerd, wordt precipitatie van proteïnen verwacht maar aan proteïnen gebonden haem kan dan nog worden afgegeven […]. Omdat we plasma (cel-vrij) gebruikten, wordt er een grotere bijdrage van ‘vrij haem’ aan de meting van de hoeveelheid haem geanticipeerd, tenzij er substantiële haemolyse [kapotgaan van rode bloedcellen waardoor haemoglobine in het bloed terecht komt] optrad. Een hoge concentratie vrij haem in het plasma is een biomerker voor de ernst van sikkelcel-ziekte [rode bloedcellen hebben een abnormale vorm door abnormaal haemoglobine], waarbij gestegen waarden qua inflammatoire biomerkers zoals lactaat-dehydrogenase, bilirubine, een hoog aantal reticulocyten [voorlopers van rode bloedcellen] en lipiden worden gedetekteerd. We bepaalden drie vormen van bilirubine en biliverdine [afbraakprodukten van haemoglobine] in onze stalen die ook meer aanwezig bleken bij patiënten vs. controles; wat wijst op een algemene verstoring van het haem-afbraak mechanisme, waarvan de laatste stap in de lever gebeurt. Alle vijf molekulen hebben sterk nadelige effekten die verbonden zijn met het genereren van vrije radikalen en er wordt beweerd dat hun afbraak onderdeel is van een cel-beschermende feedback in respons op oxidatieve stress. In tegenstelling daarmee zijn gamma-CEHC, samen met gamma-CEHC-glucuronide en alfa-CEHC-glucuronide (metabolieten van het vitamine-E mechanisme), dat anti-inflammatoire kenmerken heeft (zoals een werking als lipofiel anti-oxidant). Ons eerder werk [piloot-studie; zie ref. in onze inleiding] suggereerde ook een ontwrichting van het vitamine-E metabolisme ten gevolge de detektie van [z’n metaboliet] 13’-carboxy-alfa-tocoferol, wat jammer genoeg niet aanwezig is in deze dataset.

Veel M.E./CVS-patiënten rapporteren zelf dat gespecialiseerde diëten en supplementen hun symptomen verlichten. Dergelijk gedrag is wijdverspreid in patiënten-gemeenschappen van veel ziekten, inclusief M.E./CVS, fibromyalgie en kanker (om er maar enkele te noemen) [bv. Craig C. Mitoprotective dietary approaches for Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome: Caloric restriction, fasting and ketogenic diets. Med. Hypotheses. (2015) 85: 690-693 /// Lopez-Rodriguez MM et al. Patterns of food avoidance and eating behavior in women with fibromyalgia. Endocrinol. Diab. Nutr. (2017) 64: 480-490]. Gezien de exclusie van voorgeschreven farmaceutica, kunnen dergelijke voeding-benaderingen worden gedefinieerd als voeding-restricties of geassocieerd met specifieke supplementen waarvan wordt gedacht dat ze voordelige effekten tegen inflammatie, cardiovasculaire problemen of veroudering opleveren. Er werd door andere patiënten gerapporteerd dat het diëten om een mogelijke tarwe-gevoeligheid bij sommigen te verbeteren of ketogene dieten en vasten, nuttig zijn. Veel patiënten beschouwen enkele supplementen (inclusief NADH, coenzyme-Q10 of polyfenolen) nuttig, hoewel systematisch beoordeling van studie-uitkomsten geen aanleiding geeft tot duidelijke aanbevelingen. Een gemeenschappelijk iets in al het geciteerde werk aangaande voeding bij M.E./CVS kan echter worden gevonden in het redox-metabolisme. Het is duidelijk dat ons huidig werk en andere rapporteren suggereren dat nutritionele veranderingen van nut kunnen zijn voor patiënten, hoewel verder onderzoek nodig is vooraleer aanbevelingen kunnen worden gemaakt.

Een ambitieus doel wat betreft de toepassing van ongerichte metabolomica op M.E./CVS-stalen is het peilen naar een patroon dat ons beperkt begrip van deze ziekte kan uitbreiden. De aanrijking-analyse ‘unit’ van MetaboAnalyst onthulde een mogelijk onevenwicht in de redox-toestand van de patiënten, aangezien hun metabole profielen overéénkwamen met meerdere aandoeningen die niet gerelateerd zijn met elkaar, maar waar bij alle redox enzymatische reakties betrokken zijn. Onze hypothese is dat een verstoring van de redox-toestand de status van donoren en acceptoren van chemische reakties aslook hun co-enzymen (zoals NAD+/NADH, FAD+/FADH voor dehydrogenasen) beïnvloedt. Oxidasen zouden vanzelfsprekend ook aangetast zijn als katalysatoren van redox-reakties. Veel transferase katalytische aktiviteiten kunnen worden beïnvloed door de redox-toestand van hun omgeving en veel ziekten worden veroorzaakt door transferase-deficiënties. Bv.: succinyl-CoA:3-ketoacid-CoA transferase deficiëntie leidt tot een toename van ketonen en diabetes-ketoacidose […]. Carnitine-palmitoyl-transferase deficiëntie II (CPT II) is een ander voorbeeld waarbij het vetzuren-metabolisme ontwricht is door het gebrek aan transport van lange-keten vetzuren naar de mitochondrieën, waar ze worden gebruikt als brandstof-bron.

Anoxie is één van de met ziekte geassocieerde metabolieten-sets, een aandoening die ook opdook gebruikmakend van de Armstrong et al. dataset (gegevens niet getoond), en samen met asfyxie in de Germain et al. dataset (gegevens niet getoond). Het M.E./CVS metabolieten-profiel vertoont ook gelijkenissen met dat van kinderen die hypoxisch-ischemische encefalopathe (HIE) ontwikkelen door zuurstof-deprivatie. Anoxie en asfyxie zijn beide verbonden met het gebrek aan zuurstof, wat duidelijk ernstige repercussies kan hebben op spier- en lichamelijke aktiviteit. Het onvermogen om adequaat zuurstof te leveren aan spieren is evident in studies van de respons op inspanning bij in M.E./CVS-patiënten [bv. Vermeulen RCW et al. Patients with Chronic Fatigue Syndrome performed worse than controls in a controlled repeated exercise study despite a normal oxidative phosphorylation capacity. J. Transl. Med. (2010) 8: 93 /// Snell CR et al. Discriminative validity of metabolic and workload measurements for identifying people with Chronic Fatigue Syndrome. Phys. Ther. (2013) 93: 1484-1492]. Bovendien is de oxygenatie van de pre-frontale cortex in het brein verminderd bij inspanning in M.E./CVS-patiënten [Neary JP et al. Prefrontal cortex oxygenation during incremental exercise in Chronic Fatigue Syndrome. Clin. Physiol. Funct. (2008) 28: 364-372]. Veel personen met M.E./CVS vertonen een gedaald bloed-volume, wat de oxygenatie van veel weefsels aantast [Streeten DHP et al. The roles of orthostatic hypotension, orthostatic tachycardia and subnormal erythrocyte volume in the pathogenesis of the Chronic Fatigue Syndrome. Am. J. Med. Sci. (2000) 320: 1-8 /// Streeten DHP & Bell DS. Circulating blood volume in Chronic Fatigue Syndrome. Fatigue (2011) 4: 3-11]. Verstoringen van de circulatie en zuurvoorziening naar de weefsels kan aan de basis liggen van veel symptomen van M.E./CVS. Hypoxie resulteert in het genereren van reaktieve zuurstof-soorten in de mitochondrieën, met als gevolg de aktivatie van beschermende systemen.

Er werd een verband van oxidatieve stress met M.E./CVS gerapporteerd in een aantal M.E./CVS-studies. Van belang: bij het meten van gekende merkers voor oxidatieve stress, vonden Richards et al. [zie ref. hierboven] dat methaemoglobine [ontstaat als het tweewaardig ijzer (Fe2+) in haemoglobine door oxidatie wordt omgezet in driewaardig ijzer (Fe3+)] één van de voornaamste componenten was die hun M.E./CVS-patiënten van controles differentieerden. Deze vorm van haemoglobine draagt de geoxideerde vorm of het ijzer-ion […] die nodig is opdat haemoglobine zuurstof kan binden. Zelfs al maken methaemoglobine-metingen geen deel uit van onze dataset, is het intrigerend om de oxidatie-toestand te verbinden met een verstoord redox-milieu, terwijl het effekt van het onvermogen zuurstof te binden zich kan vertalen naar anoxie en asfyxie.

