M.E.(cvs)-wetenschap

juli 19, 2019

Verhoogd hsCRP bij fibromyalgie en CVS

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 7:18 am
Tags: , , , ,

In 2007 lieten Vance Spence en z’n medewerkers al optekenen (zie ‘Arteriële Stijfheid en Inflammatie bij CVS’): “Terwijl verhoogde CRP-waarden beperkte diagnostische waarde hebben bij CVS, zijn hsCRP-waarden indicatief voor chronische, laag-gradige, sub-klinische inflammatie en kunnen fungeren als een potentieel hulpmiddel bij de voorspelling van cardiovasculair risico.”.

De hsCRP: ‘high sensitivity’ (ultra-gevoelige) immuno-assay voor CRP (zie ‘Verband tussen CRP en vermoeidheid’) is een laboratorium-test met hogere gevoeligheid (kan waarden lager dan 10 mg/l meten) dan het gewone C-Reaktief Proteïne. Een hsCRP > 10 mg/l duidt op een acute ontsteking. Lagere waarden duiden op laag-gradige inflammatie. Het eigenlijk gebruik is om het risico op hart- en/of vaatziekte na te gaan (1-3 mg/l: licht verhoogd risico, > 3 mg/l: hoog risico).

Het Noorse research-team die de studie hieronder uitvoerde, vond ook dat de hsCRP-waarden significant hoger lagen (t.o.v. controles) bij de CVS- én de FM-groep die ze onderzochten, en dit ook na aanpassing voor ‘body-mass-index’. Tussen de CVS en FM onderling was er echter geen verschil. Er wordt nogmaals aangegeven dat bij beide aandoeningen inflammatie dus aanwezig is (zie tekst voor referenties met betrekking tot CVS). Het zou op basis van de hsCRP echter niet mogelijk zijn om CVS & FM van elkaar te onderscheiden. Maar het verdient zeker aandacht om verder onderzoek te doen naar deze klinisch relevante inflammatie.

————————-

Brain, Behavior and Immunity (Pre-print juni 2019)

Patients with fibromyalgia and Chronic Fatigue Syndrome show increased hsCRP compared to healthy controls

Nina Groven (a,c), Egil A. Fors (b), Solveig Klaebo Reitan (a,c)

a Department of Mental Health, Faculty of Medicine and Health Sciences Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Trondheim, Norway

b Department of Public Health and Nursing, General Practice Research Unit, Faculty of Medicine and Health Sciences, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Trondheim, Norway

c Department of Mental Health, St. Olav’s University Hospital, Trondheim, Norway

Samenvatting

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) en fibromyalgie (FM) zijn allebei chronische aandoeningen die een desastreus effekt hebben op de levens van de aangetaste patiënten en hun families. Beide aandoeningen vertonen overlappende klinische kenmerken die gedeeltelijk gemeenschappelijk zijn met inflammatoire aandoeningen. De etiologie wordt nog niet goed begrepen en er wordt gesuggereerd dat het immuunsysteem mogelijks een bijdragende factor is. Tot op heden zijn de resultaten niet éénduidig. Het doel van deze studie was het vergelijken van de twee aandoeningen en het onderzoeken van de concentratie van de inflammatoire merker ‘high-sensitivity’ CRP (hsCRP) bij CVS- en FM-patiënten t.o.v. gezonde controles.

Vrouwelijke deelnemers met een leeftijd van 18-60 jaar werden in deze studie opgenomen. De groep omvatte 49 CVS-patiënten, 57 FM-patiënten en 54 gezonde controles. De hsCRP-waarden lagen significant hoger voor zowel de CVS- als de FM-groep vergeleken met de gezonde controles, ook na aanpassing voor leeftijd, roken en BMI (p < .001). Er was geen verschil tussen de twee patiënten-groepen. De waarde van hsCRP werd beïnvloed door BMI maar niet door leeftijd en roken.

Patiënten met CVS en FM hebben hogere hsCRP-concentraties t.o.v. gezonde controles. Dit blijft significant zelfs na aanpassing voor BMI. CVS en FM kunnen in deze studie echter niet van elkaar worden onderscheiden op basis hsCRP.

1. Inleiding

De aandoeningen Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) en fibromyalgie (FM) zijn twee afzonderlijke diagnostische groepen; ze vertonen echter overlappende symptomen. CVS wordt gekenmerkt door ernstige vermoeidheid met een gekende duidelijke aanvang, die meer dan 6 maanden aanhoudt, niet noodzakelijkerwijs verband houdt met inspanning, niet wordt beïnvloed door rust en verminderd funktioneren veroorzaakt. Daarnaast worden vier van de acht volgende symptomen gezien: verstoring van het korte-termijn geheugen of de concentratie, pijnlijke keel, gevoelige hals of oksel lymfeknopen, spierpijn, pijn in meerdere gewrichten, nieuwe type/patroon/ernst qua hoofdpijn, niet-verfrissende slaap, en post-exertionele malaise die meer dan 24 h aanhoudt. Zowel de diagnoses van CVS en FM zijn gebaseerd op specifieke inclusie-criteria en uitsluiting van andere diagnoses die dezelfde symptomen veroorzaken […]. Deze twee aandoeningen veroorzaken lijden voor de patiënten en verhogen mogelijks de kosten voor het gezondheidszorg-systeem. Er is dus meer kennis nodig om de problemen die door CVS en FM worden veroorzaakt te verlichten.

Pijn en vermoeidheid zijn courante kenmerken bij meerdere inflammatoire aandoeningen. Inflammatie aktiveert pijn-systemen op een directe manier en veroorzaakt vermoeidheid. Een ander kenmerk van meerdere inflammatoire aandoeningen is ‘ziekte-gedrag’, refererend naar niet-specifieke symptomen zoals anorexie, neerslachtigheid, verlies van interesse en verdwijnen van lichaamszorg. Ziekte-gedrag kan worden veroorzaakt door immuun-mediatoren (bv. IL-1). Zodoende is het immuunsysteem een voor de hand liggende kandidaat die dient te worden onderzocht voor z’n rol bij CVS en FM. Tot op heden zijn de studies niet éénduidig. We [Groven N et al.] hebben eerder een tendens naar verhoogde inflammatie aangetoond via de meting van gestegen TNF-α bij CVS-patiënten (t.o.v. controles).

Omdat de etiologie van FM net zo vaag is als die van CVS, wilden we de gelijkenissen en verschillen tussen de twee aandoeningen bestuderen. In deze huidige studie wordt de algemeen gebruikte immuun-merker hsCRP onderzocht bij patiënten met CVS en FM, en bij gezonde controles. hsCRP is een meer accurate methode voor het meten van de CRP-waarden.

2. Methodiek

2.1. Populatie

2.1.1. Patiënten-groepen

De patiënten waren vrouwen, niet-zwanger, met een leeftijd van 18-60 jaar […]. Elke deelnemer werd uitgebreid klinisch onderzocht en grondig geëvalueerd door een experten-team (artsen, fysiotherapeuten en psychologen). De FM-patiënten (n= 58) kregen de diagnose op basis van de 1990 ACR criteria; CVS-patiënten (n = 49) op basis van de Fukuda criteria. Exclusie-criteria waren overéénkomstig diagnostische criteria voor gekende inflammatoire ziekte.

2.1.2. Gezonde controles

[…]

2.2. Procedure

[…]

2.3. Studie-ontwerp en ethiek

Beoordeling (30-40): interview, vragenlijsten en bloed-afname. […]

2.4. Vragenlijsten

‘Hospital Anxiety and Depression Scale’ (HADS, FM 2011 & 2016 criteria, ‘Chalder Fatigue Scale’ & ‘Brief Pain Inventory’ (BPI).

2.5. Interview

[…] Voorgeschiedenis betreffende infekties, immune aandoeningen, ziekte in het algemeen (somatisch & psychiatrisch), co-morbide ziekte, medicatie, menstruatie-cyclus, gebruik van contraceptiva, status van de menopause, ziekte-duur en fysieke aktiviteit de voorbije twee weken.

2.6. Bloedafname

[…] De stalen werden ook gescreend op tekenen van infektie en inflammatie (bv. microbiologische serologie, telling van de witte bloedcellen, enz.). Abnormaliteiten leidden tot exclusie.

2.7.Statistische analyse

[…]

3. Resultaten

[…] Het totaal aantal deelnemers was 160, als volgt verdeeld over de drie groepen: CVS (n = 49), FM (n = 58) & gezonde controles (n = 53). De mediane hsCRP-concentratie was 0,94 mg/l voor CVS, 1,30 mg/l voor FM & 0,60 mg/l voor de controle-groep. De hsCRP-waarden waren niet normaal verdeeld en daarom werden ze omgezet naar hun natuurlijke logaritme (lnCRP) voor verdere analyses.

Statistisch bleken er significante verschillen qua leeftijd & BMI tussen de groepen. […]

De BMI droeg aanzienlijk bij tot het model en was verantwoordelijk voor 23,1% van de variantie qua lnCRP (p < .001), terwijl dit voor de groep-parameter 6,9% was (p = .001). De leeftijd had geen effekt op de uitkomst (p = .200).

Er was geen verband tussen roken en hsCRP-concentraties (p = .925). Er was een sterke positieve correlatie tussen hsCRP & BMI voor de totale populatie (N = 150, p < .001). We zagen ook een correlatie tussen diagnostische groep & hsCRP (N = 153, p = .019).

Het verschil in lnCRP was significant hoger bij de FM- en CVS-groepen vergeleken met de controle-groep (p = .004 & p = .009, respectievelijk). Er was geen verschil tussen de twee patiënten-groepen (p = .902).

4. Bespreking

De CVS- en FM-groepen vertoonden significant hogere waarden qua hsCRP dan de gezonde controle-groep (p = .009 & p= .004, respectievelijk) maar konden niet van elkaar worden onderscheiden (p = .902). hsCRP bleek gecorreleerd met BMI maar niet met leeftijd of roken. Na aanpassing voor BMI was de gestegen hsCRP in beide patiënten-groepen (t.o.v. controles) nog steeds significant.

Hoewel er een rapport is dat geen associatie tussen inflammatie en CVS vond, werden een substantieel aantal rapporten gepubliceerd die een verband aangeven [Patarca-Montero R et al. Cytokine and other immunologic markers in Chronic Fatigue Syndrome and their relation to neuropsychological factors. Appl. Neuropsychol. (2001) 8: 51-64 /// Patarca R. Cytokines and Chronic Fatigue Syndrome. Ann. N. Y. Acad. Sci. (2001) 933: 185-200 /// Raison CL et al. Association of peripheral inflammatory markers with chronic fatigue in a population-based sample. Brain Behav. Immun. (2009) 23: 327-337 /// Russell A et al. Persistent fatigue induced by interferon-alpha: a novel, inflammation-based, proxy model of Chronic Fatigue Syndrome. Psychoneuroendocrinology. (2019) 100: 276-285]. Een ‘review’ aangaande CVS en auto-immuniteit maakt geen melding van CRP, hoewel andere immuun-merkers worden besproken [Sotzny F et al. Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome – evidence for an autoimmune disease. Autoimmun. Rev. (2018) 17: 601-609]. Een ander rapport [Giloteaux L et al. Reduced diversity and altered composition of the gut microbiome in individuals with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Microbiome (2016) 4, 30] over een vergelijking van CVS-patiënten met gezonde controles vond een lichtjes, maar niet significant, hogere hsCRP bij de patiënten, terwijl een eerdere studie met CVS-patiënten (gerecruteerd op gastro-enterologie en reumatologie afdelingen) significant gestegen hsCRP-waarden vond bij CVS-patiënten vergeleken met controles [Groeger D et al. Bifidobacterium infantis 35624 modulates host inflammatory processes beyond the gut. Gut Microb. (2013) 4 325-339]. Beide studies omvatten mensen van beide geslachten en een breed leeftijd-bereik, en er werden niet aangepast voor BMI. Ook genetische studies bij adolescenten hebben een link aangegeven tussen immuun-aktiviteit en CVS [Nguyen CB et al. Associations between clinical symptoms, plasma norepinephrine and deregulated immune gene networks in subgroups of adolescent with Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav. Immun. (2019) 76: 82-96]. Raison CL et al. [zie hierboven] vonden dat een verhoogd hsCRP bij patiënten met CVS niet meer significant was na aanpassing voor leeftijd, geslacht, ras, woonplaats, BMI, depressie en immuun-modulerende medicatie. Wij hadden echter slechts één geslacht in onze studie en geen enkele deelnemer nam immuun-modulerende medicijnen, er was geen co-morbiditeit en we vonden geen effekt van de leeftijd in onze groepen. Betreffende ras en woonplaats: we registreerden deze gegevens niet maar al onze deelnemers werden gerecruteerd uit eerdere homogene gebieden in en rond Trondheim (Noorwegen). De rol en het type inflammatie bij CVS dient te worden opgehelderd om preventie en behandeling van de aandoening te verbeteren. Onze studie is een bijdrage op dit vlak omdat het fenomeen wordt onderzocht tussen groepen waarbij er weinig verschillen zijn buiten de aanwezigheid van CVS (t.t.z. anderzijds gezond, slechts één geslacht, socio-economisch homogene groep en klein leeftijd-bereik), en er werd aangepast voor BMI.

Een rapport dat CRP heeft gemeten bij FM-patiënten vond geen verschillen tussen patiënten en controles betreffende hsCRP, hoewel er een effekt werd vastgesteld voor leptine [door vetcellen gesecreteerd en nutritioneel gereguleerd hormoon dat de eetlust onderdrukt en een belangrijke regulator van de neuro-endocriene, metabole en immuun-funktie is]. Een grote populatie-studie vond verhoogd CRP bij deelnemers met een zelf-gerapporteerde FM-diagnose en suggereerde dat dit gedeeltelijk werd verklaard door BMI en co-morbiditeit. Verder vond een ‘review’ van studies die rapporteerden over het effekt van niet-farmacologische interventies bij FM-patiënten geen consistent effekt van CRP. Toch lagen de ‘baseline’ CRP-waarden hoger dan de referentie-waarde in drie van de opgenomen studies. Een subgroep FM-patiënten met inflammatoire veranderingen, inclusief gewijzigd CRP, werd ook gesuggereerd. Zoals door anderen werd aangetoond, vonden wij dat hsCRP geassocieerd is met BMI bij alle FM-patiënten alsook gezonde controles. Na aanpassen voor BMI was er echter nog een significant hogere hsCRP bij de patiënten t.o.v. de controles. Naar ons weten werd dit nog niet eerder consistent gerapporteerd en het fenomeen dient verder te worden onderzocht.

In onze studie vertonen beide patiënten-groepen significant hogere hsCRP-waarden dan gezonde controles. De patiënten-groepen wijken echter niet van elkaar af. CVS & FM worden als twee afzonderlijke aandoeningen gedefinieerd hoewel er een hoge co-morbiditeit is, en er zijn meerdere overlappende symptomen en bevindingen tussen de twee aandoeningen. Raison CL et al. [zie hierboven] vonden dat mensen met CVS en een groep met CVS-achtige ziekte niet van elkaar konden worden onderscheiden op basis van hsCRP-concentraties. Het is belangrijk om deze biologische gelijkenissen in gedachten te houden omdat er afwijkende rapporten zijn over de verschillen tussen CVS en FM betreffende klinische symptomen zoals persoonlijkheid, cognitie en evenwicht.