M.E./CVS-biomerkers, als een middel voor ondubbelzinnige diagnose en monitoring van de doeltreffendheid van behandelingen, zijn één van de dringend noodzakelijke ontwikkelingen op dit gebied. Er werden ROC-analyse gegevens gegenereerd met doel in gedachten. De hoogste voorspellende waarde bleek 0.75 AUC [zie resultaten]. Toekomstig werk waarbij een grotere en onafhankelijke groep wordt geanalyseerd en vergeleken met andere vermoeiende ziekten zal waarschijnlijk de voorspellende waarde verhogen en onthullen of plasma metabolomica kunnen dienen als betrouwbaar instrument voor objectieve identificatie en monitoring van M.E./CVS-patiënten.

4. Materialen & methodes

4.1. Staalname & metabolomica-platform

[…] Metabolon® ‘Global Metabolomics’: ‘ultra-high-performance’ vloeistof-chromatografie/ tandem massa-spectrometrie (UHPLC/MS/MS) laat accurate relatieve kwantificatie van honderden metabolieten uit verscheidene categorieën molekulen.

4.2. Gegevens-analysis via MetaboAnalyst

[] Een uitgebreid instrument voor metabolomica-analyse en -interpretatie (www.metaboanalyst.ca).

4.3. Interne gegevens-analysis

[]

5. Besluiten

In deze studie rapporteren we over een metabolomica-profiel van een relatief kleine groep. Ondanks statistische uitdagingen, leveren we toch meer bewijsmateriaal voor een redox-onevenwicht bij M.E./CVS-patiënten. De rationale achter onze theorie wordt ondersteund door parallellen met onze eerdere studie en beschikbare datasets van andere teams. De patiënten-groepen die in onze studies en die van anderen werden gebruikt, verschillen qua geografische ligging, dieet, behandel-regimes, maar toch zijn er opmerkelijke gelijkenissen bij de bevindingen. Zodoende kunnen metabolomica een fundamenteel kenmerk onthullen van de ontwrichting die optreedt in slachtoffers van M.E./CVS.

december 28, 2018

Arts/patient conflicten bij medische onzekerheid

Filed under: Gezondheidszorg — mewetenschap @ 2:23 pm
Tags: , ,

De auteurs van onderstaand artikel ‘Sociaal geconstrueerde en struktureel geconditioneerde conflicten bij medische onzekerheid’ zijn Olaug S. Lian (professor medische sociologie en doet research omtrent ‘medicalisering’) & Catherine Robson (ook sociologe).

Medicalisering is het proces waarmee menselijke aandoeningen en problemen worden gedefinieerd en behandeld als medische aandoeningen, en zodoende onderwerp worden van medische studie, diagnose, preventie of behandeling. Het wordt aangestuurd door nieuw bewijsmateriaal of hypothesen, door veranderende sociale attitudes of economische overwegingen; of door de ontwikkeling van nieuwe medicijnen of behandelingen. Medicalisering wordt bestudeerd vanuit een sociologisch perspectief in termen van de rol en de macht van gezondheid-professionals, patiënten en bedrijven, en ook omwille van de implicaties die het voor gewone mensen (wiens identiteit en beslissingen kunnen afhangen van de overheersende gezondheid-concepten en ziekte) heeft.

Eens een aandoening als medisch wordt geklassificeerd, wordt vaak een medisch model voor invaliditeit (stelt voor dat dit de levenskwaliteit van het individu bepaalt en dat behandeling dit kan corrigeren) gebruikt in plaats van een sociaal model (identificeert systeem-barrières, negatieve attitudes en uitsluiting door de maatschappij).

Medicalisering wordt ook soms ‘pathologisering’ genoemd of (pejoratief) ‘het promoten van ziekten’ (het verbreden van de diagnostische grenzen van ziekten en agressief promoten van het publiek bewustzijn om de markt voor behandelingen uit te breiden). Aangezien medicalisering het sociaal proces is waarmee een aandoening een medische ziekte wordt die dient te worden behandeld, kan het worden beschouwd als nuttig voor de gemeenschap.

Lees ook: ‘Arts-Patient: Partnerschap; GEEN Paternalisme’ en andere stukken in onze categorie ‘Gezondheidszorg’.

————————-

Social Theory & Health (Pre-print november 2018)

Socially constructed and structurally conditioned conflicts in territories of medical uncertainty

Olaug S. Lian, Catherine Robson

Department of Community Medicine, Faculty of Health Sciences, University of Tromso – The Arctic University of Norway (Tromsø)

Samenvatting

In gebieden met medische onzekerheid is er veel controverse omtrent de klinische consultaties. Om de mechanismen te ontdekken die persistente conflicten handhaven, verkennen we de interaktie-dynamiek van klinische consulten waarbij medische onzekerheid gepaard gaat. Op basis van een thematische kwalitatieve analyse van ervaring-gerichte teksten van 385 mensen die leven met medisch onverklaarde fysieke symptomen in Noorwegen, het V.K., Ierland, de V.S. en Canada, onderzoeken we de belangrijkste verwachtingen van de patiënten, hoe aan deze verwachtingen wordt voldaan, en hoe hun verwachtingen en ervaringen maatschappelijk zijn geconstrueerd en struktureel geconditioneerd. Er werden vijf fundamentele verwachtingen vastgesteld: gezondheid-professionals moeten (1) het gebrek aan medische kennis erkennen en er vrijmoedig, open en nieuwsgierig over zijn; (2) geloof hechten aan de ervaringen van patiënten en hun aandoening als ‘echt’ accepteren (3) vermijden de patiënten de schuld te geven voor hun ziekte; (4) blijk geven van mededogen, begrip en respect; en (5) beslissing-bevoegdheid delen met patiënten. Onze deelnemers ervaren onvervulde verwachtingen op alle vijf deze gebieden. Zowel ervaringen als onvervulde verwachtingen worden beïnvloed door strukturele factoren die voortkomen uit het modern westers biomedisch paradigma, en uit culturele normen en waarden van de omringende samenleving. Strukturele en culturele krachten belemmeren team-georiënteerde samenwerking op basis van gelijklopende inzichten, onderling vertrouwen en wederzijds respect. Zonder een dergelijke contextualisatie kan de interaktie-dynamiek tussen patiënten en gezondheid-professionals bij klinische consultaties niet worden blootgelegd.

Inleiding

Als sociale instelling is het medisch systeem ingebed in een voortdurend veranderende socioculturele context. Samen met medische en technologische ontwikkelingen beïnvloedt de sociaal-culturele context het georganiseerde kader en de informele cultuur van het medisch systeem. Strukturele en culturele veranderingen beïnvloeden de rollen van alle betrokken actoren, evenals de interakties tussen hen.

In moderne westerse samenlevingen is het medisch systeem (waarin artsen de belangrijkste actoren zijn) gebaseerd op wetenschappelijke kennis die experimenteel getest en bewezen, theoretisch verklaard en technologisch gevalideerd moet zijn. Het fundament voor dit paradigma omvat de uitvinding van de microscoop in 1590, de ontwikkeling van bakteriologie in de negentiende eeuw, en kennis over de menselijke anatomie en fysiologie die zich in de vorige eeuw ontwikkelde. Nieuwe kennis en nieuwe technologie hebben ons begrip omtrent gezondheid en ziekte veranderd, inclusief onze kennis-verwerving. Tegenwoordig worden concepten en theorieën uit de biologie, natuurkunde en scheikunde centraal geplaatst in opvattingen over en verklaringen van ziekten. De biomedische conceptualisering geeft ontologisch [ontologie; ‘zijnsleer’ = tak van de filosofie die de eigenschappen, het zijn van het geheel van dingen beschrijft] voorrang aan het biologisch lichaam en menselijke kwalen worden geverifieerd door middel van technologische testen. Dit perspectief wordt vaak omschreven als de gezaghebbende ‘waarheid’, en deskundige verklaringen over gezondheid en ziekte hebben een voorkeur boven die van leken. Omwille van deze culturele hiërarchie van kennis, kan het door gezondheid-professionals als legitiem worden beschouwd – in naam van professionele deskundigheid – om leken het recht te ontnemen om de situatie te definiëren. De basis voor deze legitimiteit ligt in biomedische kennis. Wanneer dergelijke kennis ontbreekt, raken klinische ontmoetingen tussen artsen en patiënten verstrikt in medische onzekerheid. Ingrijpende uitbreidingen van het medisch rechtsgebied, zelfs buiten gebieden die door medische kennis zijn onderbouwd, maken dit een steeds relevantere onderzoek-sector.

Medische onzekerheid omvat een gebrek aan zekerheid met betrekking tot diagnose, prognose, oorzakelijke factoren (etiologie) en/of waarschijnlijke resultaten van verschillende behandel-opties. De meeste klinische consulten worden op de één of andere manier bepaald door medische onzekerheid, om verschillende redenen. In dit artikel beperken we onze bespreking tot situaties waarin de onzekerheid het gevolg is van een gebrek aan medische kennis, meer specifiek de zogenaamde medisch onverklaarde lichamelijke symptomen. De belangrijkste redenen waarom we deze focus kiezen zijn tweeledig. De eerste is vooral theoretisch: medisch onverklaarde lichamelijke aandoeningen zijn theoretisch en sociologisch interessant omdat de manieren waarop we over deze verschijnselen denken “complexe sociale en politieke krachten” weerspiegelen. Culturele normen en waarden beïnvloeden de manier waarop zowel de percepties van leken en medici omtrent deze aandoeningen worden gevormd, ondersteund en veranderd. Hoe minder medische kennis we hebben, hoe groter de ruimte voor culturele stempels wordt. Als we de culturele toevalligheid van medische constructies omtrent gezondheid en ziekte willen blootleggen, zijn medisch onverklaarde lichamelijke symptomen (MUPS) bijzonder geschikt. Een andere reden heeft betrekking op de klinische relevantie: somatische symptomen zonder detekteerbare organische pathologie vormen een uitdaging voor arts/patient-interakties omdat dergelijke aandoeningen medische identificatie, medische verklaring en op bewijs gebaseerde behandeling tarten. Conflictueuze discussies over deze aandoeningen komen tot uiting in medische tijdschriften, in de publieke media, op het internet en in consultatie-ruimten. MUPS-consultaties worden gekenmerkt als een oorlogsgebied en beschreven als één van de meest uitdagende klinische ontmoetingen in hedendaagse westerse samenlevingen. In consultatie-ruimten ervaren MUPS-patiënten grote ontevredenheid en slechte klinische resultaten. Gezondheid-professionals geven aan zich hulpeloos, ontoereikend en onder druk gezet te voelen. Interaktie-problemen kunnen te maken hebben met de manieren waarop artsen en patiënten de onzekerheid waarmee ze te maken hebben, ervaren, tolereren en ernaar handelen. Subjectieve percepties van onzekerheid kunnen een invloed hebben op hoe beide partijen informatie zoeken en uitwisselen, omgaan met onzekerheid en deelnemen aan gedeelde besluitvorming. Om de arts/patient-partnerschappen op het gebied van het medisch onverklaarde te verbeteren, kan het nuttig zijn om te begrijpen hoe artsen en patiënten samenwerken om een wederzijdse uitdaging te managen: hun onvermogen om de medische onzekerheid op te heffen.

Het doel van dit artikel is het bestuderen van de manieren waarop interaktionele conflicten worden volgehouden in een gebied van medische onzekerheid. Via een sociologische analyse van kwalitatieve ervaring-gegevens die schriftelijk werden verstrekt door patiënten met langdurige ziekten, verkennen we de interaktie-dynamiek van klinische consulten die verband houden met medisch onverklaarde lichamelijke symptomen. Onze gegevens worden beperkt tot twee subgroepen van MUPS-patiënten: medisch onverklaarde langdurige vermoeidheid (vaak Myalgische Encefalomyelitis – M.E. of Chronische Vermoeidheid Syndroom – CVS) en medisch onverklaarde epileptische aanvallen (gewoonlijk gelabeld als psychogene niet-epileptische aanvallen – PNES, of niet-epileptische aanval stoornis – NEAD). Beide zijn medisch onverklaarde, gecontesteerde, chronische aandoeningen met een breed scala aan ernstige invaliderende symptomen. Een overgrote meerderheid van degenen die een diagnose van medisch onverklaarde vermoeidheid of toevallen krijgen (ongeveer drie van de vier) zijn vrouwen. Bij het analyseren van de gegevens vroegen we ons af: hoe verwachten patiënten dat gezondheid-professionals reageren op medische onzekerheid; hoe wordt aan hun verwachtingen voldaan, en op welke manieren zijn hun verwachtingen en ervaringen sociaal geconstrueerd en structureel geconditioneerd? Na het klassificeren, presenteren en bespreken van vijf hoofd-verwachtingen, verkennen we hun culturele inbedding door patiënten-ervaringen te situeren in hun sociaal-culturele omgeving. Het koppelen van verwachtingen en ervaringen van patiënten aan onderliggende culturele gebeurlijke factoren, biedt een alternatief voor het dominerend individualistisch perspectief. Het veranderen van het ‘kader’ waarin we medisch onverklaarbare ziekten begrijpen in de richting van een cultureel perspectief, kan dienen om bronnen bloot te leggen van aanhoudende interaktionele problemen tussen artsen en patiënten in gebieden met medische onzekerheid.

Ontwerp en gegevens-analyse

Deze studie bouwt voort op kwalitatieve gegevens van twee studies uit Noorwegen en Engeland (één subset van gegevens uit elk onderzoek). De gegevens werden verzameld via email-enquêtes met vragen over hoe studie-deelnemers gezondheidszorg ervaren met betrekking tot hun M.E. of NES, uitgevoerd om patiënten-ervaringen te onderzoeken bij mensen die leven met medisch onverklaarde aandoeningen. Dit artikel bouwt voort op de tekst van hun antwoorden op de open vragen van deze enquêtes.

Gegevens en deelnemers

Dataset 1 – 256 deelnemers – Noorwegen april/mei 2013. […] Er werden uitnodigingen om deel te nemen verdeeld onder 811 leden van de ‘Norwegian ME-Association’ met gekende email-adressen (ca. 40% van alle leden). […] Uiteindelijk schreven 256 deelnemers (55%) commentaren op de open vraag: “Is er iets dat je ons wil vertellen wat je nog niet tot hiertoe in deze bevraging hebt verteld?”. 90% van de respondenten zijn vrouwen. […] Naast andere zaken, onthulde de statistische analyse een sterk verband tussen positieve patiënten-ervaringen en overéénkomsten qua visies over de ziekte bij dokters en patiënten.

Dataset 2 – 141 deelnemers – juli/oktober 2016. Diepgaande www-bevraging bij leden van of 20 online support-groepen voor mensen met PNES/NEAD. […] 141 deelnemers verstrekten volledige responsen […], waarvan 129 overbleven. Daarvan waren er 87% vrouwen. De respondenten kwamen uit het V.K., Ierland, de V.S. & Canada. De deelnemers antwoorden op vragen […] over hun ervaringen bij interakties met gezondheid-professionals. […] (69 deelnemers antwoordden). […]

Gegevens-analyse

Het doel van de data-analyse was het zoeken van een interpretatief begrip van de verhalen van de deelnemers, wat betekent dat ze “waarheid bevatten in die zin dat ze ons in staat stellen de werkelijkheid te begrijpen vanuit het gezichtspunt van de persoon die deze opmerkingen uitdrukt”. In overéénstemming met dit perspectief, betwijfelen wij niet of de uitgedrukte ervaringen juist of fout zijn, goed of slecht.

[…] Er werden inductief thema’s voor de analyse opgemaakt uit elk van de twee datasets via het identificeren van verwachtingen die direct of indirect via beschrijven werden vermeld, van zowel voldane of onvoldane verwachtingen. In fase 1 van de analyse, identificeerden we zoveel thema’s mogelijk voor elke dataset […]. In fase 2, vergeleken we de resultaten van beide datasets en beslisten we over een lijst van vijf thema’s die belangrijk leken voor beide groepen. […]

Resultaten

Na het inductief ontwikkelen van thema’s die opdoken uit beide datasets, sprongen vijf belangrijke thema’s in het bijzonder in het oog. […]

Thema 1: Bevestiging van het gebrek aan medische kennis

Hoewel M.E. en NES medische namen (diagnoses) krijgen, zijn deze aandoeningen niet medisch verklaard of onderbouwd door positieve biomedische merkers. De deelnemers bevestigen het gebrek aan medische kennis over hun ziekte en verwachten van gezondheid- professionals dat ze hetzelfde doen.