BMI had een duidelijk effekt op hsCRP. Dit komt overéén met bevindingen van meerdere andere studies en met het gekende effekt van vetweefsel op de produktie van CRP. Onze studie bevestigt dat studies aangaande CRP alsook inflammatie in het algemeen dienen te worden gecorrigeerd voor BMI.

We vonden geen effekt van leeftijd op CRP. Dit komt overéén met de studie van Xiao Y et al. [Elevated serum high-sensitivity C-reactive protein levels in fibromyalgia syndrome patients correlate with body mass index, interleukin-6, interleukin-8, erythrocyte sedimentation rate. Rheumatol. Int. (2013) 33: 1259-1264]. Dit kan verrassend zijn aangezien over het algemeen wordt verondersteld dat inflammatie verhoogt met de leeftijd. Onze populatie zou echter globaal te jong kunnen zijn om dit effekt te onthullen. CRP lijkt enkel verhoogd met de leeftijd bij mannen maar manifesteert zich bij vrouwen na de menopause. Er werd ook geen effekt of van roken gezien.

Er zouden verschillen kunnen zijn qua inflammatoire merkers tussen CVS van korte of lange duur. In een studie over FM leek weer-gevoeligheid en pijn, en de duur ook van belang; er werd besloten dat patiënten met FM van korte duur gevoeliger waren voor het weer. De duur van de ziekte beïnvloedde echter in het huidige materiaal de bevindingen niet (gegevens niet getoond).

4.1. Zwaktes & sterktes

De studie betreft informatie gebaseerd op een beperkte populatie, t.t.z. vrouwelijke individuen tussen 18 en 60 die wonen in een homogeen gebied met goed ontwikkelde sociale en gezondheid-diensten. Het zou kunnen dat voor andere groepen (mannen, kinderen en adolescenten, ouderen, en somatisch zowel als psychiatrisch zeer zieke mensen), de onthulde mechanismen misschien niet belangrijk zijn voor vermoeidheid en pijn. Geen enkele van de patiënten waren klinisch depressief. In onze studie registreerden we ook de symptomen angst en depressie d.m.v. de HADS. Aanpassing voor deze scores had geen effekt op hsCRP (gegevens niet getoond).

Een verondersteld laag aktiviteiten-niveau voor de patiënten en hoog aktiviteiten-niveau voor de gezonde controles zou een verstorende factor kunnen zijn die de resultaten beïnvloedt. De CVS-patiënten meldden de laagste aktivteit; die van de FM-patiënten was hoger; en de gezonde controle-groep rapporteerde de hoogste aktiviteit (gegevens niet getoond). Het verrast niet dat patiënten met CVS een hogere mate van inaktiviteit rapporteren omdat dit een deel van de karakteristieken van de aandoening uitmaakt. Toch waren meer dan de helft van de CVS-patiënten inderdaad aktief (gegevens niet getoond) en we geloven niet dat dit een bijdragende factor is tot de hogere mate van inflammatie die we in onze studie vonden. We namen ook de BMI op en controleerden zodoende voor de indirecte link tussen lage aktiviteit-niveaus en BMI.

De studie-populatie is eerder homogeen wat betreft leeftijd, geslacht en socio-economische status, en anderzijds gezond en niet gemediceerd. Dit laat ons toe verschillen te onthullen onafhankelijk van veel verstorende factoren. De studie heeft ook voldoende ‘power’ door de behoorlijke hoeveelheid klinisch materiaal. De patiënten kregen de diagnose volgens de Fukuda criteria in een gespecialiseerde multidisciplinaire eenheid van een universitair ziekenhuis, daarnaast werd nota genomen van de nieuwe FM-criteria, wat de klinische diagnoses valideert in vergelijking van wat kan worden gezien bij grotere populatie-studies.

5. Besluiten

CVS- & FM-patiënten hebben hogere hsCRP-concentraties vergeleken met gezonde controles. Dit blijft significant na aanpassing voor leeftijd en BMI. CVS & FM kunnen in onze studie niet van elkaar worden onderscheiden op basis van hsCRP.

Globaal levert onze studie een belangrijke bijdrage tot de kennis omtrent CVS & FM. Er lijkt een biologische inflammatoire aktiviteit aanwezig te zijn bij patiënten met CVS & FM die niet wordt gevonden bij gezonde controles van dezelfde leeftijd en geslacht. De inflammatoire veranderingen, of ze nu primair of secundair aan andere symptomen zijn, zouden verstorende symptomen kunnen zijn. Inflammatie is een bekende oorzaak voor vermoeidheid en pijn, en kan worden aangepakt via medicatie [inhibitie van NALP3 inflammasoom aktiviteit d.m.v. coenzyme Q10 (zie ‘NLRP3 Inflammasoom geaktiveerd bij Fibromyalgie: effekt van Coenzyme Q10’) & AMPK aktivatoren] of een merker zijn voor het monitoren van een behandeling voor deze aandoeningen. Overéénkomstig de aanbevelingen van de ‘Centres for Disease Control and Prevention’ en de ‘American Heart Association’ voor hsCRP, en bepaling van risico-factoren, waren de hsCRP-concentraties van onze patiënten-groepen matig tot hoog. Als zodanig heeft dit klinische relevantie die verder gaat dan het bepalen van de oorzaak van CVS & FM.

Advertenties

juli 6, 2019

Is insuline-resistentie de oorzaak van fibromyalgie?

Insuline-resistentie (IR) is een fysiologische toestand waarbij cellen niet in staat zijn te reageren op de normale werking van het hormoon insuline. Het lichaam maakt insuline aan maar de cellen in het lichaam worden er resistent voor en kunnen het niet doeltreffend gebruiken, wat leidt tot hyperglycemie. Beta-cellen in de pancreas verhogen daarop hun produktie van insuline, wat verder bijdraagt tot hyperinsulinemie (te hoge waarden insuline in het bloed). Dit wordt dikwijls niet gedekteerd…

Hemoglobine A1c (HbA1c) is een vorm van (de bloed-kleurstof) hemoglobine die ontstaat door binding met circulerend glucose. Het is een normaal-voorkomende vorm maar een langdurige verhoogde glucose in het bloed (zoals bij diabetes) geeft aanleiding tot het feit dat de gemeten hoeveelheid HbA1c (uitgedrukt in % van het totaal) hoger zal zijn. Het is dus een aanduiding voor langere periodes van hyperglycemie daar waar een enkele meting van de bloedsuiker-spiegel maar een moment-opname is.

Bij een orale glucose-tolerantie test (GTT) geeft men een suiker-oplossing en meet over een bepaalde tijd (meestal 2h) de glucose-concentratie in het bloed om na te gaan hoe snel de glucose ‘verdwijnt’ (in de cellen wordt opgenomen). Het is een eerder rudimentaire, niet altijd even accurate test voor diabetes (of insuline-resistentie, verstoorde werking van de insuline-producerende beta-cellen).

Een team van het CDC maakten in hun artikel ‘Chronic Fatigue Syndrome is associated with metabolic syndrome: results from a case-control study in Georgia (Metabolism: Clinical and Experimental (2010) 59: 1351-7) al melding van het feit dat personen met ‘CVS’, alsook personen met ‘ISF’ (“met onvoldoende symptomen of vermoeidheid voor CVS”), “significant hogere prevalenties van insuline-resistentie vertonen vergeleken met controles.

Prof. Neil McGregor, de Australische metaboloom-specialist, suggereerde op het EMERGE 2019 ‘ME/CFS International Research Symposium’ dat hoewel z’n gegevens er op wijzen dat een derde van de M.E.(cvs)-patiënten insuline-resistentie vertonen, de meeste feitelijk een vorm van hyperinsulinemie (dikwijls gezien bij type-2 diabetes en bij het metabool syndroom – chronisch stofwisselingsprobleem met o.a. verhoogd nuchtere glucose-spiegel) hebben.

Een italiaanse onderzoeksgroep (Fava te al.; zie hieronder Metabolic Brain Disease. (2013) 28: 619-27) rapporteerde eerder dat de prevalentie van abnormaliteiten van het glucose-metabolisme significant hoger lag bij een groep fibromyalgie (FM) -patiënten met geheugen-probelemen. Ze evalueerden glucose en insuline na een orale glucose-tolerantie test, en de insuline-resistentie. De resultaten van deze studie gaven aan dat IR een risico-factor kan zijn voor geheugen-stoornissen bij FM-patiënten.

Eerdere observaties (door de huidige onderzoeksgroep) gaven aan dat insuline-resistentie problemen met de hersen-doorbloeding veroorzaken. Dergelijke abnormale brein-perfusie is ook aanwezig bij fibromylagie, vandaar de hypothese van de auteurs van onderstaande studie dat IR betrokken zou kunnen zijn. Daarom gingen ze met terugwerkende kracht kijken naar laboratorium-waarden van FM-patiënten. De enige abnormaliteit die ze vonden was verhoogd HBA1c bij 23 patiënten, en dit bij controle voor de leeftijd. 16 van hen kregen metformine en dit had een dramatisch effekt op de pijn… De lezer vindt hieronder een weergave van het artikel. Grote conclusies kunnen nog niet worden getrokken maar het is evident dat ook de M.E.(cvs)-gemeenschap dit dient te volgen.

Metformine is een medicijn ter behandeling van diabetes type-2; het verlaagt de bloed-glucose via verschillende wegen (o.a. remming van de gluconeogenese, de glycogenolyse en de omzetting uit lactaat, verhoging van de insuline-gevoeligheid, vertraging van de opname in glucose in de darmen). Verder zogrt het ook voor upregulering van de fosforylatie van AMP-geaktiveerd proteïne-kinase (AMPK; zie ‘Abnormale AMPK-aktivatie & glucose-opname in spiercellen bij CVS’ & ‘Aktivatie van AMPK & glucose-opname in M.E.(cvs) spiercellen’). Het is ook een inhibitor van mitochondriale complex-I gemedieerde respiratie (gebruikmakend van pyruvaat en malaat).

————————-

PLoS ONE 14(5): e0216079

Is insulin resistance the cause of fibromyalgia? A preliminary report

Pappolla MA1,2, Manchikanti L3, Andersen CR4, Greig NH5, Ahmed F2, Fang X1, Seffinger MA6, Trescot AM7

1 Department of Neurology, University of Texas Medical Branch, Galveston, Texas, United States of America

2 St. Michael’s Pain & Spine Clinics, Houston, Texas, United States of America

3 Department of Anesthesiology, LSU School of Medicine Health Sciences Centre, New Orleans, Louisiana, United States of America

4 Office of Biostatistics, University of Texas Medical Branch, Galveston, Texas, United States of America

5 Drug Design and Development Section, National Institute on Aging, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, United States of America

6 Department of Neuromusculoskeletal Medicine, College of Osteopathic Medicine of the Pacific, Pomona, California, United States of America

7 Pain and Headache Centre, Eagle River, Alaska, United States of America

Samenvatting

Fibromyalgie (FM) is één van de meest frequente aandoeningen met veralgemeende pijn, met slecht begrepen neurobiologische mechanismen. Deze aandoening is verantwoordelijk voor een enorm aandeel in de kosten voor de gezondheidszorg. Ondanks uitgebreide research, is de etiologie van FM onbekend en dus is er geen therapie beschikbaar voor deze aandoening. We tonen dat de meeste (mogelijks alle) patiënten met FM behoren tot een afzonderlijke populatie die kan worden afgescheiden van een controle-groep via het bepalen van geglycosyleerd hemoglobine-A1c (HbA1c), een alternatieve merker voor insuline-resistentie (IR). Dit werd aangetoond via de analyse van gegevens na stratificatie volgens leeftijd in een lineaire regressie model. Deze strategie toonde zeer significante verschillen tussen FM-patiënten en controle-individuen (p < 0.0001 & p = 0.0002, voor twee afzonderlijke controle-populaties, respectievelijk). Een subgroep patiënten die voldeden aan de criteria voor pre-diabetes of diabetes (patiënten met HbA1c-waarden van 5,7% of hoger) die een behandeling met metformine kregen, vertoonden dramatische verbeteringen van hun wijdverspreide myofasciale [myo = spier, fascia = bindweefsel-band onder de huid] pijn, zoals werd aangetoond via hun scores op een pre- en post-behandeling numerieke pijn-schaal (NPRS). Hoewel preliminair, suggereren deze een pathogeen verband tussen FM en IR, wat kan leiden tot een ingrijpende paradigma-verschuiving wat betreft het management van deze aandoening.

Inleiding

[…]

FM wordt beschouwd als een pijn-aandoening met centrale sensitiviteit die wordt gekenmerkt door abnormale verwerking van nociceptieve stimuli. Daarnaast wordt ook gedacht dat perifere mechanismen (zie bespreking aangaande ‘small-fibre’ neuropathie) bijdragen tot de wijdverspreide pijn. Er werden veel hypothesen vooropgesteld om de uitgebreide waaier aan symptomen (inclusief erfelijke abnormaliteiten, dysfunktie van neurotransmitter-mechanismen zoals substantie-P, immuun-ontregeling en meerdere andere) te verklaren. Jammer genoeg heeft geen enkele van deze voorstellen geleid tot praktische vooruitgang die verder gaat dan symptomatische behandeling. Eigenlijk hebben overzichten over FM […] geconcludeerd dat er geen substantiële vooruitgang werd geboekt wat betreft ons begrip over deze ziekte.

Eerdere observaties geven aan dat IR dysfunkties in de microvasculatuur van de hersenen veroorzaakt, leidend tot focale cerebrale hypo-perfusie. Aangezien gelijkaardige hersen-perfusie abnormaliteiten aanwezig zijn bij patiënten met FM, hypothiseerden we dat IR de ontbrekende schakel zou kunnen zijn bij deze aandoening. Om te zoeken naar initieel bewijsmateriaal ter ondersteuning van deze hypothese, voerden we een retrospectieve verkenning uit bij gegevens van FM-patiënten, met de focus op potentiële laboratorium-abnormaliteiten. In tegenstelling tot eerdere studies kwamen, na toepassing van een leeftijd-correctie op de voor de analyse beschikbare gegevens – specifiek voor de HbA1c-waarden, onverwachte bevindingen aan licht. We maken hier melding van een reeks patiënten met FM die behoren tot een afzonderlijke populatie die kan worden onderscheiden van een controle-groep via de HbA1c-waarden, een biomerker voor verstoord glucose-metabolisme, gekenmerkt door insuline-resistantie.

Om deze bevinding aan te vullen, bekeken we ook de evolutie van pijn-scores van patiënten met FM waarvan hun IR farmacologisch werd behandeld. Deze subgroep patiënten rapporteerde dramatische verbeteringen van hun myofasciale pijn na behandeling met metformine.

Dit bewijsmateriaal, hoewel preliminair, suggereert een pathogenetisch verband tussen FM en IR, wat kan leiden tot een paradigma-verschuiving bij het management van deze aandoening.

Materialen & methodes

Beschrijving van het staal

23 patiënten […] voldeden aan de 1990 alsook de 2010/2011 criteria van de ‘American College of Rheumatology’ voor de diagnose van FM (d.w.z. ‘tender-points’ bleven behouden bij de evaluatie). Co-morbide aandoeningen (inclusief voorgeschiedenis van cerebrovasculaire ziekte, Reumatoïde Artritis, onbehandelde endocriene abnormaliteiten, auto-immune aandoeningen, neuromusculaire ziekten, aktieve maligniteit, immunodeficiëntie of drug/alkohol-misbruik) werden uitgesloten. Medicatie geassocieerd met IR (glucocorticoïden, thiazide-diuretica [‘vochtafdrijvers’], atypische anti-psychotica, beta-blokkers, niacine [vitamine-B3], statinen [cholesterol-syntheseremmers], enz.) werden ook uitgesloten.

Aangezien er een gekend verband is tussen ‘small-fibre’ neuropathie en FM [Oaklander AL et al. Objective evidence that small-fibre polyneuropathy underlies some illnesses currently labeled as fibromyalgia. Pain. (2013) 154: 2310-6; zie ook ‘Fibromyalgie potentiële ‘small-fibre’ neuropathie’ /// Grayston R et al. A systematic review and meta-analysis of the prevalence of small fibre pathology in fibromyalgia: Implications for a new paradigm in fibromyalgia etiopathogenesis. Semin Arthritis Rheum. (2019) 48: 933-940], hadden vele van deze patiënten een laboratorium-onderzoek ondergaan in een geaccrediteerd lab. […]

[…]

Omdat perifere neuropathieën (inclusief ‘small-fibre’ neuropathie) die geassocieerd zijn met IR in de zeer vroege stadia van pre-diabetes kunnen beginnen, bestaat er bij experten een groeiende trend om vroege farmacologische interventies te starten om deze abnormaliteit te corrigeren, bijzonderlijk wanneer IR geassocieerd is met neuropathie of andere risico-factoren. Dit uitgangspunt volgend, werden patiënten die voldoen aan de criteria voor pre-diabetes (HbA1c-waarden van 5,7 of hoger) of voorheen nog niet gediagnostiseerde diabetes mellitus type-2, routinematig behandeling aangeboden en werd metformine 500 mg tweemaal per dag geïnitieerd. In ons patiënten-staal werd metformine toegevoegd aan ‘standaard behandeling’ voor wijdverspreide myofasciale pijn. Standaard behandeling (ST) bestond uit norepinefrine reuptake inhibitoren (amitriptyline, duloxetine of milnacipran) en/of membraan-stabiliserende agentia (gabapentine of pregabaline), afhankelijk van de verdraagbarheid of de voorkeur van de patiënten.

De ‘Numeric Pain Rating Scale’ (NPRS) is een uni-dimensionele meting van de pijn-intensiteit bij volwassenen die bestaat uit een of een 11-punten schaal voor de zelf-rapportering van pijn. Het is één van de meest courant gebruikte instrumenten in klinische en research-settings waarvan de validiteit is bewezen. De pijn-scores na initiële evaluatie, na ST en na toediening van metformine.

Statistische analyses

Om de door patiënten bijgedragen variatie te karakteriseren, werden sets van gesimuleerde HbA1c-gegevens gegenereerd om de populaties te emuleren die bron waren van de HbA1c-waarden bij de controles. Daarvoor gebruikten we mensen uit de FOS (‘Framingham Offspring Study’) met normale glucose-tolerantie [Effect of aging on A1C levels in individuals without diabetes: evidence from the Framingham Offspring Study and the National Health and Nutrition Examination Survey 2001-2004. Diabetes Care. (2008)] en de NHANES (‘National Health and Nutrition Examination Survey’) niet-diabeten, met leeftijden tussen 40 en 69. Aan de hand van het aantal, het gemiddelde en de ‘standard error’ van elke leeftijd-groep berekenden we de standaard-deviatie voor elke groep […]. De gemiddelden en ‘standard errors’ van de resulterende gesimuleerde gegevens voor elk leeftijd-bereik werden geverifieerd (gemiddelden binnen 0,1% en ‘standard errors’ binnen 4%). De HbA1c-gegevens van de gesimuleerde FOS met normale glucose-tolerantie en NHANES niet-diabeten werden gepaard met de HbA1c-metingen van de FM-patiënten, en er werd lineaire regressie uitgevoerd met betrekking tot leeftijd en groep (FOS met normale glucose-tolerantie (n = 1.350), NHANES niet-diabeten (n = 1.592) vs FM-patiënten (n = 23). […]

Resultaten

1. Verband tussen FM en HbA1c-waarden

Van alle gereviewde analyten, bleek enkel de HbA1c-waarde FM-patiënten te onderscheiden van controle-individuen. Ondanks het feit dat van veel patiënten met FM de HbA1c-waarden binnen de normale grenzen (gelijk aan of lager dan 5,6 %) lagen, wanneer we de gegevens volgens leeftijd werden opgedeeld en analyseerden, kwam een scherp omlijnd verschil tussen de groepen (FM-patiënten versus controles) aan het licht. De vergelijking aangaande het verband tussen HbA1c en groep – FOS met normale glucose-tolerantie, NHANES niet-diabeten & fibromyalgie – toonde dat voor de patiënten met FM de HbA1c gemiddeld 0,59 eenheden hoger lag dan FOS met normale glucose-tolerantie (p < 0.0001) en 0,39 eenheden hoger dan NHANES niet-diabeten (p = 0.0002).

De pijn-scores verschilden significant voor alle groepen (initieel, standaard behandeling, metformine-behandeling): p < 0.0001 […].

De HbA1c-waarden [tussen 5,1 & 6,5 %] van 23 patiënten met FM [35-60 jaar] (8 latinos; 11 blanken; 4 afro-amerikanen; 21 vrouwen, 2 mannen) werden vergeleken met de gemiddelden van twee controle-populaties: een niet-diabete populatie met normale glucose-tolerantie (FOS) en een niet-diabete populatie van de NHANES data-set. […] De HbA1c-waarden bij patiënten met FM werden geschat op gemiddeld 0,59 +/- 0,1 eenheden hoger dan FOS met normale glucose-tolerantie (p < 0.001) en 0,39 eenheden hoger dan NHANES niet-diabeten (p = 0.0002). […]

2. Daling van de pijn-scores na behandeling van IR

De subgroep patiënten die een farmacologische behandeling met metformine kregen voor IR, in combinatie met de standaard behandeling (ST), ondervonden een dramatische daling van de pijn-scores. De respons op metformine plus ST was een complete resolutie van de pijn (0 op 10 bij de NPRS) bij 8 van 16 patiënten die behandeld werden met metformine (50%), een mate van verbetering die nooit eerder werd gezien bij een dergelijke grote proportie FM-patiënten onderworpen aan eender welke beschikbare behandeling. In tegenstelling daarmee verbeterden patiënten die enkel ST kregen maar een compleet verdwijnen van de pijn werd over het algemeen niet vastgesteld. Interessant was dat sommige patiënten enkel op metformine reageerden en niet op ST (NSRIs of membraan-stabiliserende agentia). Belangrijk: er was een langdurig behoud van het analgetisch effekt van metformine.

Bespreking

De resultaten tonen een zeer significant verband tussen FM en HbA1c. Stratificatie van de waarden in een leeftijd-continuüm, tonen een duidelijk verschil tussen de patiënten en de controle-groepen. Bijna alle patiënten in de FM-groep vertoonden waarden op of boven het gemiddelde van de FOS controles, met zeer significante verschillen tussen de FM-patiënten en beide controle-groepen (p < 0.0001 & p = 0.0002 voor de FOS en NHANES controle-populaties, respectievelijk). Daarnaast vertoonden patiënten met FM waarvan IR farmacologisch werd behandeld dramatische en statistisch significante dalingen van de pijn-scores (p < 0.0001 voor alle groepen).

HbA1c meet IR niet op een directe manier; het wordt echter alom erkend als een alternatieve merker voor deze abnormaliteit. Niet-diabete individuen met matig gestegen HbA1c-waarden (5,7 – 6,4 %), behoren tot een stadium dat dikwijls ‘pre-diabetes’ wordt genoemd en lopen een hoger risico op het ontwikkelen van perifere neuropathieën, cardiovasculaire voorvallen, neurologische ziekten [Alzheimer’s, Parkinson’s, depressie] en mortaliteit door alle oorzaken.

In het licht van de wezenlijke research-inspanningen bij FM, inclusief deze door de farmaceutische industrie, waren we verward over het feit dat eerdere onderzoeken deze simpele bevindingen over het hoofd had gezien. De belangrijkste reden om hier op te letten, is het feit dat veel FM-patiënten HbA1c-waarden vertonen die momenteel wordt beschouwd als binnen de normale waarden; dit hier is echter de eerste studie die de gegevens op een leeftijd-gestratificeerde manier heeft geanalyseerd. Dit is belangrijk, gezien het effekt van het ouder-worden op HbA1c-waarden. Een waarde van 5,5%, bijvoorbeeld (als normaal beschouwd volgens de huidige criteria), kan dit daarom misschien niet zijn bij veel jonge mensen. Een bijkomende reden voor het missen van deze associatie zou als volgt kunnen zijn: eerdere studies hebben een verband vastgesteld tussen FM en ‘small-fibre’ neuropathie [zie Oaklander AL et al. & Grayston R et al. hierboven]. Hoewel IR een frequente oorzaak is van ‘small-fibre’ neuropathie, maakte de evaluatie van HbA1c geen onderdeel uit van het diagnosotisch onderzoek van deze aandoening door de onderzoekers. In plaats daarvan werden andere methodes aangewend bij sommige studies (bv. orale glucose-tolerantie testen [zie Oaklander AL et al. hierboven]). Onze gegevens zouden, indien ze worden bevestigd, niet enkel de mechanismen kunnen verklaren die eigen zijn voor centrale pijn bij FM, maar ook het verband tussen deze aandoening en ‘small-fibre’ neuropathie.

Het is belangrijk eer te geven aan de inspanning van andere onderzoekers die ook naar dit verband hebben gezocht. Tishler M et al. [Fibromyalgia in diabetes mellitus. Rheumatol Int. (2003) 23: 171-3] vonden dat de incidentie van FM hoger lag bij patiënten met diabetes mellitus type-2 dan in hun controle-groep (18% vs 2%) en suggereerde een mogelijke relatie tussen deze twee aandoeningen. In een afzonderlijke studie rapporteerden Yanmaz MN et al. [The prevalence of fibromyalgia syndrome in a group of patients with diabetes mellitus. Rheumatol Int. (2012) 32: 871-4] gelijkaardige bevindingen.

Fava A et al. [Insulin resistance possible risk factor for cognitive impairment in fibromialgic patients. Metab Brain Dis. (2013) 28: 619-27] toonden dat IR een risico-factor was voor cognitieve stoornissen bij in FM-patiënten maar deze associatie bleef enkel beperkt tot cognitief verstoorde patiënten. Deze resultaten zouden problematisch zijn voor eender welke oorzakelijke hypothese omdat men geen oorzakelijkheid kan claimen voor een factor die slechts bij een kleine subgroep van de aangetaste populatie aanwezig is. Door het toepassen van de data-analyse strategie van onze studie, tonen we nu echter aan dat abnormaliteiten die waarschijnlijk gerelateerd zijn met IR veel meer voorkomen dan eerder werd gedacht en aanwezig kunnen zijn bij de meeste (als niet alle) patiënten met FM. Interessant is dat in de studie van Fava A et al. [zie hierboven], de body-mass-index van de individuen en de lende/heup-verhouding niet geassocieerd waren met een toename van het risico voor het ontwikkelen van cognitieve stoornissen, wat suggereert dat het voorkomen van IR bij deze patiënten niet noodzakelijk geassocieerd is met de verhoogde body-mass-index die dikwijls wordt vastgesteld bij patiënten met FM.

Op basis van onze gegevens willen we graag voorstellen dat IR pathogenetisch gelinkt is met FM. Er zijn echter meerdere waarschuwingspunten bij ons voorstel, die zorgvuldig moeten worden overwogen bij het ontwerpen van toekomstige klinische testen die deze hypothese proberen te bevestigen. Eén er van is de beperking die intrinsiek is voor een retrospectieve ‘cross-sectionele’ studie. Omdat IR en FM simultaan werden beoordeeld, is bewijs voor causaliteit moeilijker vast te stellen bij afwezigheid van een tijd-relatie. Ten tweede: FM-patiënten hebben courant overgewicht of zijn obees, factoren die kunnen voorbestemmen tot het ontwikkelen van IR. Ten derde: de resultaten van de farmacologische interventie werden bekomen door retrospectieve observaties van behandelde patiënten en geïnterpreteerd buiten de context van een gerandomiseerde placebo-gecontroleerde klinische proef. Ten laatste: metformine kan een effekt op chronische pijn hebben dat onafhankelijk is van z’n werking op IR. Het is gekend dat metformine mitochondriaal AMPK doet stijgen, wat kan resulteren in gedaalde mechanische allodynia [ervaring van pijn bij een gewoonlijk niet-pijnlijke prikkel] en nociceptor [pijn-receptor] -aktivatie. Een andere groep suggereerde trouwens dat metformine nuttig kan zijn bij FM [door de effekten op mitochondrieën], hoewel een verband met IR niet werd vermoed of onderzocht door de auteurs [Oxidative stress, mitochondrial dysfunction and inflammation common events in skin of patients with Fibromyalgia. Mitochondrion. (2015) 21: 69-75 /// Metformin and caloric restriction induce an AMPK-dependent restoration of mitochondrial dysfunction in fibroblasts from Fibromyalgia patients. Biochim Biophys Acta. (2015) 1852: 1257-67]. In dit opzicht is het belangrijk voor toekomstige testen om medicijnen op te nemen die zich via andere mechanismen richten op IR. Tenslotte: andere merkers voor IR, zoals het ‘homeostasis model assessment for insulin-resistance’ (HOMA-IR) [computer-model voor de kwantitatieve beoordeling van de bijdragen van insuline-resistentie en deficiënte beta-cel werking tot nuchtere hyperglycemie] en verwante testen dienen te worden onderzocht gebruikmakend van gelijkaardige analytische strategieën voor leeftijd-correctie en vergelijking met normale individuen. Fava A et al. [zie hierboven] konden in hun studie geen verschillen vinden voor deze test (HOMA-IR) tussen FM-patiënten en een controle-populatie maar er werden echter geen leeftijd-correcties toegepast.

Ondanks al deze waarschuwingpunten, spoort dit initieel rapport ons aan antwoorden te zoeken voor enkele uitdagende vragen die deze hypothese oproept. Het is onwaarschijnlijk dat een placebo-effekt alleen zou resulteren in de indrukwekkende mate van verbetering van langdurige pijn die werd ervaren door de patiënten die de combinatie van medicijnen (metformine plus ST) kregen. Het is opmerkelijk dat ‘non-responders’ opvallend afwezig waren in ons patiënten-staal; een dergelijk ongewoon en atypisch laag ‘number needed to treat’ (NNT [aantal patiënten dat (gedurende een zekere periode) moet worden behandeld om één gunstige uitkomst extra te bereiken of één ongunstige uitkomst extra te voorkomen]) zou eerder overéénkomen met een ziekte-modifiërende therapie.