[voorbeelden]

Volgens beide groepen vereist de erkenning van het gebrek aan medische kennis een ruimdenkendheid en bereidheid om meer te leren.

[voorbeelden]

Ervaringen van het tegengestelde komen vaker voor in beide groepen.

[veel dokters tonen minachting, zijn dikwijls ontwijkend, missen professionele nieuwsgierigheid]

Deelnemers houden vooral niet van artsen die ongefundeerde psychologische theorieën gebruiken.

[voorbeelden]

Beide groepen waarderen professionals die niet alleen een open geest tonen, maar ook de bereidheid tonen om hun symptomen te onderzoeken en deze met de patient te bespreken, maar dat is vaak niet het geval.

[voorbeelden]

Thema 2: ‘Geloofd’ worden dat ze niet ‘doen alsof’

Ondanks onzekerheden verwachten de deelnemers dat gezondheid-professionals hun aandoening als ‘echt’ accepteren. In tegenstelling tot deze verwachting, beschrijven ze gezondheid-professionals die het gebrek aan kennis en technologische bewijzen van ziekte (bio-merkers) verwarren met een niet-bestaande ziekte.

[“niets fysiek verkeerd, zit in het hoofd, valse ziekte”]

Eén NES-patient legde uit hoe het zien van haar aanvallen met hun eigen ogen een ‘bewijs-vervanging’ kan zijn.

Beide groepen verwachten dat zorgverleners hun ervaringen erkennen en hun toestand als echt aanvaarden, en er als een feit mee omgaan. Het ernstig nemen van hun ervaringen en verzekerd te zijn dat ze een ‘echte’ ziekte hebben en niet een denkbeeldige ‘nep’-aandoening die alleen ‘in hun hoofd’ bestaat, is absoluut essentieel.

[voorbeelden]

Ervaringen van het tegenovergestelde komen vaker voor in beide groepen.

[voorbeelden]

Thema 3: Niet worden beschuldigd

De deelnemers waarderen dat ze gerustgesteld worden dat hun ziekte onvrijwillig is en niet iets dat ze bewust ‘opvoeren’ of controleren, en daarom moeten zouden ze er niet de schuld van moeten krijgen. NES-patiënten drukken deze behoefte uit met betrekking tot positieve ervaringen.

[voorbeelden]

Voor de meeste deelnemers in beide groepen is echter niet aan deze verwachtingen voldaan.

[“allemaal je eigen schuld, toe te schrijven aan niet gelukkig zijn, mentaal probleem”]

De verwijten hebben vaak betrekking op beledigende beschuldigingen van gestresseerd zijn, lui, aandacht-zoekend of zelfs hypochonders.

[voorbeelden]

Sommige deelnemers uit de M.E.-groep leggen een link tussen de verwijten en vooroordelen tegenover vrouwen of vertellen over ongeloof door mannelijke gezondheid-professionals.

[“gestresseerd huisvrouw-type, ‘good girl’ syndroom]

De deelnemers koppelen ongeloof en de schuld aan psychogene verklaringen van hun kwaal.

[voorbeeld]

Thema 4: Blijk geven van mededogen, begrip en respect

Beide groepen verwachten dat gezondheid-professionals naar hen luisteren en blijk geven van begrip, mededogen en respect.

[voorbeelden]

Beide groepen ervaren vooral niet-voldane verwachtingen op dit gebied.

[voorbeelden]

Beide groepen spreken de verwachting uit behandeld te worden als een (geheel) mens.

[voorbeelden]

Aan deze verwachting wordt vaak niet voldaan.

[“specialisten gaan voorbij aan het probleem, focussen enkel op hun specialisme”]

Thema 5: Delen van beslissing-bevoegdheid

Beide groepen verwachten dat de beslissingen worden genomen in een samenwerking-verband let gezondheid-professionals.

[voorbeelden]

Beide groepen zijn teleurgesteld met betrekking tot medezeggenschap.

[voorbeelden]

Beide groepen beschrijven incidenten die een compleet gebrek aan partnerschap aangeven.

[schreeuwen, dingen naar het hoofd gooien, verbieden terug te keren, verwijten over tijdverlies]

Samenvatting van de resultaten

Door positieve en negatieve beschrijvingen, verwoorden onze studie-deelnemers – direct of indirect – dezelfde fundamentele verwachtingen en ervaringen. Wat de verwachtingen betreft, is de kern-boodschap die uit beide datasets naar voorkomt, dat zorgverleners moeten

  1. het gebrek aan medische kennis erkennen; eerlijk zijn, open en nieuwsgierig omtrent medische onzekerheden, en hun toestand met een open geest en een bereidheid om bij te leren benaderen (en vooral niet te beweren dat ze weten wat niet bekend is);
  2. patiënten-ervaringen geloven en de realiteit van hun ziekte aanvaarden;
  3. vermijden de patiënten moreel de schuld te geven;
  4. patiënten met menselijke waardigheid behandelen door blijk te geven van vertrouwen, respect, mededogen, sympathie en begrip;
  5. en beslissing-bevoegdheid met patiënten delen in een samenwerking-verband.

Hoewel positieve ervaringen tot uiting komen, worden de gegevens gedomineerd door teleurstelling en ontevredenheid met betrekking tot onvoldane verwachtingen in alle vijf de thema’s. De sterkste afkeer van de deelnemers is tegen gezondheid-professionals die beweren te weten wat niet bekend is door psychogene verklaringen van hun ziekte te verkondigen, of het als nep of niet-bestaand te bestempelen. Dit kan de belangrijkste bron van negatieve ervaringen zijn. Onze deelnemers interpreteren psychogene verklaringen als indirecte beweringen dat hun symptomen hun eigen schuld zijn en alleen ‘in hun hoofd’ bestaan.

Het enige afwijkende patroon dat we vonden tussen de verhalen van de twee groepen hangt samen met de erkenning van hun ziekte. In tegenstelling tot M.E.-patiënten beschrijven sommige NES-patiënten expliciet de uitdrukkelijke erkenning van gezondheid-professionals dat hun ziekte ‘echt’ is en niet alleen ‘nagebootst’. Dit is hoogstwaarschijnlijk verbonden met verschillen qua symptomen: epilepsie-aanvallen zijn acuter, specifieker, directer waarneembaar van buitenaf en vaak zichtbaar hevig. Afgezien daarvan zijn de verhalen van beide groepen deelnemers verrassend vergelijkbaar.

De sociale en strukturele inbedding van medisch onverklaarde aandoeningen: een theoretische analyse

De samenhang van de verhalen van onze deelnemers geeft aan dat hun ervaringen moeten worden geïnterpreteerd als iets meer dan louter individuele beoordelingen. Onze veronderstelling hier is dat ze consistent zijn omdat de individuele verwachtingen en ervaringen van patiënten cultuurdragende interpretaties zijn, gevormd door cultureel beschikbare normen en waarden, en daarom sociaal geconditioneerd en geconstrueerd. Door hun individuele ervaringen te contextualiseren, door ze in een specifieke tijd en plaats te plaatsen, kan hun sociale en structurele inbedding zichtbaar maken. Afgezien van het feit dat het individuele ervaringen zijn, analyseren we de verhalen van onze deelnemers als uitingen van de contouren van het modern biomedisch paradigma, de veranderende rollen van patiënten en gezondheid-professionals, en de culturele en historische normen/waarden van westerse geïndustrialiseerde samenlevingen.