Tot besluit: IR blijkt steeds meer geassocieerd met een brede waaier van neurologische aandoeningen en FM zou wel eens een bijkomende dergelijke aandoening kunnen zijn. Onze gegevens bieden preliminair bewijsmateriaal suggestief voor het feit dat IR een pathologische onderlaag bij FM kan zijn en dit vormt het decor voor toekomstige studies ter bevestiging van deze initiële observaties. Indien ze worden bevestigd, kunnen onze bevindingen zich niet enkel vertalen naar een ingrijpende paradigma-verschuiving voor het management van FM maar kan dit ook miljarden dollars besparen in de gezondsheidszorg-systemen wereldwijd.

juni 23, 2019

Abnormale accumulatie van bloed-lactaat bij herhaalde inspanning bij M.E.(cvs)

Filed under: Diagnostiek,Inspanning — mewetenschap @ 6:20 am
Tags: , , , ,

Lees in verband met het gebruik van herhaalde inspanningstesten als diagnostisch instrument ook de volgende stukken op onze pagina’s ‘Dubbele fietstest’, ‘Post-exertionele malaise bij vrouwen met CVS’, ‘Oxidatieve fosforylatie na herhaalde inspanning bij CVS’, ‘Geen herstel van acidose na herhaalde inspanning bij CVS’ & ‘M.E./CVS-patiënten niet in staat maximale VO2 te herhalen bij 2daagse fietstest’.

Voor onderstaande studie ondergingen de (vrouwelijke) deelnemers ook twee cardiopulmonaire inspanning testen (CPETs) met een tussentijd van 24 uur. De researchers vonden dat de zuurstof-opname (VO2) bij piek inspanning (VO2peak) lager lag bij de patiënten dan bij de controles voor de eerste test  en nog daalde bij de patiënten voor de tweede. Het verschil in VO2peak tussen de twee testen verschilde echter niet significant bij vergelijking van de groepen.

De voornaamste bevinding bij onderstaande studie is dat bij vergelijking van de eerste en de tweede fietstest werd vastgesteld dat er een toename van melkzuur (in het arterieel bloed) bij de vrouwen met M.E.(cvs) was, terwijl dit bij de controles was afgenomen. Voorafgaande lichamelijke aktiviteit doet dus de lactaat-accumulatie bij M.E.(cvs) stijgen, terwijl deze daalt bij gezonde mensen.

Er wordt door de auteurs gesuggereerd dat een verstoorde regulering van pyruvaat-dehydrogenase-kinase (PDK) – zie ‘Verstoorde werking van pyruvaat-dehydrogenase bij M.E.(cvs)’ – mogelijks de opruimin van lactaat kan beïnvloeden. Onder andere ook de Belgische endocrinoloog Frank Comhaire heeft al geopperd dat de aktiviteit van dit enzyme verhoogd zou kunnen zijn en de werking van pyruvaat-dehydrogenase zou kunnen inhiberen. Andere (Noorse en Britse) onderzoekers dit contesteren (zie bv. ‘Pyruvaat-dehydrogenase deficiëntie bij CVS?’). De research gaat verder…

————————-

Physiological Reports Vol 11, e1413 (2019)

Abnormal blood lactate accumulation during repeated exercise testing in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Katarina Lien (1,2), Bjorn Johansen (3), Marit B. Veierod (4), Annicke S. Haslestad (1), Siv K. Bohn (1), Morten N. Melsom (5), Kristin R. Kardel (1), Per O. Iversen (1,6)

1 Department of Nutrition, Institute of Basic Medical Sciences, University of Oslo, Oslo, Norway

2 CFS/ME Centre, Division of Medicine, Oslo University Hospital, Oslo, Norway

3 Department of Respiratory Diseases, Rikshospitalet, Oslo University Hospital, Oslo, Norway

4 Oslo Centre for Biostatistics and Epidemiology, Department of Biostatistics, Institute of Basic Medical Sciences, University of Oslo, Oslo, Norway

5 Department of Pulmonary Medicine, The Glittre Clinic, Hakadal, Norway

6 Department of Hematology, Oslo University Hospital, Oslo, Norway

Samenvatting

Post-exertionele malaise en vertraagd herstel zijn karakeristieke symptomen van Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Studies aangaande herhaalde cardiopulmonaire inspanning testen (CPET) tonen dat eerdere inspanning de zuurstof-opname (VO2) en kracht-ontwikkeling (power-output, PO) bij M.E./CVS negatief beïnvloedt. Of dit de arteriële lactaat-concentraties ([Laa]) beïnvloedt, is niet geweten. We bestudeerden 18 vrouwelijke patiënten (18-50 jaar) die voldoen aan de Canadese Consensus Criteria voor M.E./CVS en 15 gezonde vrouwen (18-50 jaar) die twee CPETs ondergingen met een tussentijd van 24 h (CPET1 & CPET2) waarbij de [Laa] elke 30 seconden werd gemeten. De VO2 bij piek inspanning (VO2peak) was lager bij patiënten dan bij controles voor CPET1 (P < 0.001) en daalde bij patiënten voor CPET2 (P < 0.001). Het verschil in VO2peak tussen de CPETs verschilde echter niet significant tussen de groepen. De [Laa] per PO was hoger bij patiënten tijdens beide CPETs (Pinteraction < 0.001), maar daalde bij patiënten en steeg bij controles van CPET1 naar CPET2 (Pinteraction < 0.001). Patiënten hadden een lagere VO2 (P = 0.02) en PO (P = 0.002) bij de gas-uitwisseling drempel (GET, het punt waar de CO2-produktie stijgt in relatie tot VO2), maar de relatieve intensiteit (%VO2peak) en [Laa] bij GET verschilden niet significant van controles voor CPET1. Patiënten vertoonden een reductie qua VO2 (P = 0.02) en PO (P = 0.01) bij GET voor CPET2, maar geen significante verschillen qua %VO2peak en [Laa] bij GET tussen de CPETs. Controles vertoonden geen significante verschillen qua VO2, PO of %VO2peak bij GET tussen CPETs, maar de [Laa] bij GET was gedaald voor CPET2 (P = 0.008). We besluiten: voorafgaande inspanning verslechtert de fysieke prestaties en verhoogt de [Laa] tijdens inspanning bij patiënten met M.E./CVS terwijl dit de [Laa] verlaagt bij gezonde individuen.

Inleiding

[…] De Canadese Consensus Criteria (CCC) en de Internationale Consensus Criteria (ICC) lijken allebei een subgroep patiënten te identificeren met ernstiger funktionele beperkingen, alsook uitgesproken fysieke en cognitieve symptomen. PEM [post-exertionele malaise] wordt gedefinieerd als een substantiële verergering van symptomen na milde tot matige lichamelijke, mentale of emotionele inspanning. PEM en vertraagd herstel na inspanning zijn verplichte criteria bij zowel de CCC als de ICC.

Een cardiopulmonaire inspanning test (CPET) geeft een accurate en objectieve beoordeling van de funktionele capaciteit. Herhaalde CPETs [‘dubbele fiestesten’] hebben aangetoond dat M.E./CVS-patiënten niet in staat zijn tot herhaling van de zuurstof-opname en power-output bij piek inspanning (VO2peak) en/of bij gas-uitwisseling drempel (gedefinieerd volgens de ‘V-slope’ methode [zie verder]), bij testen op twee opéénvolgende dagen [Vermeulen RC 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 /// Keller BA et al. Inability of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome patients to reproduce VO2peak indicates functional impairment. J. Transl. Med. (2014) 12: 104 /// Nelson MJ et al. Diagnostic sensitivity of 2-day cardiopulmonary exercise testing in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. J. Transl. Med. (2019) 17: 80]. De gas-uitwisseling drempel is het punt waar VCO2 stijgt in relatie tot VO2, en wordt traditioneel gezien als een overgang van aërobe naar anaërobe energie-produktie, samenvallend met het begin van lactaat-accumulatie. De notie van weefsel-hypoxie [zuurstofgebrek] als voornaamste oorzaak van lactaat-accumulatie wordt echter niet meer aanvaard is. Lactaat is altijd het eind-resultaat van glycolyse, ook onder aërobe omstandigheden. Glycolyse stijgt tijdens inspanning en lactaat wordt snel uit de circulatie verwijderd, voornamelijk door oxidatie en gluconeogenese [vorming van glucose uit niet-koolhydraat bronnen]. Tijdens een oplopende inspanning test, treedt bloed lactaat accumulatie op wanneer de snelheid van het verschijnen van lactaat de snelheid van lactaat-verwijdering overschrijdt. Getrainde individuen hebben een lagere lactaat-concentratie in het bloed en een verhoogde lactaat verwijdering-snelheid voor een absolute inspanning-intensiteit, vergeleken met ongetrainde individuen. De snelheid waarmee lactaat verschijnt, bleek echter gelijkaardig voor getrainde en ongetrainde individuen bij dezelfde relatieve intensiteit, gedefinieerd als percentage VO2peak (%VO2peak).

Eerdere studies hebben geen consistente resultaten aangetoond wat betreft fysieke prestatie en lactaat-accumulatie bij M.E./CVS, maar lactaat-accumulatie tijdens herhaalde inspanning testen werd nog niet onderzocht. Het doel van deze studie was daarom te onderzoeken of VO2 en concentraties arterieel plasma lactaat bij verscheidene inspanning-intensiteiten verschilden tussen M.E./CVS-patiënten en gezonde controles tijdens twee CPETs met een tussentijd van 24 h.

Materialen & methodes

Goedkeuringen

[…]

Individuen

[…] Alle in de studie opgenomen patiënten voldeden aan de CCC voor M.E./CVS. Uitgesloten: zwangere of bedlegerige patiënten of degenen met co-morbiditeiten die met CPET-resultaten kunnen interfereren (long- en hart-aandoeningen), of gebruikers van medicijnen waarvan is geweten dat ze fysieke prestaties beïnvloeden. De controles hadden geen eerdere of huidige ernstige ziekte, gebruikten geen regelmatige medicatie (orale contraceptiva waren toegelaten), hadden geen eerste-graads verwantschap met iemand met M.E./CVS en deden minder dan tweemaal per week een fysieke inspanning. Om PEM te wijten aan het reizen naar de studieplaats tot een minimum te herleiden, werd de patiënten aangeboden ter plaatse te blijven tijdens de test-periode. 18 vrouwelijke M.E./CVS-patiënten en 15 vrouwelijke gezonde controles […].

Inspanning-testen

[…] Er werd de deelnemers gevraagd zich te onthouden van lichamelijke inspanning 72 h vóór de eerste CPET en ze werden getest na overnacht vasten (water-consumptie toegelaten). […] Spirometrie [meting van long-funktie/capaciteit] en elektrocardiogram bij ‘baseline’ op de eerste dag. Vóór elke test werd een katheter in de pols-slagader ingebracht voor bloedafname.

De deelnemers voerden twee maximale testen met oplopende inspanningen (CPET1 & CPET2) uit, met een tussentijd van 24 h, op een fiets-ergometer […] De snelheid waarmee de inspanning werd opgedreven werd individueel ingesteld, met de bedoeling VO2peak te bereiken binnen 8 à 12 min inspanning. Die snelheid was gebaseerd op eerdere en huidige aktiviteit-graad, lichamelijk onderzoek, leeftijd, lengte en gewicht, en varieerde van 10 tot 24 W/min voor de M.E./CVS-patiënten, en 15-30 W/min voor de controles. Het protocol omvatte een rust-fase van 2 min en 2 min onbelast pedaleren (60-75 rpm), gevolgd door een lineaire toename van de power-output tot vrijwillige uitputting of totdat de deelnemer niet meer in staat was de fiets-frequentie boven 45 rpm te houden. Ze werden sterk vocaal aangemoedigd tijdens de testen. […] Criteria om de inspanning-test te beëindigen, waren: tekenen van nood (bleekheid of duizeligheid, pijn op de borst, significante ritme-stoornissen) of van ischemie (ECG). Na het bereiken van VO2peak bleven de deelnemers door het masker ademen gedurende een herstel-periode van 3 min.

Analyses van biochemische merkers

Er werden arteriële bloedstalen afgenomen in rust vóór elke CPET en om de 30 seconden tijdens inspanning. De test-tubes bevatten een antiglycolytisch middel om verdere glycolyse te voorkomen. […] Er werden controle-sera gebruikt om de test-procedures te monitoren. Er werden ook arteriële bloedstalen genomen voor hemoglobine-analyse in rust vóór elke CPET en binnen de 90 seconden na piek-inspanning […].

Analyses van inspanning-variabelen

Er werd een gemiddelde gemaakt van de variabelen (gemeten per ademhaling) voor elke 30 seconden. De gas-uitwisseling drempel werd visueel vastgesteld via de ‘V-slope’ methode [uitzetten van de koolstofdioxide output (VCO2) tegen de zuurstof-opname (VO2) en vaststellen van een omslagpunt in grafieklijn; de overeenkomstige inspanning-intensiteit wordt beschouwd als de gas-uitwisseling drempel; wanneer lactaat accumuleert en aanleiding geeft tot acidose, versnelt VCO2 ten opzichte van VO2]; onafhankelijk door twee onderzoekers. De relatieve inspanning-intensiteit werd gedefinieerd als percentage van VO2peak (%VO2peak). Het punt waar [Laa] begon te accumuleren werd gedefinieerd als het lactaat-‘turnpoint’ (LT) en werd bepaald via log-log transformatie van [Laa] vs power-output […]. [Oorspronkelijk werd een grafiek van de log([Laa]) t.o.v. de log(VO2) uitgezet; deze werd lineair beschouwd en kan worden aangewend om de lactaat-drempel (beter) vast te stellen.] De power-output (lineair stijgend tijdens de test) werd verkozen boven zuurstof-opname om de noodzaak voor het afvlakken van zuurstof-curves voorafgaandelijk aan de log-log transformatie te vermijden, gezien het feit dat de zuurstof-opname niet noodzakelijkerwijs strikt lineair stijgt. We schatten ook de power-output voor een vastgelegde [Laa] van 4 mmol/l, dikwijls de ‘onset of blood lactate accumulation’ (OBLA) genoemd. Tijdens elke individuele CPET werd een aangepaste lijn voor [Laa] visueel geïnspecteerd om de corresponderende power-output (dichtstbijzijnde 0,5 W) te vinden.

Staal-grootte

[…]

Statistiek

[…]

Resultaten

Individu-karakteristieken

[…] Leeftijd en lengte waren gelijkaardig voor de twee studie-groepen maar de patiënten hadden een hoger lichaamsgewicht en BMI dan de controles. Spirometrie vóór CPET lag binnen normale grenzen voor beide groepen en er waren geen aanwijzingen voor long-aandoeningen. De hemoglobine-concentratie was gelijkaardig tussen de groepen voor CPET1 en CPET2.