Culturele normen en waarden

De verhalen van onze M.E.-deelnemers zijn een afspiegeling van culturele opvattingen over vermoeidheid in onze cultuur. Onze culturele normen definiëren vermoeidheid als een teken van zwakte; de norm is om energiek, taai, sterk en verdraaglijk te zijn. Culturele normen schrijven ook voor hoe we het zouden moeten aanpakken: de (stereotype) mannelijke respons; raap jezelf bij elkaar en ‘ga er mee om als een man’, is de meest cultureel aanvaardbare manier. Onvermogen het hoofd te bieden aan levensgebeurtenissen is ook een kern-element bij de medische percepties over niet-epileptische aanvallen, en de gender-dimensie is daar ook zichtbaar: het vrouwelijk overwicht wordt verklaard door de sociale aanvaardbaarheid van openlijk emotionele expressie bij vrouwen.

Dit is slechts één voorbeeld van hoe de verhalen van onze deelnemers het waarmerk van de moderniteit in westerse samenlevingen weerspiegelen, vooral de individualistische notie van ontwortelde individuen die handelen op basis van vrije wil. De individualistische ‘triomf van de wil’ heeft sociale factoren vervangen door individuele keuzes (ongezonde levensstijlen) bij medische verklaringen van ziekten. Het gedrag-argument vormt de kern van een modern biomedisch systeem waarbij individuele vrijheid en verantwoordelijkheid worden benadrukt. Binnen dit perspectief riskeren kwetsbare vrouwen die niet in staat zijn om te voldoen aan de idealen van cultureel legitieme manieren om met vermoeidheid en harde levensgebeurtenissen om te gaan, sociale uitsluiting en stigmatisering door de succesvolle meerderheid.

Gender-bepaald of niet: onze deelnemers beschrijven hoe zij ervaren te worden onderworpen aan een stigmatiserend discours met negatieve labels en diskrediterende beschuldigingen (gericht op wat ze doen en wie ze zijn) dat leidt tot vernedering, schaamte, schuld, stigma en sociale uitsluiting. Omwille van de afwezigheid van medische erkenning ervaren onze deelnemers wat wordt geklassificeerd als een onwettig gestigmatiseerde ziekte. Het vertoeven in deze ziekte-rol geeft weinig of geen privileges. De psychiatrische labels die de deelnemers ondervinden, zetten een stempel op gedrag dat als maatschappelijk onaanvaardbaar wordt beschouwd en daarom vaak gepaard gaand met sociale uitsluiting.

Moderne biomedische perspectieven

Ervaringen van stigma die door onze deelnemers tot uitdrukking worden gebracht, zijn ook sterk verbonden met het modern biomedisch paradigma, inclusief de groeiende nadruk op ‘evidence-based medicine’. Binnen het biomedisch paradigma worden somatische symptomen zonder detekteerbare organische pathologie ondoorgrondelijk, onbegrijpelijk, onverklaarbaar en onbehandelbaar. Het wordt zelfs de vraag of hun problemen er wel zijn of niet, omdat de criteria voor het bestaan ervan – in ontologische zin – is wat je visueel kunt waarnemen door het gebruik van technologische testen. Onder artsen is het niet ongewoon om het bestaan van MUPS-condities te ontkennen of om ze als psychogeen uit te leggen. In een cultuur waarin psyche en soma [lichaam] gescheiden zijn, en hiërarchisch gestruktureerd (waarbij het laatste als minder reëel wordt gezien), en mentale problemen als tekenen van zwakte, en dus door zichzelf toegebracht, worden gezien, leiden deze medische percepties gemakkelijk tot wrevel t.o.v. hen die deze labels krijgen.

Bovendien vinden patiënten het problematisch wanneer er deskundige rechtsbevoegdheid wordt opgeëist zonder de kennis waarop het dient te vertrouwen en wanneer kennis wordt vervangen door normatieve oordelen. Voor artsen weerspiegelt scepsis tegenover MUPS, inclusief de overtuiging dat het niet bestaat, hun professionele biomedische kijk op de aandoening als zodanig. Binnen een biomedisch referentiekader is dit een waarde-neutrale wetenschappelijke verklaring (ziekte bestaat pas als er biologisch-medisch verantwoording voor is). Vanuit een ervaring-perspectief gezien, beleven patiënten dergelijke beweringen niet als waarde-neutraal, maar als persoonlijk, normatief en veroordelend. Op basis van culturele opvattingen over mentale aandoeningen, ervaren patiënten dat ze verantwoordelijk worden gehouden voor hun ziekte en onder druk gezet om zichzelf bij elkaar te rapen, alsof het een ‘kwestie van wilskracht’ is. Als ze weigeren zich te schikken naar behandelingen, niet beter worden of hun toestand verslechtert, ervaren ze het alsof zij – niet de behandeling of de klinicus – verantwoordelijk worden gehouden (“Men vertelde me…dat het mijn eigen schuld was dat ik ziek was!”). Bijgevolg brengen artsen – of het nu bedoeld of onbedoeld is – hun scepticisme aangaande de ziekte als biomedische entiteit over naar de ziekte-beleving van patiënten. Zonder duidelijk onderscheid te maken tussen bio-medisch gedefinieerde ziekte en door ervaring gedefinieerde ziekte, kunnen interaktionele conflicten in gebieden met medische onzekerheid niet worden begrepen of opgelost.

Nieuwe rollen voor artsen en patiënten

De sterke ontevredenheid die tot uiting komt in de verhalen van onze deelnemers moet worden gezien in relatie tot lopende politieke inspanningen om te evolueren naar een minder gezaghebbende professionele rol ten opzichte van de patiënten en het ontwikkelen van patient-gerichte zorg. Patient-gerichte zorg betekent het integreren van het beleving-perspectief van patiënten en het respecteren van de autonomie van de patient om ervoor te zorgen dat klinische beslissingen worden genomen in overéénstemming met de wensen en behoeften van patiënten, op basis van gedeelde besluitvorming. Het erkennen en respecteren van patiënten als personen met hun eigen doelen, verwachtingen en behoeften is fundamenteel voor dit idee van de klinische praktijk, één die is geworteld in een filosofie van mensen als doelgerichte, denkende, voelende, emotionele, reflecterende en relationele wezens die ontvankelijk zijn voor betekenis. Het aanbieden van ‘evidence-based’ medische dienstverlening van hoge kwaliteit, consistent met de medische behoeften van de patient en op een manier die een arts/patient-partnerschap als gelijken en gedeelde besluitvorming bevordert, zijn eigenschappen die in alle westerse gezondheidszorg-systemen worden nagestreefd. Deze ideologische trends worden geabsorbeerd door onze deelnemers, maar oude macht-strukturen die diep geworteld zijn in het medisch systeem kunnen idealen van patiënten-autonomie beperken om te rijpen en daardoor het verandering-proces belemmeren.

Sterktes en beperkingen

De gegevens werden onafhankelijk van dienstverleners verzameld en de identiteit van onze deelnemers werd nooit bekendgemaakt aan de onderzoekers. Hierdoor konden respondenten hun ervaringen beschrijven zonder bang te hoeven zijn voor de negatieve gevolgen van zorgverleners. Door hen open vragen te stellen en hen in staat te stellen hun ervaringen schriftelijk te beschrijven – met minimale invloed van onderzoekers, zonder tijdsdruk en geen beperking qua woorden – kregen ze de volledige vrijheid om na te denken over wat ze het belangrijkst vonden. Ondanks deze vrijheid vertelden deelnemers afkomstig uit meerdere westerse landen opmerkelijk vergelijkbare verhalen, die we interpreteren als een bevestiging van de openheid van de gestelde vragen: het laat zien dat MUPS-patiënten afkomstig van verschillende plaatsen, gemeenschappelijke uitdagingen tegenkomen die voortvloeien uit het hebben van een ziekte die [nog] onmogelijk te ‘valideren’ is door medische technologie en kennis. Het gebruik van geschreven teksten in plaats van gestruktureerde mondelinge interviews, wat tot nu toe de meest gebruikelijke methode was, maakt dat onze studie een originele aanvulling is op eerder onderzoek, zelfs in een internationale context.