Piek-inspanning responsen

VO2peak lag significant lager bij de patiënten t.o.v. controles voor beide CPETs. De VO2peak bleek verder gedaald van CPET1 naar CPET2 bij de patiënten maar het verschil qua VO2peak tussen de CPETs verschilde niet significant voor de twee groepen. De maximum hartslag en ‘respiratory exchange rate’ [RER; verhouding tussen het volume afgegeven CO2 en het volume opgenomen O2 = ca. 0,8 bij rust; kan groter dan 1 worden bij intense inspanning; dit vertegenwoordigt een objectieve meting voor fysiologische inspanning] verschilde niet significant tussen de groepen of tussen de twee CPETs. De power-output bij piek inspanning (POpeak) lag significant lager bij de patiënten t.o.v. controles voor beide CPETs, ook wanneer de power-output per lichaamsgewicht (POkg) werd bekeken. Beide groepen vertoonden een significante verandering qua POpeak van CPET1 naar CPET2. Het verschil in POpeak tussen de twee CPETs was niet significant verschillend tussen de groepen.

Lactaat-concentraties bij ‘baseline’ en tijdens de testen

[Laa] in rust verschilde niet tussen patiënten en controles vóór CPET1 maar bleken significant verschillend vóór CPET2. [Laa] per power-output en POkg lagen significant hoger bij patiënten dan bij controles voor beide CPETs (Pinteraction < 0.001). Verder steeg het verschil in [Laa] per power-output en POkg tussen de groepen van CPET1 naar CPET2 (Pinteraction < 0.001). De [Laa] curve bij CPET2 was significant verschoven naar links bij de patiënten (P < 0.001) en naar rechts bij de controles (P < 0.001), vergeleken met de [Laa] curves bij CPET1.

Gas-uitwisseling drempel

De VO2 bij de gas-uitwisseling drempel (GET) lag significant lager bij de patiënten dan de controles voor beide CPETs. De VO2 bij GET was verder gedaald bij de patiënten van CPET1 naar CPET2, maar het verschil qua VO2 bij GET verschilde niet significant tussen de groepen. De power-output bij GET was significant lager bij de patiënten t.o.v. de controles voor beide CPETs en was verder verminderd bij CPET2. Het verschil qua power-output bij GET was significant verschillend tussen de groepen. De relatieve inspanning-intensiteit (%VO2peak) verschilde niet significant tussen de patiënten en de controles voor eender welke CPET. De [Laa] bij GET was niet significant verschillend tussen de groepen bij CPET1 maar was significant gedaald bij de controles bij CPET2, en het verschil qua [Laa] bij GET van CPET1 naar CPET2 was significant verschillend tussen de patiënten en de controles. Noch de ‘respiratory exchange rate’ of de hartslag bij GET verschilde significant tussen de groepen of de CPETs.

Het lactaat-omslagpunt en aanvang van bloed lactaat accumulatie

Het lactaat-‘turnpoint’ (LT) trad op bij een significant lagere power-output bij de patiënten voor beide CPETs maar geen van beide groepen vertoonde enig significant verschil qua power-output tussen de CPETs. De [Laa] bij LT was niet significant verschillend tussen de groepen bij CPET1 maar was significant gedaald bij de controles van CPET1 naar CPET2. Het verschil qua [Laa] bij LT tussen de CPETs was significant verschillend tussen de groepen. De aanvang van de of bloed lactaat accumulatie (OBLA) trap op bij een significant lagere power-output bij patiënten verleken met controles voor beide CPETs. De power-output bij OBLA verhoogde significant bij de controles en verlaagde significant in de patiënten van CPET1 naar CPET2, en het verschil qua power-output bij OBLA van CPET1 naar CPET2 was significant verschillend tussen de groepen.

Bespreking

Uit deze studie over herhaalde CPETs bij M.E./CVS-patiënten en gezonde controles, bleek VO2peak en VO2 bij GET significant gedaald bij de patiënten, maar niet bij de controles, van CPET1 naar CPET2, maar de verschillen qua VO2peak en VO2 bij GET tussen de CPETs verschilde niet significant tussen de twee studie-groepen. De patiënten hadden echter verhoogde [Laa] voor elke absolute power-output in vergelijking met de gezonde controles, en zowel GET & LT trad op bij een significant lagere VO2 en absolute power-output bij de patiënten. Beide studie-groepen vertoonden gelijkaardige relatieve inspanning-intensiteit (%VO2peak) bij GET voor beide CPETs. Wanneer we her-testten na 24 h, vertoonden de controles geen significante vermindering qua power-output bij GET maar de [Laa] bij GET was significant gedaald. In tegenstelling daarmee vertoonden de patiënten een significante daling qua power-output bij GET voor CPET2, terwijl er geen significante vermindering qua [Laa] bij GET bleek. De power-output bij OBLA toonde hetzelfde patroon, met een daling bij de patiënten en een stijging bij de controles van CPET1 naar CPET2. De pre-inspanning [Laa] was ook significant verschillend tussen de twee studie-groepen voor CPET2. Vermits voorafgaande inspanning (CPET1) leidde tot lagere [Laa] per absolute power-output (verschuiving van de curve naar rechts) tijdens CPET2 door controles, steeg de [Laa] per absolute power-output en verschoof de curve naar links tijdens CPET2 door patiënten.

Herhaalde metingen van variabelen bij een cardiopulmonaire inspanning test tonen over het algemeen een goede reproduceerbaarheid bij patiënten met een matige inspanning-stoornis te wijten aan chronische ziekte, en ze kunnen ook op een betrouwbare en reproduceerbare manier worden bepaald bij patiënten met ernstige inspanning-intolerantie. Hoewel onze patiënten een verminderd aktiviten-niveau vertoonden, vergeleken met hun capaciteit van voor hun ziekte, was er geen enkele bedlegerig of ernstig lichamelijk beperkt. Alle deelnemers hadden een normale hemoglobine-concentratie, normale spirometrie-waarden vóór de CPETs, alsook een normale tot hoge ademhaling-reserve bij piek inspanning. De hoeveelheid afgenomen bloed tijdens CPET1 liep op tot ca. 150-200 ml wat de daling qua hemoglobine-concentraties in rust tussen de twee CPETs kan verklaren. De gemiddelde ‘respiratory exchange ratio’ en maximum hartslag waren gelijkaardig voor beide groepen tijdens beide CPETs, en de bevindingen zijn daarom waarschijnlijk niet te verklaren door opzettelijke onder-prestatie of gebrek aan moeite. De groepen patiënten en gezonde controles waren gelijkaardig qua geslacht, leeftijd en lengte, maar de patiënten waren zwaarder dan de controles. We rapporteerden daarom de resultaten voor power-output ook per lichaamsgewicht, maar dit had geen invloed op de resultaten.

In tegenstelling tot wat anderen vonden, verschilde het vermogen om VO2peak te reproduceren niet significant tussen de twee studie-groepen. Hoewel VO2peak significant daalde bij de patiënten, was de absolute verandering – naar onze mening – te klein om enige majeure verandering qua inspanning-tolerantie aan te geven of PEM te verklaren. Bovendien dient de daling van de hemoglobine-concentratie in rust (0,7 g/dl) bij beide studie-groepen van CPET1 naar CPET2 in overweging te worden genomen. Als een gemiddelde, is een daling qua hemoglobine-concentratie van 1 g/dl verantwoordelijk voor een vermindering qua VO2peak van 0,97 ml/kg/min. In onze studie zou dit overéénkomen met een verwachte gemiddelde daling qua peak VO2 van 0,68 ml/kg/min van CPET1 naar CPET2.

Het test-protocol toonde wel degelijk verschillen aan qua [Laa] tussen M.E./CVS-patiënten en gezonde controles voor beide CPETs, en dit verschil steeg bij CPET2. Ongetrainde individuen zullen snel hun vermogen om lactaat te verwijderen verbeteren als ze regelmatig hun uithouding trainen, waarbij ze zodoende de lactaat-concentraties in het bloed voor een bepaalde belasting verlagen. Een dergelijke verschuiving naar rechts op de lactaat-curve kan worden aangetoond vanaf 24 h na eerdere inspanning en past goed bij de bevindingen bij onze controle-groep tijdens CPET2. [Laa] per absolute power-output is verhoogd bij ongetrainde vergeleken met getrainde individuen, en kan het verschil in [Laa] tussen patiënten en controles tijdens CPET1 verklaren. Men zou echter ook bij de patiënten nog steeds een verschuiving naar rechts hebben verwacht tijdens de tweede dag; zoals werd gezien bij de controles.

GET trad op bij een gelijkaardige relatieve inspanning-intensiteit (gedefinieerd als % van VO2peak) voor elke CPET bij zowel patiënten als controles. Tijdens CPET1 hadden de patiënten een lagere power-output bij GET dan de controles maar [Laa] was gelijkaardig voor de groepen. Tijdens CPET2 vertoonden de patiënten een daling qua power-output bij GET maar gelijkaardige [Laa], terwijl controles een gelijkaaridge power-output bij GET hadden maar gedaalde [Laa]. Dit onvermogen om power-output bij GET te reproduceren lijkt een consistente bevinding bij patiënten met CVS/M.E. [VanNess JM et al. Postexertional malaise in women with Chronic Fatigue Syndrome. J. Women’s Health (2010) 19: 239-244 /// zie ook ‘inleiding’: Vermeulen RC et al., Snell CR et al., Keller BA et al.]. Als dit enkel door deconditionering zou worden veroorzaakt, zou men gelijkaardige resultaten verwachten bij andere aandoeningen waar deconditionering, lage inspanning-tolerantie en vermoeidheid prevalent zijn. Patiënten met sarcoïdose en Multipele Sclerosis zijn echter in staat hun power-output bij GET te reproduceren, ondanks hun lage inspanning-capaciteit.

LT trad op bij een lagere absolute power-output bij de patiënten t.o.v. controles. De power-output bij LT verschilde niet tussen de twee CPETs bij geen van beide groepen, in tegenstelling tot onze bevindingen wanneer we de ‘V-slope’ methode [zie hierboven] toepasten. Een verklaring zou kunnen zijn dat sommige patiënten waarschijnlijk hun LT bereikten tijdens onbelast pedaleren tijdens CPET2, waarbij we geen lactaat-metingen verrichten. Dit zou de berekende regressie-lijnen beïnvloeden. Niettemin vertoonde [Laa] hetzelfde patroon, met gelijkaardige [Laa] voor CPET1 en significante [Laa]-verschillen tussen de twee studie-groepen tijdens CPET2.

Er werd een verschuiving naar links op de lactaat-curve bij M.E./CVS-patiënten gesuggereerd door Lane RJ et al. [Lactate responses to exercise in Chronic Fatigue Syndrome. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry (1994) 57: 662-663] maar daaropvolgende studies bleken niet overtuigend. Bijvoorbeeld: maximale inspanning testen bij gezonde individuen en M.E./CVS-patiënten (diagnose via Fukuda criteria) toonde geen abnormaliteiten qua maximale zuurstof-opname, lactaat-accumulatie of verschillen in LT (bepaald via de log-log methode), of in veneus lactaat vs VO2. Anderen vonden verhoogde lactaat-accumulatie bij submaximale inspanning bij patiënten met een diagnose volgens de CDC 1988 definitie [Riley MS et al. Aerobic work capacity in patients with Chronic Fatigue Syndrome. BMJ (1990) 301: 953-956], alsook in een deel van de M.E./CVS-patiënten die voldeden aan de eerder onspecifieke Oxford criteria, waar individuen met normale lactaat-concentraties meer waarschijnlijk leden aan psychiatrische co-morbiditeiten. Twee andere studies vonden geen verschillen qua rust of maximale lactaat-concentraties, maar wel significant lagere lactaat-concentraties bij patiënten na inspanning [Gibson HN et al. Exercise performance and fatiguability in patients with Chronic Fatigue Syndrome. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry (1993) 56: 993-998]. De discrepanties kunnen worden verklaard door de verschillende diagnostische criteria en inspanning-protocollen. Naar ons weten zijn er geen studies over herhaalde inspanning testen met lactaat-profielen op twee opéénvolgende dagen bij M.E./CVS-patiënten die voldoen aan definities waarbij PEM een verplicht symptoom is.

LT lijkt overéén te komen met een beperking wat betreft de snelheid van de metabole ‘clearance’ waarbij het verschijnen van lactaat de lactaat-verwijdering overstijgt, ongeacht de training-toestand; en het opkomen van lactaat lijkt nauw verwant te zijn met %VO2peak. Bovendien zijn lactaat-concentraties in het bloed bij dezelfde relatieve intensiteit gelijkaardig bij getrainde en ongetrainde mensen. Training verhoogt de intramusculaire lactaat-opruiming voornamelijk door het verhogen van de oxidatie door upregulering van mitochondriale proteïnen, en reduceert de netto lactaat-produktie in spieren dankzij gefaciliteerde lactaat-uitwisseling van glycolytische en oxidatieve vezels. Patiënten en controles hadden gelijkaardige [Laa] bij gelijke relatieve inspanning-intensiteit tijdens CPET1, maar de controles hadden een daling qua [Laa] bij zowel relatieve en absolute intensiteit tijdens CPET2 die niet werd gezien bij de patiënten. We stellen voor dat de voorafgaande inspanning leidde tot een verbeterde lactaat-verwijdering bij de controles tijdens CPET2, aangezien hun [Laa] gedaald was bij rust, bij de gas-uitwisseling drempel en bij het lactaat-keerpunt, en aangezien de aanvang van bloed lactaat accumulatie op 4 mmol/l gebeurde aan een hogere absolute power-output.

Er werd een verstoord energie-metabolisme bij M.E./CVS aangetoond door meerdere onderzoekers. Myoblasten opgegroeid in aanwezigheid van serum van patiënten met ernstige M.E./CVS vertonen verhoogde mitochondriale ademhaling en lactaat-sekretie [Fluge O et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight (2016) 1: e89376]. Perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMC) van M.E./CVS-patiënten hebben een verstoorde maximale respiratie-capaciteit vergeleken met gezonde PBMCs, wat een onvermogen om de respiratie adequaat te verhogen in respons op verhoogde metabole stress suggereert [Tomas C et al. Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2017) 12: e0186802]. In vitro elektrische puls stimulatie van spiercellen als een model om metabole veranderingen tijdens inspanning te onderzoeken, heeft verstoorde AMPK-fosforylatie en glucose-opname getoond in cellen van M.E./CVS-patiënten, en verminderde afgifte van IL-6 vergeleken met gezonde spiercellen [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]. Inspanning leidt tot een voorbijgaande upregulering van pyruvaat-dehydrogenase-kinase (PDK), bijzonderlijk tijdens herstel, maar keert terug naar rust-waarden binnen 24 h. PBMCs van M.E./CVS-patiënten tonen ge-upreguleerde expressie van PDK [zie Fluge O et al. hierboven], wat een verstoorde PDK-regulering suggereert die de pyruvaat-flux kan beperken met het potentieel de ‘clearance’ van lactaat te beïnvloeden via oxidatie. M.E./CVS-patiënten hebben verhoogde lipopolysaccharide (LPS) waarden in het bloed vergeleken met gezonde controles [Giloteaux L et al. Reduced diversity and altered composition of the gut microbiome in individuals with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Microbiome (2016) 4: 30]. Inspanning leidt tot verhoogde bakteriële translocatie bij M.E./CVS-patiënten en dit wordt voorgesteld als een mogelijke oorzaak van PEM [Shukla SK et al. Changes in gut and plasma microbiome following exercise challenge in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). PLoS ONE (2015) 10: e0145453]. LPS zou het metabolisme kunnen beïnvloeden, ofwel via inflammatie en/of gestegen catecholaminen. Meerdere aandoeningen bleken geassocieerd met verhoogd lactaat en gestegen lactaat zou een poging kunnen zijn om de effekten van letsel en stress te lenigen eerder dan deze te veroorzaken.

Deze studie werd uitgevoerd bij vrouwelijke patiënten met milde tot matige M.E./CVS. De diagnose van patiënten op basis van klinische criteria i.p.v. door een valide biomerker draagt het risico van het opnemen van een minder representatieve groep. Een dergelijke biomerker bestaat nu echter nog niet. Idealiter zou men patiënten en controles met een gelijkaardig aktiviteit-niveau alsook gelijkaardig lichaamsgewicht moeten hebben. De sterktes van onze studie hier zijn het feit dat de patiënten voldeden aan de Canadese criteria waarbij PEM een vereist symptoom is, en dat alle patiënten door dezelfde arts werden geëvalueerd voorafgaandelijk inclusie. Alle opgenomen deelnemers bereikten vooraf gedefinieerde test-criteria voor maximale inspanning testen en arterieel lactaat werd elke 30 seconden geanalyseerd. Alle testen werden door dezelfde staf gesuperviseerd, en de test-condities waren voor alle deelnemers dezelfde, inclusief het tijdstip van de dag, metabole toestand vóór de testen (vasten), en dat de meeste patiënten in het test-centrum bleven om bijkomende inspanning tussen de testen te vermijden. Er dient te worden opgemerkt dat de patiënten aanzienlijke symptoom-verergering ervaarden na de testen, die dikwijls weken duurde.

Inspanning-intolerantie, PEM en vertraagd herstel zijn prominente symptomen bij M.E./CVS. Intrigerend is dat deze studie aangeeft dat voorafgaande inspanning de lactaat-accumulatie verhoogt bij M.E./CVS in tegenstelling tot de vermindering die wordt gezien bij gezonde controles, hoewel het mechanisme hiervoor nog moet worden vestgesteld. We weten niet of deze bevinding wijst op een centraal pathofysiologisch mechanisme bij M.E./CVS of dat het een secundair fenomeen is. Het zou zelfs een poging kunnen zijn om de negatieve impact te verlichten die inspanning lijkt te hebben bij deze patiënten. Verdere research is nodig om de oorzaken van deze abnormale respons op inspanning op te helderen.

juni 9, 2019

Cellulaire immuun-funktie bij M.E.(cvs)

Filed under: Immunologie — mewetenschap @ 7:44 am
Tags: , , , , , ,

Hieronder volgt nog een artikel van de groep rond Luis Nacul van de Britse M.E./CVS Biobank (UKMEB). Lees o.a. ook: ‘Verlaagd creatine-kinase bij ernstig zieke M.E.(cvs)’, ‘Blijvende vereiste voor een accurate M.E.(cvs)-diagnose & -definitie’ & ‘Selektie-bias & mis-klassificatie ondermijnen M.E.(cvs)’.

Er wordt al lang een dysfunktie van het immuunsysteem vermoed bij M.E.(cvs) maar de resultaten van immuun-studies spreken elkaar tegen. In onderstaande studie werd gekeken naar meerdere aspecten van de immuun-funktie van bloedcellen bij een grote groep mensen met de ziekte (waaronder zowat een vijfde die ernstig ziek zijn) en vergeleken met gezonde controles en mensen met Multipele Sclerose.

Er werd gecontroleerd op antilichamen tegen een aantal herpesvirussen (bv. Epstein-Barr) en er werd geen verschil gevonden tussen M.E.(cvs) en controles. Er werd ook gekeken naar immuun-cellen (o.a. T-cellen en NK-cellen). In tegenstelling tot wat andere onderzoekers vonden, bleken er geen verschillen wat betreft NK-cellen (M.E.(cvs) versus controles). Lees de op onze pagina’s besproken artikels over andere studies omtrent ‘Natural Killer’ cellen… Er zijn enkele verschillen (misschien te wijten aan het aanwenden van andere methodologieën en kleinere onderzoeksgroepen). Er wordt echter ook gewezen op het belang van blootstelling aan cytomegalovirus die significante verschillen qua NK-cel differentiatie-toestand en cytokine-produktie veroorzaakt.

Er werden ook geen verschillen gevonden in het globaal aantal T-cellen maar wel wat betreft de hoeveelheden van verschillende types T-cellen (M.E.(cvs) versus controles); wat dit betekent moet nog worden onderzocht. De meest betekenisvolle bevinding was het sterk gestegen aantal van een bepaald subtype T-cel, de zgn. ‘mucosal associated invariant’ T-cellen (MAIT), bij de mensen met ernstige M.E.(cvs) t.o.v. controles. Deze bevinding alleen kan echter niet worden aangewend als een diagnostische merker maar het zou daartoe wel kunnen bijdragen, samen met andere factoren. MAIT-cellen worden voornamelijk in de lever, longen en darm gevonden en richten zich tegen cellen die geïnfekteerd zijn met bepaalde types bakterieën. Ze reageren ook op en produceren pro-inflammatoire cytokinen (cel-signalisering proteïnen), die al verhoogd bleken bij M.E.(cvs). MAIT-cellen zijn ook betrokken bij auto-immune ziekten. Het is interessant dat gestegen aantallen MAIT-cellen gezien werden na inspanning bij gezonde individuen. Dit suggereert dat M.E.(cvs)-patiënten een post-exercitionele toestand vertonen in rust. Het is mogelijk dat de toename in MAIT-cellen bij M.E.(cvs) wordt gestuurd door veranderingen van het darm-microbioom, maar dit dient ook nog te worden onderzocht.

De resultaten tonen een gewijzigde immunologische toestand aan bij M.E.(cvs). Het is de eerste keer dat sterk verhoogde aantallen MAIT-cellen bij ME.(cvs) worden gemeld en meer research is nodig om eventueel uit te wijzen of deze bijdragen tot de pathologie van de ziekte.

Ter herinnering: CD4 wordt gevonden op T helper cellen (en monocyten, macrofagen en and dendritische cellen), het is een co-receptor voor de T-cel (TCR) en helpt bij de communicatie met antigen-presenterende cellen. CD8 dient als co-receptor voor the T-cel receptor en komt voornamelijk tot expressie op cytotoxische T-cellen. De zgn. ‘memory’ T-cellen zijn een subset van de T-lymfocyten die infektie en kanker bestrijden die eerder het betreffend antigen zijn tegengekomen, en er dus ‘geheugen’ voor hebben…

————————-

Frontiers in Immunology (Pre-print Mei 2019)

Cellular immune function in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS)

Jacqueline M. Cliff (1), Elizabeth C. King (1), Ji-Sook Lee (1), Nuno Sepulveda (1,2), Asia-Sofia Wolf (1), Caroline Kingdon (1), Erinna Bowman (1), Hazel M. Dockrell (1), Luis C. Nacul (1), Eliana Lacerda (1), Eleanor Riley (3)

1 Immunology and Infection Department, London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM), United Kingdom

2 Centro de Estatistica e Aplicacoes, Faculdade de Ciencias, Universidade de Lisboa, Portugal

3 Roslin Institute, University of Edinburgh, United Kingdom

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een invaliderende aandoening met onbekende etiologie, onduidelijke pathofysiologie en zonder beschikbare diagnostische test of biomerker. Veel patiënten melden dat hun M.E./CVS begon na een acute infektie, en een daaropvolgende hogere frequentie van infekties (zoals verkoudheden, griep) is courant. Deze factoren impliceren dat er een immunologische toestand bestaat bij M.E./CVS, ten minsten bij een deel van de patiënten, maar toch bleken eerdere studies aangaande de perifere immuniteit tegenstrijdig en niet éénduidig.

De Britse ‘ME/CFS Biobank’, die bloedstalen verzamelde van 300 klinisch-bevestigde M.E./CVS-patiënten, laat grootschalige studies toe van de immunologische funktie fenotypisch goed-gekarakteriseerde deelnemers. In deze studie werden de herpesvirus serologische toestand, en populaties T-cellen, B-cellen, NK-cellen en monocyten van 251 M.E./CVS-patiënten onderzocht, inclusief 54 die ernstig aangetast zijn, en vergeleken met die van 107 gezonde deelnemers en46 patiënten met Multipele Sclerose. Er waren geen verschillen qua seroprevalentie voor zes menselijke herpesvirussen tussen M.E./CVS en gezonde controles, hoewel de seroprevalentie voor het Epstein-Barr virus hoger was bij Multipele Sclerose patiënten. In tegenstelling met andere rapporten, werden geen significante verschillen gezien qua aantallen NK-cellen, hoeveelheden subtypes of in vitro responsiviteit tussen M.E./CVS-patiënten en gezonde controles. Anderzijds was het T-cel compartiment veranderd bij M.E./CVS, met gedaalde hoeveelheden effector ‘memory’ CD8+ T-cellen en intermediair gedifferentieerde CD8+ T-cellen. Omgekeerd was er een significant verhoogd deel ‘mucosal associated invariant’ T-cellen (MAIT) [zie hieronder], in het bijzonder bij ernstige aangetaste M.E./CVS-patiënten.

Deze abnormalitieiten tonen aan dat een gewijzigde immunologische toestand bestaat bij M.E./CVS, bijzonderlijk bij de mensen die ernstig zijn aangetast. Dit zou eenvoudigweg een lopende of recente infektie kunnen weerspiegelen, of toekomstige verhoogde vatbaarheid voor infektie kunnen aangeven. Er zijn longitudinale studies bij M.E./CVS-patiënten nodig om oorzaak en gevolg, en zodoende potentiële voordelen van immuun-modulerende behandelingen voor M.E./CVS te helpen bepalen.

INLEIDING

[…:] Ondanks de significante vooruitgang, blijft M.E./CVS nog slecht begrepen. Jammer genoeg blijken veel schijnbaar interessante research-bevindingen niet reproduceerbaar, ten dele omwille van de kleine groepen en de ‘cross-sectionele’ aard van veel studies, en de variabiliteit tussen studies wat betreft research-methodes en hun kwaliteit.

Acute virale infekties bleken frequent geassocieerd met de aanvang van M.E./CVS maar er is geen bevestiging van specifieke virale etiologie en er is geen consistent verband tussen persistente of chronische virus-infektie en M.E./CVS. Eén mogelijkheid is dat mensen met M.E./CVS (PWME) vatbaar zijn voor acute virale infekties ten gevolge een onderliggende immuun-dysfunktie. Er werden talrijke immuun-abnormaliteiten, inclusief gewijzigde plasma cytokine-profielen, abnormale T-lymfocyt aktivatie en verstoorde cytotoxische respons, beschreven bij individuen met M.E./CVS maar systematische en observationele studies waren niet in staat om robuuste en reproduceerbare immuun-biomerkers voor ziekte of ziektegraad te identificeren [bv. 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 zijn een aantal rapporten over inconsistente abnormaliteiten qua ‘natural killer’ (NK) cel funktie. NK-cellen zijn grote granulaire lymfocyten die funktioneren als effectoren van de aangeboren immuniteit die, d.m.v. cytokine-produktie of cytotoxiciteit, infekties (of neoplasieën [vorming van goed- of kwaadaardige gezwellen door cel-vermeerdering]) binnen de perken houden tot een doeltreffende adaptieve respons kan worden opgezet. Individuen met overgeërfde NK-cel aandoeningen zijn zeer vatbaar voor systemische herpesvirus- en andere opportunistische infekties. Directe NK-cel aktivatie volgt op interaktie met cellen waarop ‘major histocompatibility complex’ (MHC [genen die coderen voor membraan-proteïnen van de meeste cellen en een rol spelen bij de herkenning van ‘eigen’ en ‘niet-eigen’ elementen]) klasse-I liganden voor inhiberende NK-cel receptoren ontbreken en/of waarop stress-geïnduceerde liganden voor NK-cel aktiverende receptoren tot expressie komen. Indirecte NK-cel aktivatie treedt op na microbiële ligatie van patroon-herkenning receptoren [binding van bakterie-antigenen op receptoren die bepaalde proteïnen herkennen] […] en wordt gemedieerd door cytokinen (IL-12, IL-15, IL-18, IFN-α) en contact-afhankelijke stimuli. Er werd meermaals gerapporteerd dat PWME verhoogde, gedaalde of normale aantallen circulerende NK (CD16+ of CD56+ [menselijke NK-cellen kunnen worden onderverdeeld in verschillende populaties op basis van de expressie van de oppervlakte-merkers CD16 (FcγIII receptor, de lage-affiniteit receptor voor IgG) & CD56 (neurale cel-adhesie molekule)], CD3[T cel co-receptor die cytotoxische T-cellen en T helper cellen helpt aktiveren]) cellen vertonen; hun NK-cellen zijn naar verluidt ontoereikend [Klimas NG et al. Chronic Fatigue Syndrome is associated with diminished intracellular perforin. Clin Exp Immunol. (2005) 142: 505-11] of vertonen versterkte expressie van het cytotoxisch perforine [Brenu EW et al. Pilot study of natural killer cells in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis and Multiple Sclerosis. Scand J Immunol. (2016) 83: 44-51]; zijn minder (of onvolledig) in staat MHC klasse-I deficiënte ‘target’-cellen te lyseren [bv. Brenu EW et al. Longitudinal investigation of natural killer cells and cytokines in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Transl Med. (2012) 10: 88]; en vertonen een defekte of geen upregulering van aktivatie-merkers na in vitro stimulatie. Nogmaals: de reproduceerbaarheid van veel van deze studies werd beperkt door hun relatief beperkte grootte, de diverse klinische presentaties van de gevallen of de beperkte mate immunologische karakterisatie.

Belangrijk: slechts één van deze immunologische studies [Rivas JL et al. Association of T and NK cell phenotype with the diagnosis of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). Front Immunol. (2018) 9:1028.] hield rekening met de prevalentie van menselijk cytomegalovirus (CMV) infektie bij gevallen en controles. CMV-infektie laat een permanente voetafdruk op het immuunsysteem na, inclusief oligoclonale expansie [proliferatie afgeleid van één of enkele cellen] en terminale differentiatie [cellen stoppen de celcyclus permanent en brengen genen tot expressie die karakteristiek zijn voor de uiteindelijke funktie van die cellen] van CD8+ T-cellen, en expansie van een subset sterk gedifferentieerde NKG2C+ NK-cellen [NKG2C = membraan-proteïne; binding met z’n ligand HLA-E stuurt de expansie van een subset NK-cellen in respons op virale infekties]; deze NK-populatie wordt verder uitgebreid door latere virale infektie. Het blijft daarom mogelijk dat de gerapporteerde verschillen qua T-cel & NK-cel fenotype en funktionele capaciteit tussen PWME en gezonde controles het resultaat kunnen zijn van verschillen wat betreft de prevalentie van immuun-modulerende virussen zoals CMV. We rapporteren hier over een diepgaande analyse van perifeer bloed leucocyten-fenotype en -funktie bij een klinisch goed-gedefinieerde groep matig en ernstig aangetaste M.E./CVS-gevallen vergeleken met niet-vermoeide gezonde controles en, ter controle voor verminderde fysieke aktiviteit, mensen met Multipele Sclerose. Alle deelnemers werden gescreend voor serologisch bewijsmateriaal voor infekties met humaan cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr virus (EBV), herpes simplex virus 1 (HSV1), Herpes simplex virus 2 (HSV2), varicella-zoster virus (VZV) en humaan herpesvirus (HHV6).