Omwille van recrutering-methoden (gebaseerd op lidmaatschap van patiënten-organisaties of online ondersteuning-groepen), zijn de ervaringen van onze deelnemers mogelijk niet dezelfde als die van andere mensen met deze aandoeningen. Een mogelijk vooroordeel is dat degenen die ervoor kozen om deel te nemen aan onze studie, meer negatieve ervaringen hebben dan degenen die dat niet deden. We beweren daarom niet dat de opvattingen van onze deelnemers representatief zijn voor alle patiënten met M.E. en NES, maar ze zijn nuttig in termen van het verkennen van culturele en contextuele factoren die bijdragen aan interaktie-uitdagingen. Onze gegevens kunnen ook een patiënten die beter funktioneren bevoordelen (wat te verwachten is, omdat de meest ernstig getroffen patiënten waarschijnlijk niet konden deelnemen). Ook zijn mannen ondervertegenwoordigd in beide patiënten-groepen. Bij het interpreteren van de gegevens moet met deze mogelijke vooroordelen rekening worden gehouden. We moeten ook in gedachten houden dat de verhalen van onze deelnemers retrospectief zijn (ze herinneren aan ervaringen uit consultaties die enige tijd geleden plaatsvonden) en daardoor veranderen in de loop van de tijd. Een ander zwak punt van onze gegevens is dat aan de twee patiënten-groepen geen identieke vragen werden gesteld. Dit maakt een systematische vergelijkende analyse van de twee deelnemers-groepen onmogelijk.

Besluit

Op een directe en indirecte manier geven de studie-deelnemers duidelijke verwachtingen aan ten aanzien van zorgverleners: door sympathie, empathie en mededogen moeten gezondheid-professionals aantonen dat ze patiënten-ervaringen op een niet-veroordelende manier erkennen en ernaar handelen door middel van gedeelde besluitvorming. Op een inzichtelijke manier beschrijven de deelnemers onvervulde verwachtingen met betrekking tot al deze aspecten. Eén deelnemer vat haar ervaringen samen op een manier die een kern-boodschap uit de gegevens verduidelijkt: “Alle interakties waren negatief: de schuld geven, te schande maken, vernederen en emotionele pijn.”. De meeste deelnemers beschrijven gespannen consulten gedomineerd door interaktionele conflicten met onopgeloste geloofwaardigheid en kennis-claims, vernederend gedrag en vernederende beschuldigingen.

In onze cultuur verklaren we vaak de manieren waarop mensen denken, handelen en voelen door gebruik te maken van een psychologisch perspectief van individuele persoonlijkheid en persoonlijke motieven. Interaktie-problemen die in dit artikel worden besproken, vormen hierop geen uitzondering. “Waarom zijn M.E.-patiënten zo boos?”, vraagt een arts. Evenzo vraagt één van onze deelnemers: waarom kunnen artsen niet stoppen “patiënten te vernederen en bespotten”? Een groot probleem bij dit perspectief is dat het de inherent sociaal-culturele dimensie van onze gedachten, akties en gevoelens mist. Door sociale interaktie worden culturele normen en waarden onze geïnternaliseerde normen en waarden. Door te onderzoeken hoe individuele ervaringen de sociaal-culturele context waarin ze worden gevoed, hebben we geprobeerd om het referentiekader te verplaatsen naar een cultureel niveau en een contextueel perspectief aangaande de interaktie-dynamiek van klinische consulten die gepaard gaan met medische onzekerheid. Dit perspectief houdt ook een verklarende kracht in: het dient om uit te leggen waarom de verwachtingen en ervaringen van onze studie-deelnemers zo samenhangend zijn.

In dit artikel interpreteren we de verhalen van onze deelnemers als uitingen van een ervaren systematisch gebrek aan respect dat voortvloeit uit het naturalistisch empirisme van het modern westers wetenschappelijk biomedisch paradigma, en uit culturele normen en waarden van de omringende samenleving. De interaktie-dynamiek die ze beschrijven vertoont struktureel geconditioneerde krachten die inherent zijn aan het medisch systeem, in de spreekkamer en in de geesten van degenen die daar interageren hebben. Hoewel mensen de situatie anders aanpakken, beïnvloeden strukturele krachten de manieren waarop aktoren denken en handelen. Het erkennen van de struktureel geconditioneerde omstandigheden waar we naar handelen, betekent dat we accepteren dat ervaringen en verwachtingen van iedereen die zich engageert in de consultatie-ruimte (zowel patiënten als gezondheid-professionals) afhankelijk zijn van een specifieke culturele context. Het situeren van gebeurtenissen binnen deze context stelt ons in staat om de onderliggende dynamiek van struktureel gegenereerde conflicten te identificeren en daardoor individuele morele verwijten te voorkomen. Het koppelen van bemiddeling en struktuur door het onderzoeken van patiënten-ervaringen in relatie tot medische en sociaal-culturele systemen, onthult hoe de interaktie-dynamiek van medische consulten in gebieden van medische onzekerheid sociaal geconstrueerd en struktureel bepaald is.

december 15, 2018

Lage omega-3 index & poly-onverzadigde vetzuren bij M.E.(cvs)

Filed under: Behandeling — mewetenschap @ 8:21 am
Tags: , , , ,

Vroegere studies toonden dat toediening van essentiële vetzuren resulteert in een significante verbetering van de M.E.(cvs)-symptomen (Puri BK. The use of eicosapentaenoic acid in the treatment of Chronic Fatigue Syndrome. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 2004; 70(4): 399-401 /// Puri BK. Long-chain poly-unsaturated fatty acids and the pathophysiology of Myalgic Encephalomyelitis (Chronic Fatigue Syndrome). J Clin Pathol (2007) 60(2): 122-124 /// Tamizi far B, Tamizi B. Treatment of Chronic Fatigue Syndrome by dietary supplementation with omega-3 fatty acids – A good idea? Med Hypotheses (2002) 58(3): 249-250).

Japanse researchers argumenteerden ook dat poly-onverzadigde vetzuren een vitale rol spelen bij pijn-regulering (zie ‘Onverzadigde vetzuren en pijn’).

Het nut van omega-3 supplementen wordt echter nog controversieel gevonden. De auteurs van onderstaande studie vinden dat het bewijs dat bepaalde poly-onverzadigde vetzuren bij M.E.(cvs) t.o.v. controles nog te beperkt is. Daarom gingen zij over tot de meting van omega-3 index en bekeken ze de profielen van de n-3 & n-6 poly-onverzadigde vetzuren. Ze besluiten dat er voldoende aanwijzingen zijn om omega-3 vetzuur supplementering verder te onderzoeken bij M.E.(cvs)-patiënten.

Omdat de concentraties in het bloed van n-3 (omega-3) vetzuren (FAs) (eicosapentaeenzuur EPA & docosahexaeenzuur DHA) een weerspiegeling zijn van de voedsel-inname, wordt voorgesteld dat een n-3 FA biomerker – de omega-3 index (EPA plus DHA in erythrocyten-membranen) – zou worden beschouwd als een mogelijke indicator voor het risico op coronair hart-lijden. Het betreft een reproduceerbare test waarbij een resultaat van verhoogde waarden duiden op een verminderd risico: hoog risico: < 4%; middelmatig risico: 4-8% & laag risico: > 8% (percentage van erythrocyten FAs). De voordelige effekten vloeien voort uit de werking in membranen: ze veranderen de fysieke kenmerken en de aktiviteit van membraan-gebonden proteïnen die (na afgifte) kunnen interageren met ion-kanalen, kunnen worden omgezet in bio-aktieve eicosanoïden (bepaalde groep hormonen afgeleid van essentiële vetzuren; omvat o.a. prostaglandinen, leukotriënen, tromboxanen) en kunnen dienen als liganden voor meerdere nucleaire transcriptie-factoren (waardoor gen-expressie verandert).

De AA/EPA-ratio geeft een aanwijzing voor de cellulaire inflammatie: 1,5-3 = laag / 3-6 = matig / 7-15 = verhoogd / > 15 = hoog. Het is de verhouding van het n-6 poly-onverzadigd FA arachidonzuur (dat aanleiding geeft tot meer inflammatoire eicosanoïden) op het minder inflammatoir n-3 poly-onverzadigd eicosapentaeenzuur (dat aanleiding geeft tot minder inflammatoire eicosanoïden).