MATERIALEN & METHODES

Recrutering en klinische evaluatie

[…] Alle potentiële deelnemers werden rigoureus beoordeeld om te verzekeren dat ze voldeden aan de definities voor M.E./CVS. […]

Alle deelnemers met M.E./CVS of MS hadden voorafgaandelijk een bevestigde medische diagnose gekregen. […] De PWME werden opnieuw beoordeeld door de klinische research staf op het voldoen aan de Canadese Consensus en/of CDC-1994 (“Fukuda”) criteria (de definities van de studie) [punt van kritiek: de Fukuda definitie vereist geen post-exertionele malaise; anderzijds: we verwachten dat ernstig zieken wel PEM hebben], vóór recrutering. De deelnemers werden uitgesloten al ze (i) 3 maand voorafgaand aan de studie antivirale medicatie hadden genomen die de immuun-funktie wijzigt; (ii) 3 maand voorafgaand aan de studie vaccinaties hadden gekregen; (iii) een voorgeschiedenis van acute en chronische infektueuze ziekte zoals hepatitis-B & -C, tuberculose, HIV (maar niet herpesvirus- of andere retrovirus-infektie) hadden; (iv) een andere chronische ziekte zoals kanker, coronaire hart ziekte of ongecontroleerde diabetes hadden; (v) een ernstige stemming-aandoening hadden; (vi) zwanger waren of borstvoeding gaven 12 maanden voorafgaand aan de studie; of (vii) morbide obees (BMI ≥ 40) waren. […] De ernstig zieke deelnemers werden thuis bezocht. […]

Berekening van de statistische ‘power’

404 deelnemers: 251 met M.E./CVS (54 ernstig en 197 matig zieken), 46 met MS en 107 gezonde controles. […]

Afname & verwerking van de stalen

[…]

Fenotypering van de leukocyten

[cultuur / trypaan-blauw vitaliteit-kleuring / fenotypering (flow-cytometrie) of cultuur voor funktionele analyse]

Funktionele testen

[cel-stimulatie / incubatie met antilichamen / flow-cytometrie]

Analyse van de gegevens

De primaire gegevens analyse omvatte vier groepen: mensen met milde/matige M.E./CVS (ME-M), mensen met ernstige M.E./CVS (ME-S), gezonde controles (C) en mensen met Multipele Sclerose (MS). Alle gegevens-analyses werden blind uitgevoerd (groepen geïdentificeerd d.m.v. een code-number; code verbroken enkel nadat alle analyses compleet waren).

[…]

RESULTATEN

Karakteristieken van de deelnemers aan de studie

De uiteindelijke groep omvatte 251 mensen met M.E./CVS (197 mild/matig & 54 ernstig), 46 mensen met MS en 107 gezonde controles. […] Symptomen die typisch verbonden zijn met infektie of inflammatie kwamen frequenter voor en waren ernstiger bij PWME dan bij MS-patiënten, hoewel er milde inflammatie-symptomen aanwezig waren bij bijna 50% van de mensen met MS. De meeste gezonde controle vertoonden geen enkel symptoom (P < 0.0001). De vermoeidheidgraad-scores lagen, zoals verwacht, hoger bij PWME, met een trend voor hogere scores bij de ernstig zieken, gevolgd door mensen met milde/matige M.E./CVS, dan MS-patiënten en gezonde controles met zeer lage vermoeidheid-scores (P < 0.001). De erythrocyten-sedimentatie-snelheid (ESR), een niet-specifieke merker voor inflammatie, was lichtjes verhoogd bij mensen met milde/matige M.E./CVS, en er waren gelijkaardige mediane waarden voor alle andere groepen (P = 0.01). Mensen met MS waren ietsje ouder vergeleken met de andere studie-groepen maar de verdeling per geslacht, deprivatie-index [maat voor de socio-economisch status] en totale witte bloedcellen en lymfocyten was gelijkaardig voor de groepen.

Serologie

De plasma-stalen werden getest (kwantitatieve ELISA) voor zes humane herpesvirussen: HSV-1, HSV-2, VZV, CMV, EBV & HHV6. Er waren geen significante verschillen tussen de groepen qua aantallen individuen die seropositief waren voor deze virussen. De concentraties anti-EBV VCA varieerden echter significant onder de groepen (P = 0.016) en dit was te wijten aan hogere concentraties anti-EBV VCA antilichamen bij de mensen met MS.

Leucocyten-fenotypering

Ingevroren perifeer bloed mononucleaire cellen werden ontdooid en geanalyseerd d.m.v. flow-cytometrie […]. Er werd een ruim leucocyten-venster ingesteld om alle levende cellen te omvatten en daarna een meer beperkend lymfocyten-venster. Binnen het leucocyten-venster werden de monocyten […] en dendritische cellen [DC; antigen-presenterende die antigenen verwerken en deze aanbieden aan T-cellen; ze fungeren als boodschappers tussen het aangeboren en adaptief immuunsysteem] – myeloïde [van het aangeboren immuunsysteem] of plasmacytoïde [sekreteren interferon in respons op virale infektie; circuleren in het bloed en worden gevonden in perifere lymfoïde organen] […] – geïdentifceerd. Binnen het lymfocyten-venster: de T-cellen […], B-cellen […] en ‘natural killer’ (NK) cellen […]. De NK-cellen werden daarna geanalyseerd voor expressie van of NKG2C [zie hierboven], NKp46 [‘Natural cytotoxicity triggering receptor 1’] en CD57 [antigen dat terminaal gedifferentieerde cellen met gereduceerd proliferatie-vermogen identificeert].

Uit een statistische analyse bleek dat er significante verschillen waren tussen de groepen qua hoeveelheden levende leucocyten die monocyten (P = 0.0133), myeloïde DCs (P < 0.0121) en plasmacytoïde DCs (P < 0.0001) waren: deze verschillen waren te wijten aan veranderde frequenties bij de MS-patiënten, en verdwenen na aanpassing voor geslacht, leeftijd en herpesvirus seropositiviteit (niet getoond). In tegenstelling daarmee bleken de hoeveelheden leucocyten die B-cellen, T-cellen of NK-cellen waren, niet significant verschillend tussen de groepen (noch bij aangepaste of niet-aangepaste analyse).

Binnen het lymfocyten-venster waren de hoeveelheden cellen CD4+ T-cellen of CD8+ T-cellen (en, bijgevolg, de CD4/CD8-verhouding) significant verschillend tussen de groepen bij niet-aangepaste analyse (P < 0.0001) en deze verschillen beleven na aanpassing voor mogelijk verstorende factoren (P < 0.0001). Deze verschillen waren echter volledig te wijten aan de significant hogere hoeveelheden CD4+ T-cellen, lagere hoeveelheden CD8+ T-cellen en dus hogere CD4/CD8-verhouding bij de MS-patiënten; er waren geen significante verschillen qua lymfocyten-distributie tussen ME/CFS-patiënten en gezonde controles. Ook waren er geen significante verschillen tussen de groepen qua absolute aantallen van de verschillende leucocyten- en lymfocyten-populaties.

Een meer gedetailleerde fenotypering van de circulerende T-cel populatie onthulde geen belangrijke verschillen qua verdeling van CD45RA [CD45 = merker voor naïeve T-cellen] en CCR7 [C-C chemokine receptor type 7] -gedefinieerde naïeve en ‘memory’ T-cel populaties. Bij een meer gedetailleerde fenotype-analyse van de CD4+ en CD8+ T-cellen op basis van CD28 [zorgt voor co-stimulatie signalen vereist voor T-cel aktivatie en overleving] en CD57 [zie eerder] naast CCR7 en CD45RA, vonden we dat er geen verschillen waren qua CD4+ T-cel differentiatie subpopulaties bij mensen met M.E./CVS, hoewel er veranderde cel-populatie frequenties waren bij mensen met MS. Er werden echter bescheiden verschillen gezien in meerdere differentiatie-populaties van de CD8+ T-cellen, met een kleine toename van de hoeveelheid EM [effector ‘memory’ (zie onze inleiding)] -cellen […] en een daling van de hoeveelheid terminaal gedifferentieerde cytotoxische effector TEMRA-cellen [effector ‘memory’ T-cel die CD45RA tot expressie brengt] […] bij mensen met M.E./CVS. Er waren ook kleine veranderingen in andere [minder belangrijke] CD8+ T-cel populaties […].

Van groter potentieel belang echter, was dat we – gebruikmakend van TCR Vα7.2 [deel van T-cel recpetor] en CD161 [‘killer’ cel lectine-achtige receptor subfamilie-B, lid-1] om circulerende populaties ‘mucosal associated invariant’ T-cellen (MAIT) te definiëren – zeer significante verschillen zagen tussen de groepen wat betreft de hoeveelheid T-cellen die MAIT-cellen zijn en de hoeveelheid MAIT-cellen die CD8 tot expressie brengen (P < 0.001). Na aanpassing voor mogelijk verstorende factoren, onthulde statistische analyse dat dit te wijten was aan verhoogde hoeveelheden MAIT-cellen (P < 0.001) en bijzonderlijk CD8+ MAIT-cellen, bij mensen met ernstige M.E./CVS t.o.v. gezonde controles (P < 10-5). Belangrijk is echter dat, hoewel de globale hoeveelheden MAIT-cellen niet hoger waren bij mensen met MS dan bij gezonde controles, hun MAIT-cellen ook sterk scheefgetrokken waren naar de CD8+ subset; wat aangeeft dat dit is geen diagnostisch kenmerk voor ernstige M.E./CVS is. ROC-analyse toonde dat de totale MAIT-cel frequentie in de T-cel populatie een zwak vermogen had om patiënten met ernstige M.E./CVS te onderscheiden van gezonde controles, maar dat de patiënten met milde/matige M.E./CVS niet door deze meting konden worden voorspeld. Mogelijks belangrijker: de hoeveeheid MAIT-cellen die CD8+ waren, hadden een groter vermogen om ernstige M.E./CVS te onderscheiden van gezonden (AUC 0.756). [ROC-analyse is een statistische methode om de voorspellende waarde van een variabele of instrument te toetsen; de ROC-curve is een grafiek van de gevoeligheid tegen de specificiteit /// area under the curve’ (AUC) of oppervlakte onder de curve; samenvattende maatstaf die in wezen het gemiddelde maakt van de diagnostische accuraatheid over het spectrum van de test-waarden: een AUC = 1 betekent een perfekte test; AUC = 0.90-1 is excellent (hoge sensitiviteit en hoge specificiteit), 0.80-0.90 is goed] Overéénkomstig met eerdere rapporten had de overgrote meerderheid van de MAIT-cellen bij alle individuen een ongedifferentieerd (CD28+ CD57 [zie hierboven]) fenotype.

Als we in meer detail kijken naar het fenotype van de NK-cel populatie, zagen we geen significante verschillen qua hoeveelheden CD56bright cellen, verdeling van CD57, CD57+ of CD57++ cellen of hoeveelheden cellen die NKG2C of NKp46 tot expressie brengen, of wat betreft expressie van zes verschillende ‘killer’ cel immunoglobuline-achtige receptoren (KIR [receptoren op het oppervlak van NK-cellen waarmee ze ‘self’ MHC klasse-I molekulen (KIR-liganden) op het cel-oppervlak herkennen om dan een inhiberend signaal te geven om zo de eliminatie van normale cellen te voorkomen]) (aangepaste of niet-aangepaste analyse).

T-cel & NK-cel funktie

We vergeleken daarna het vermogen van T-cellen en NK-cellen om te reageren op in vitro stimulatie, van gezonde controles, mensen met MS en PWME. Voor het bepalen van de of T-cel responsiviteit, werden PBMCs gedurende 4 h gecultiveerd met de mitogene cocktail [molekulen die cellen aanzetten tot delen] van PMA en ionomycine, en dan gekleurd voor intracellulaire cytokinen. De hoeveelheid cellen die IL-2, IFN-γ of een combinatie van de twee produceren, werd beoordeeld voor de CD3+ CD4+ en de CD3+ CD8+ cel-populaties maar er werden geen significante verschillen geobserveerd (aangepaste of niet-aangepaste analyse).

De NK-cel funktie werd beoordeeld via het cultiveren van PBMCs gedurende 18 h […]. De CD3/CD56+ NK-cellen werden geïsoleerd en geanalyseerd voor intracellulair IFN-γ, of voor cel-oppervlakte expressie van de aktivatie-merker CD25 [IL-2 receptor α-keten] of de degranulatie-merker CD107a (LAMP-1 [lysosomaal geassociaeerd membraan proteïne 1]). Weerom werden geen significante verschillen gedetekteerd tussen mensen met M.E./CVS en controles, voor geen enkele van de responsen.

Interaktie tussen herpesvirus-infektie toestand en lymfocyten-fenotype en -funktie

Herpesvirus-infektie, vooral infektie met CMV, staat er om bekend zowel het maturatie-fenotype en de funktie van menselijke CD8+ T-cellen en NK-cellen te beïnvloeden. Daarom vergeleken we lymfocyten-fenotype en funktie bij die individuen die seropositief of niet voor CMV waren. In alle studie-groepen hadden deelnemers die CMV-seropositief waren, significant minder CD4+ en meer of CD8+ T-cellen bij hun PBMCs. Na stimulatie met PMA en ionomycine, produceerden meer CD4+ en CD8+ T-cellen IFN-γ, en meer cellen waren IL-2 en IFN-γ dubbel-positief, bij de CMV-seropositieve individuen. Het deel van de PBMCs die CD3+CD56+ (‘NKT-like’) cellen waren, was zeer significant verhoogd bij de CMV-positieve deelnemers. In de NK-cel populatie, waren meer cellen NKG2C+, en er waren gedaalde hoeveelheden CD56dimCD57intermediate en verhoogde hoeveelheden CD56dimCD57bright bij de CMV-seropositieve deelnemers. Bij de CMV-seropositieve individuen was er een verminderde in vitro respons na IL-12 en IL-18 stimulatie, met significant gedaalde CD25, CD107 en IFN-γ expressie.