————————-

Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids (2018) 139: 20-24

Low omega-3 index and polyunsaturated fatty acid status in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis

Castro-Marrero J1, Zaragozá MC2, Domingo JC3, Martinez-Martinez A4, Alegre J4, von Schacky C5

1 CFS/ME Unit, Vall d’Hebron University Hospital, Vall d’Hebron Research Institute, Universitat Autònoma de Barcelona, Spain

2 CFS/ME Unit, Vall d’Hebron University Hospital, Vall d’Hebron Research Institute, Universitat Autònoma de Barcelona, Spain; Clinical Research Department, Laboratorios Viñas, Barcelona, Spain

3 Department of Biochemistry and Molecular Biomedicine, Faculty of Biology, Universitat de Barcelona, Spain

4 CFS/ME Unit, Vall d’Hebron University Hospital, Vall d’Hebron Research Institute, Universitat Autònoma de Barcelona, Spain

5 Department of Preventive Cardiology, Medizinische Klinik I, Ludwig Maximilians-University, Munich, Germany; Omegametrix [laboratorium gespecialiseerd in de meting van de omega-3 index], Martinsried, Germany

Samenvatting

ACHTERGROND: Meerdere studies hebben gesuggereerd dat lage waarden qua omega-3 vetzuren (n-3 PUFAs) inclusief eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeenzuur (DHA) geassocieerd zijn met cardiovasculair risico, majeure depressie, slaap-problemen, inflammatie en andere gezondheid-gerelateerde kwesties. Tot hier toe werd de erythrocyten PUFA status bij Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.) echter nog niet vastgesteld. Deze studie had tot doel te bepalen of de n-3 PUFA inhoud en de omega-3 index geassocieerd zijn met CVS/M.E.

PATIËNTEN & METHODES: PUFA-waarden en de omega-3 index werden via de ‘HS-Omega-3 Index’ methode gemeten bij 31 Spaanse CVS/M.E.-patiënten. Demografische & klinische kenmerken, en zelf-gerapporteerde uitkomst-metingen derden ook opgenomen.

RESULTATEN: Er werd een lage gemiddelde omega-3 index (5,75%) gezien bij 92,6% van het staal. De omega-3 index was omgekeerd gecorreleerd met de AA/EPA-ratio (p = 0.00002) en de BMI (p = 0.0106). In tegenstelling daarmee was de AA/EPA-ratio positief geassocieerd met de BMI (p = 0.0038). Er werd geen verband gevonden voor metingen van de FIS-40 & PSQI (p > 0.05).

BESLUIT: De lage omega-3 index die werd gevonden bij onze CVS/M.E.-patiënten kan wijzen op verhoogde risico’s voor de cardiovasculaire gezondheid; iets wat verder dient te worden onderzocht. Een lage omega-3 index suggereert ook een pro-inflammatoire toestand bij deze patiënten. Er dient te worden geprobeerd de omega-3 index bij CVS/M.E.-patiënten te verhogen, op basis van interventie-proeven die een potentieel therapeutische waarden kunnen beoordelen.

1. Inleiding

[…]

[…] Er wordt gedacht dat CVS/M.E. wordt veroorzaakt door afwijkingen in immuun-metabole, neuro-inflammatoire en oxidatieve stress mechanismen en andere biologische factoren, die het risico op cardiovasculaire ziekte (CVD) kunnen verhogen.

Tot op heden is er beperkt bewijs dat bepaalde lange-keten PUFAs [poly-onverzadigde vetzuren] (gemeten in erythrocyten) lager zijn bij CVS/M.E. dan bij gematchte controles [Liu Z et al. Determination of fatty acid levels in erythrocyte membranes of patients with Chronic Fatigue Syndrome. Nutr. Neurosci. (2003) 6: 389-392 /// Nijs J. Oxidative stress might reduce essential fatty acids in erythrocyte membranes of Chronic Fatigue Syndrome patients. Nutr. Neurosci. (2004) 7: 251-253 /// Warren G et al. The role of essential fatty acids in Chronic Fatigue Syndrome. A case-controlled study of red-cell membrane essential fatty acids (EFA) and a placebo-controlled treatment study with high dose of EFA. Acta Neurol. Scand. (1999) 99: 112-116 /// Behan PO et al. Effect of high doses of essential fatty acids on the postviral fatigue syndrome. Acta Neurol. Scand. (1990) 82 : 209-216]. Deze lage waarden gaan dikwijls gepaard met een verlaagde anti-oxidante status en systemische inflammatie [Castro-Marrero J et al. Effect of coenzyme Q10 plus nicotinamide adenine dinucleotide supplementation on maximum heart rate after exercise testing in Chronic Fatigue syndrome – a randomized, controlled, double-blind trial. Clin. Nutr. (2016) 35: 826-834].

Het specifiek doel van deze studie, gebaseerd op een exploratieve benadering, is het meten van de omega-3 index (eicosapentaeenzuur EPA & docosahexaeenzuur DHA) en de n-3 & n-6 PUFA profielen bij CVS/M.E.-individuen. Het breder doel is het nagaan van het potentieel therapeutische gebruik van omega-3 supplementering ter verlichting van klachten bij patiënten met CVS/M.E., aangezien omega-3 vetzuren nuttig bleken bij andere chronische aandoeningen.

2. Patiënten & methodes

2.1. Studie-populatie

Er werd een piloot-studie uitgevoerd met 31 Spaanse patiënten (waarvan 29 vrouwen; gemiddelde leeftijd: 51,8 ± 9,8 jaar) die voldeden aan de 1994 CDC/Fukuda definitie voor CVS […]. Geen van de patiënten kreeg vetzuur-supplementen in de twee maanden er voor. […] Exclusie-criteria: psychiatrische co-morbiditeit, cardiovasculaire, hematologische, infektueuze, endocriene en metabole aandoeningen, auto-immune ziekten, zwangerschap of borstvoeding, huidig drug-misbruik, roken of CVS-symptomen.

2.2. Ethische verklaringen

[…]

2.3. Demografische & klinische karakteristieken

[…]

2.4. Metingen

Elke deelnemer vulde de gevalideerde vragenlijsten FIS-40 & PSQI in, en er werden een nuchter bloedstaal afgenomen voor de meting van de PUFA-samenstelling (inclusief omega-3 index) in erythrocyten.

2.4.1. Vermoeidheid-perceptie

Vermoeidheid werd beoordeeld via de ‘Fatigue Impact Scale’ (FIS-40) […] (0-160). Hogere scores geven meer funktionele beperkingen door vermoeidheid aan.

2.4.2. Pittsburgh slaap-kwaliteit index

Slaap-stoornissen werden beoordeeld assessed via de ‘Pittsburgh Sleep Quality Index’ (PSQI) vragenlijst […] (0-21). Scores van ≥ 5 geven een slechtere slaap-kwaliteit aan.

2.5. Metingen van de omega-3 index & PUFA-inhoud

[…] Bij Omegametrix (Martinsried, Germany) werd de vetzuur-samenstelling in erythrocyten geanalyseerd volgende de ‘HS-Omega-3 Index’ methode [genereren van vetzuur-methyl-esters uit rode bloedcellen & analyse via gas-chromatografie]. Resultaten van de omega-3 index worden gegeven als EPA plus DHA uitgedrukt als percentage van de totale vetzuren […].

2.6. Statistische analyse

[…] Een p-waarde < 0.05 werd beschouwd als statistisch significant.

3. Resultaten

3.1. Individu-karakteristieken

[…] De meeste patiënten waren vrouwen [93,5%; leeftijd 51,8 ± 9,8] en 87% had een BMI die overgewicht weerspiegelt [29,3 ± 4,2], met een verhoogd risico op CVD. […]

3.2. Omega-3 index & PUFA-profiel

De gemiddelde omega-3 index was 5,75%. De meeste individuen (n = 25; 80,6%) had een omega-3 index met medium risico (4-8%). Drie gevallen (9,7%) had een omega-3 index met hoog risico (≤ 4%) en drie (9,7%) met een cardioprotectieve toestand (≥ 8-11%). De omega-6 vetzuren (linoleenzuur & arachidonzuur) waren licht verhoogd, terwijl de mono-onverzadigde vetzuren en industrieel geproduceerde trans-vetzuren in de normale ‘range’ lagen. Het totaal % SFA [verzadigde vetzuren] lag binnen de normale waarden, met een mediane waarde van 42,6% (31-43.7%); er waren echter zeven individuen (22,6%) met verhoogde waarden.

60% van de individuen had n-3 PUFA waarden in het laagste kwartiel van de normaal-waarden, terwijl 88,9% n-6 PUFA waarden boven het derde kwartiel had. Wat betreft de omega-3 index: voor slechts twee individuen (6,4%) lag deze in het laagste kwartiel van de normaal-waarden.

3.3. Correlatie omega-3 index met AA/EPA-verhouding & BMI

Er werd een significante omgekeerde correlatie gevonden tussen de omega-3 index & de AA/EPA-ratio [verhouding arachidonzuur (een n-6 PUFA) op eicosapentaeenzuur (een n-3 PUFA)] (r = -0.704; p = 0.00002), en de omega-3 index & BMI (r = -0.520; p = 0.0106). Er werd echter een significante en positieve correlatie gevonden tussen de AA/EPA-ratio en BMI (r = 0.5790; p = 0.0038).

3.4. Verband tussen uitkomst-metingen de omega-3 index, EPA, DHA & AA/EPA-ratio

Er werd geen significant verband gevonden (p > 0.05) wat betreft FIS-40 & PSQI scores met de omega-3 index, EPA, DHA en AA/EPA-ratio.

4. Bespreking

Naar ons weten is dit de eerste cohort-studie die gegevens verstrekt omtrent de vetzuren-samenstelling in erythrocyten en de omega-3 index bij CVS/M.E.-patiënten in Spanje. […]

Onze bevindingen geven aan dat 92,6% van de CVS/M.E.-individuen een lage omega-3 index had (gemiddelde waarde: 5,75% ± 1,45%). Een studie met 198 Spaanse individuen met een hoog risico op coronaire hart ziekte (CHD) vond een gemiddelde omega-3 index van 7,03% [2011], wat veel hoger ligt dan bij onze studie. De verschillen kunnen gerelateerd zijn met het aantal individuen met een index-waarde die in de cardioprotectieve ‘range’ ligt. Deze CDH-studie vond dat 26,1% van de individuen een omega-3 index van boven de 8% had, terwijl voor ons staal slechts 9,6% cardioprotectieve waarden had. De omega-3 index in ons staal is echter vrij gelijkaardig met wat wordt gerapporteerd in westerse bevolkingen, in het bijzonder van de V.S. (waar consistent waarden van 5% werden gevonden) [2008], indicatief voor een hoog cardiovasculair risico.

Prof. Leonard Jason rapporteerde dat de gemiddelde leeftijd van CVS/M.E.-patiënten die sterven aan hart-falen (58,7 jaar), significant lager ligt dan deze in de V.S. (83,1 jaar). Deze bevindingen geven aan dat een ongunstige omega-3 index bij CVS/M.E.-patiënten het cardiovasculair risico kan verhogen.

De n-3 & n-6 PUFA inhoud van erythrocyten in ons staal geeft een lager n-3 (7,64%) en hoger n-6 PUFA (32,58%) percentiel-verdeling, aan vergeleken met normale waarden gerapporteerd in Spanje (n-3: 9,01% & n-6: 31,98%) en elders in Europa. Daarnaast had onze onderzoek-groep hogere SFA-waarden dan het deel van de Spaanse populatie met CHD-risico (42,7% vs. 27,6%). Deze globale PUFA-distributie in ons staal kan leiden tot een pro-inflammatoire toestand.

Er werd door anderen een abnormaal PUFA-profiel in het bloed van in patiënten met CVS/M.E. gevonden. Er werd ook gerapporteerd dat CVS/M.E. wordt gekenmerkt door een significant gestegen EPA/AA-verhouding, en MUFA [mono-onverzadigde vetzuren] & SFA [verzadigde vetzuren] -waarden [Maes M et al.]. Aangezien n-3 PUFAs (bijzonderlijk EPA & DHA) cardioprotectieve en anti-inflammatoire effekten hebben, terwijl voor n-6 PUFAs het tegengestelde geldt, was het verband tussen de omega-3 index, en de AA/EPA-ratio en BMI die werd gevonden in ons staal [zie resultaten] zoals verwacht. Hoe lager de omega-3 index, hoe hoger de BMI en de AA/EPA-verhouding; deze bevindingen kunnen een voorbestemdheid tot een verhoogd cardiovasculair risico en systemisch pro-inflammatie fenotype suggereren dat uiteindelijk de symptomen in onze groep kan veroorzaken. De gemiddelde omega-3 index waarde (< 6%) en z’n omgekeerd verband met BMI geven aan dat CVS/M.E.-patiënten een verhoogd cardiovasculair risico vertonen. Dit benadrukt het positief effekt dat supplementering met omega-3 vetzuren zou hebben op het groter cardiovasculair risico bij deze patiënten.

Eerdere studies aangaande vetzuren-samenstelling bij CVS/M.E. leverden echter tegenstrijdige resultaten op. Liu et al. [zie hierboven] rapporteerden gedaald AA & EPA en gestegen waarden van palmitine [SFA] & oleïne [MUFA] -vetzuren, maar er werden geen significante veranderingen gedekteerd qua PUFA-inhoud in erythrocyten bij CVS/M.E.-patiënten [Warren et al.; zie hierboven]. Studies op basis van een NMR-gebaseerde metabolomica analyse hebben abnormaliteiten getoond qua vet- en vetzuur-metabolisme (verstoorde metaboloom-profilelen) bij CVS/M.E.-individuen [Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2016) 113: E5472-E5480 /// Germain A et al. Metabolic profiling of a Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome discovery cohort reveals disturbances in fatty acid and lipid metabolism. Mol. Biosyst. (2017) 13: 371-379 /// Nagy-Szakal D et al. Insights into Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome phenotypes through comprehensive metabolomics. Sci. Rep. (2018) 8: 10056]. De verschillende criteria voor CVS/M.E.-diagnose en variaties qua methodologie gebruikt voor analyse van PUFAs in het bloed kunnen de inconsistentie gegevens van de studies ook ten dele verklaren. Niettemin lijken de gevonden verbanden en trends vergelijkbaar.

De lage n-3 PUFA waarden die in dit staal werden gevonden zouden de reden kunnen zijn voor de afwezigheid van relevante correlaties met metingen zoals FIS-40 & PSQI. Dit dient verder te worden onderzocht bij een grotere groep CVS/M.E.-patiënten met een grotere variabiliteit qua omega-3 waarden en symptomen. De lage waarden van de n-3 PUFAs EPA & DHA die hier werden gevonden, ondersteunen een potentieel therapeutische rol voor supplementering met omega-3 vetzuren bij CVS/M.E.-patiënten, gezien de rol van deze PUFAs bij cardiovasculaire gezondheid en hun anti-inflammatoir effekt. De associatie tussen de lage waarden voor de omega-3 index en PUFA-inhoud in erythrocyten, en de kern-symptomen van CVS/M.E. is nog niet bewezen. Er zijn dringend bijkomende interventies nodig om het effekt van supplementering met omega-3 vetzuren (EPA+DHA) bij CVS/M.E. te bepalen.

4.1. Sterktes & beperkingen

Een belangrijk sterktepunt van deze studie is dat het een goed-gedefinieerde klinische groep cohort CVS/M.E.-patiënten betrof en gevalideerde zelf-rapportering metingen toepaste. De studie heeft ook meerdere beperkingen. Ten eerste: het ‘cross-sectioneel’ ontwerp betekent dat het niet representatief is voor de gehele populatie; er zijn nu longitudinale studie vereist om de frequentie en ernst van de symptomen bij patiënten met CVS/M.E. beter te beoordelen. Ten tweede: objectieve metingen (zoals levensstijl, inname van vetzuren, monitoring van de hart-funktie, lichamelijke aktiviteit, obesitas, metabool syndroom, genetische kenmerken en inflammatoire merkers) moeten bij verdere studies worden opgenomen. Ten slotte: dit cohort is relatief klein en er zijn meer studies nodig om de besluiten te bevestigen.

5. Besluitende opmerkingen & richtingen voor de toekomst

Op basis van deze bevindingen stellen we voor dat omega-3 vetzuur supplementering dient te worden onderzocht bij CVS/M.E.-patiënten. Toekomstige studies dienen de doeltreffendheid, timing en geschikte dosering tijdens de interventie te bepalen om de mogelijke voordelige effekten en het hestel van de levenskwaliteit van deze patiënten te bekijken.

Volgende pagina »

Blog op WordPress.com.