BESPREKING

In een groep van 250 goed-gekarakteriseerde mensen met M.E./CVS, waaronder een aantal die ernstig ziek zijn, hebben we verschillen geïdentificeerd qua fenotype van perifere immuun-cellen in vergelijking met gezonde controles. Deze omvatten zeer significant verhoogde hoeveelheden ‘mucosal associated invariant’ T-cellen, bijzonderlijk CD8+ MAIT cellen, in PWME t.o.v. gezonde controles, en deze waren verder gestegen bij ernstig zieke individuen. We vonden ook een verhoogd aandeel van effector ‘memory’ CD8+ T-cellen, een daling van de hoeveelheid terminaal gedifferentieerde effector TEMRA cellen en kleine veranderingen qua CD8+ T-cel differentiatie subcompartimenten bij PWME. De funktionele rol en consequentie van de wijziging binnen deze CD8+ T-cel subpopulaties dient nog te worden bepaald. We vonden geen bewijs voor veranderde funktie van T-cellen bij PWME. Van belang: we vonden geen verschillen qua hoeveelheden NK-cellen bij PWME noch wat betreft differentiatie-toestand, hun expressie van KIR-receptoren of aktivatie-merkers ex vivo of na in vitro stimulatie. Op basis van eerdere rapporten over abnormale NK-cel funktie bij M.E./CVS was dit een onverwachte bevinding, hoewel het consistent is met een klein aantal eerdere rapporten over normale NK-cel hoeveelheden en funktie. In ons systeem, cultiveerden we PBMCs gedurende 18 h om genoeg tijd te geven voor directe en indirect cel-aktivatie: het is mogelijk dat verschillen qua degranulatie of cytokine-produktie worden gezien bij een kortere stimulatie-periode. We vonden echter significante verschillen qua NK-cel differentiatie-toestand en cytokine-produktie bij deelnemers in alle klinische groepen die CMV-positief waren, detekteerbaar na de 18 h cultuur. CMV heeft een dramatisch effekt op NK-cellen en het is mogelijk dat een onzekere CMV-status een verstorende factor was die ten gronde ligt aan eerdere meldingen van NK-cel dysfunktie bij M.E./CVS. Belangrijk: de verschillen die we zagen qua MAIT-cellen en CD8+ T-cellen bij PWME waren consistent wanneer we CMV sero-status in rekening brachten.

M.E./CVS wordt dikwijls beschouwd te worden getriggerd door een acute virale infektie en verscheidene leden van de herpesvirus-familie bleken betrokken. Hier vonden we geen verschil qua prevalentie van de seropositiviteit voor zes herpesvirussen (CMV, EBV, HSV-1, HSV-2, VZV, HHV6) tussen PWME en gezonde controles, noch qua concentratie van aanwezige anti-virus antilichamen. Niettemin blijft de mogelijkheid bestaan dat herpesvirussen belangrijk zijn voor de M.E./CVS-pathogenese, dat virus-reaktivatie een verslechtering van symptomen kan triggeren, en dat meting van antilichaam-titers tegen andere virale antigenen een meer relevante meting kunnen betekenen [Loebel M et al. Deficient EBV-specific B- and T-cell response in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE. (2014) 9: e85387]. Dus: hoewel de sero-prevalentie van EBV niet verschilde tussen MS-patiënten, PWME of gezonde controles, hadden MS-patiënten significant hogere titers van antilichamen tegen EBV ‘Viral Capsid Antigen’, overéénkomstig met eerdere rapporten en een mogelijke aanwijzing voor recente virus-reaktivatie.

De verhoogde frequentie van of CD8+ MAIT-cellen bij individuen met ernstige M.E./CVS die hier werd gezien, werd niet eerder gerapporteerd. In het bijzonder: een klein aantal ernstig zieke M.E./CVS-patiënten had buitengewoon hoge hoeveelheden van deze cellen. Er werd gemeld dat de hoeveelheden perifere MAIT-cellen bij gezonde vrijwilligers verdubbelen na acute inspanning, suggererend dat het perifeer immuun-fenotype in rust bij sommige PWME lijkt op een post-exertionele toestand. Meer opmerkelijk was echter de overweldigende overheersing van CD8+ cellen in de MAIT-cel populatie bij ernstig zieke PWME. Daarenoven: hoewel de globale frequenties van MAIT-cellen niet verschilden tussen MS-patiënten en gezonde controles, waren hun MAIT-cellen ook sterk aangerijkt voor CD8+ cellen, wat een eerder rapport over hoge frequenties CD8+ CD161+ T-cellen bij MS-patiënten bevestigt. MAIT-cellen zijn aangeboren-achtige T-cellen die met vitamine-B gerelateerde antigenen van microben (gepresenteerd in de context van het MHC klasse-I gerelateerd molekule ‘MR1’) herkennen en ook kunnen reageren op cytokine-stimulatie. CD8+ MAIT-cellen zijn in staat geïnfekteerde cellen te doden via perforine/granzyme-sekretie en hebben daarom een beschermende rol bij microbiële infekties, maar ze bleken ook geïmpliceerd bij de pathologie van verscheidene niet-infektueuze ziekten zoals kanker, colitis en auto-immune ziekten zoals Reumatoïde Artritis en type-1 diabetes. Bij MS werden deze cellen beschreven als pro-inflammatoir en pathogeen. Het is mogelijk dat de toename qua MAIT-cellen bij sommige PWME wordt aangedreven door veranderingen in het darm-microbioom of, alternatief, gerelateerd kunnen zijn met andere, nog niet gekarakteriseerde wijzigingen in het immuunsysteem. In toekomstige studies kan het funktioneel fenotype van deze CD8+ MAIT-cellen bij PWME worden nagegaan, om te bepalen of ze misschien bijdragen tot de ziekte-pathologie. Het darm-microbioom bij M.E./CVS dient ook verder te worden onderzocht. Er kan eventueel een biomerker-signatuur worden ontwikkeld voor de diagnose van M.E./CVS: in deze context had het aandeel CD8+ MAIT-cellen in het perifeer bloed op zich een bescheiden onderscheidend maar het zou kunnen bijdragen tot combinatie-factor signatuur. In dit opzicht zal het testen van kandidaat biomerker-signaturen in grote, onafhankelijke, longitudinale validatie-groepen essentieel zijn; bijzonderlijk als we de gemengde rapporten over het biologisch fenotype van M.E./CVS in overweging nemen.

De reden voor de gewijzigde frequenties van verscheidene intermediair gedifferentieerde CD8+ T-cellen bij M.E./CVS is onduidelijk en is waarschijnlijk funktioneel gelinkt met de begeleidende vermindering van effector ‘memory’ CD8+ T-cellen. Aangezien er geen verschil was in de frequentie van of naïeve of terminaal gedifferentieerde CD8+ T-cellen, is het mogelijk dat bij M.E./CVS de cellen snel door deze intermediaire fase naar terminale differentiatie wordt gestuurd en dan verloren gaan via cel-dood. Het studie-ontwerp liet ons niet toe om de interaktie tussen het versterkt MAIT-cel compartiment en de gewijzigde globale T-cel differentiatie status na te gaan: dit kan worden aangepakt in toekomstige studies. De aandrijvende factor achter de snellere transitie naar terminale differentiatie zou een aan de gang zijnde antigen-stimulatie kunnen zijn, mogelijks te wijten aan persistente virale infektie of auto-immuniteit. De gereduceerde effector ‘memory’ T-cel populaties bij PWME kunnen gedeeltelijk de verhoogde vatbaarheid voor infektie, die courant wordt gerapporteerd bij ME./CVS, verklaren.

De hoeveelheden CD4+ en CD8+ T-cellen waren normaal bij PWME. Bij MS-patiënten was er echter een significante verschuiving naar verhoogde hoeveelheden CD4+ T-cellen, lagere CD8+ T-cellen een daardoor een verhoogde CD4+/CD8+ T-cel verhouding. Voorheen waren er tegenstrijdige rapporten bij PWME, met verhoogde of verlaagde CD4+/CD8+ T-cel ratios, hoewel heterogeniteit courant is en mogelijks verstoring door de CMV-infektie status optreedt.

Samengevat: in een grote groep zorgvuldig gefenotypeerde mensen met M.E./CVS, hebben we significante verschillen qua perifere T-lymfocyt fenotypes vastgesteld maar we waren niet in staat eerdere rapporten over verstoord NK-cel fenotype of funktie te bevestigen. Belangrijk: voor deze studie waren individuen met bewijs voor een aan de gang zijnde acute infektie uitgesloten, alsook deze met voor de hand liggende co-morbiditeiten en deze die immuun-modulerende medicijnen nemen. We bevestigden ook dat CMV-seropositiviteit een belangrijke impact heeft op het fenotype en funktie van NK-cellen en T-cellen, wat het opperste belang onderlijnt van het beoordelen van de status van CMV- en andere herpesvirus-infektie bij studies betreffende de menselijke immune toestand. Elk van deze factoren had de analyse van eerdere studies kunnen verstoren. De meest opvallende bevinding van deze studie – de verhoogde hoeveelheid circulerende MAIT-cellen bij mensen met ernstige M.E./CVS, en de zeer grote proportie CD8+ MAIT-cellen bij patiënten met ernstige M.E./CVS en MS – rechtvaardigt verder onderzoek. Deze observatie onderstreept ook het belang van het opnemen van niet-vermoeide individuen met andere invaliderende ziekten (zoals MS-patiënten) in studies omtrent M.E./CVS, om te controleren voor de fysiologische effekten van verminderde lichamelijke aktiviteit. Hoewel men kan discussiëren over het feit of MS-patiënten de meeste geschikte dergelijke groep is, vergemakkelijkt de zeer grote immunologische database voor MS het evalueren van observaties en kan het inzicht verschaffen in de pathogenese-mechanismen van M.E./CVS door vergelijking met een meer uitgebreid gedocumenteerde ziekte.

————————-

Prof. dr Derya Unutmaz (immunoloog) van het ‘Jackson Laboratory ME/CFS Collaborative Research Centre’ – co-auteur van ‘Tuning of human MAIT cell activation by commensal bacteria species and MR1-dependent T-cell presentation’ (Mucosal Immunology (2018) 11, 1591-1605) – speculeerde (‘Nature News Feature’ 3 Januari 2018) dat de inflammatie die wordt gezien bij M.E.(cvs) het resultaat zou kunnen zijn van een probleem bij de T-cel respons op onschadelijke virussen, schimmels en andere stimuli. Een andere co-auteur van dit artikel, Dr. Julie Oh, sprak op de ‘Accelerating Research on ME/CFS Meeting’ (NIH conferentie, 2019) over research naar welke bakterie-soorten/-stammen de aanmaak van die bepaalde T-cellen, MAIT-cellen, zouden kunnen triggeren en hoe die ev. kan worden afgezet. Unutmaz kreeg van het ‘National Institutes of Health’ geld ter beschikking om onderzoek te verrichten bij M.E.(cvs). Publicaties bij M.E.(cvs) zijn er op dit moment nog niet…

mei 25, 2019

Spierpijn en M.E.(cvs) na vaccinatie

Filed under: Immunologie — mewetenschap @ 7:39 am
Tags: , , , , ,

Vaccinatie is efficient maar de kwestie blijft: is massa-vaccinatie wel zo doeltreffend als algemeen wordt geclaimd. Op onze pagina’s houden we altijd een kritische houding aan, ook wat betreft (zogenaamde beloftevolle en soms gehypte) voorgestelde therapieën. Wanneer het over vaccinatie gaat, worden kritische stemmen echter nogal snel gestigmatiseerd als ‘sektaire anti-vaxxers’ en het zwijgen opgelegd. Dergelijke houding vinden wij zeer onwetenschappelijk. Zoals we al meegaven en zoals hieronder uitvoerig wordt besproken zijn er wel degelijk vragen te stellen bij massale vaccinatie-campagnes. Een minderheid gevaccineerden ondervindt zeker nadelige (soms desastreuze) effekten van een vaccinatie (of de toegevoegde stoffen die de antigeniciteit moeten versterken). We roepen dus niet op tot afschaffing van immunisatie(-campagnes) maar (zoals eerder geopperd) tot (genetische) screening voorafgaand aan vaccinatie bij mensen waarbij nadelige gevolgen kunnen worden vermoed.

De belangrijke mee te nemen punten uit onderstaand artikel zijn: M.E./CVS is multi-factoriële ziekte maar aluminium-bevattende vaccins kunnen een trigger vormen, M.E./CVS kan verbonden zijn met persistentie van intracellulaire aluminium-adjuvanten, dieren-modellen onthullen verspreiding over het lichaam en neurotoxische effekten van aluminium-adjuvanten, er is degelijk wetenschappelijk onderzoek nodig omtrent de veiligheid, en vatbaarheid-genen en co-factoren moeten worden geïdentificeerd. Er moet dan ook aandacht komen voor veiliger adjuvanten.

Het artikel is zeer uitgebreid en alle elementen uit artikel ten gronde uitleggen, zou een cursus immunologie op zich zijn. Mensen die meer uitleg nodig hebben, kunnen ons contacteren. Idem voor geïnteresseerden die de volledige referentielijst wensen. In elk geval wordt aangetoond dat een verband tussen de adjuvant-partikels in vaccins en M.E.(cvs) helemaal niet absurd is!

Voor meer over macrofagen-myofasciitis lees: Aanhoudende aanwezigheid & hersen-translocatie van vaccin-adjuvanten’.

En over het werk van Yehuda Shoenfeld: ‘Vaccinatie en CVS’, ‘ASIA (auto-immuun/inflammatoir syndroom geïnduceerd door adjuvanten) syndroom’), ‘CVS & FM na immunisatie met hepatitis-B vaccin’ & ‘Voorspellen van post-vaccinatie auto-immuniteit’.

————————-

Autoimmunity Reviews (2019) [pre-print]

Myalgia and Chronic Fatigue Syndrome following immunization: macrophagic myofasciitis and animal studies support linkage to aluminum adjuvant persistency and diffusion in the immune system

Romain K. Gherardia (b) Guillemette Crépeaux (a,c), François-Jérome Authier (a,b)

a Inserm U955 E10 (Biology of the neuromuscular system), Paris Est Créteil University, 94010 Créteil, France

b Neuromuscular Pathology Expert Centre, Henri Mondor University hospital, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, 94010 Créteil, France

c Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort, Maisons-Alfort, France

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een multifactoriële en slecht begrepen invaliderende ziekte. We presenteren epidemiologisch, klinisch en experimenteel bewijsmateriaal voor het feit dat M.E./CVS een belangrijk type nadelig effekt van vaccins uitmaakt, bijzonderlijk deze die slecht afbreekbare aluminium-adjuvant deeltjes bevatten. Er is maar traag bewijs opgedoken omwille van de verscheidenheid, het gebrek aan specificiteit, de trage start en frequente medische onderschatting van M.E./CVS-symptomen. Het werd ondersteund door een epidemiologische studie die gevaccineerde en niet-gevaccineerde militairen die niet werden ingezet tijdens Golf Oorlog II vergeleek. De aangetaste patiënten vertonen cognitieve dysfunktie die de aandacht, het geheugen en inter-hemisferische [tussen de hersenhelften] verbindingen beïnvloedt, goed gecorreleerd met defekten van de hersen-doorbloeding en geassocieerd met een stereotiep en onderscheidend patroon van cerebraal glucose-hypometabolisme. Schouderspier-biopten uitgevoerd om myalgie te onderzoeken levert typisch macrofagen-myofasciitis (MMF) op – een histologische biomerker ter beoordeling van persistentie van aluminium-agglomeraten in cellen van het aangeboren immuunsysteem op de plaats van eerdere immunisatie. MMF lijkt gelinkt met gewijzigde detoxificatie van mineraal-partikels door de autofagie [strikt geregeld proces waarbij de cel eigen cel-produkten verteert] / xenofagie [verwijderen van vreemde stoffen] machinerie. Het vergelijken van de toxicologie van verschillende vormen van aluminium en verschillende types blootstelling is misleidend en ontoereikend, en experimenten met kleine dieren hebben oude dogma’s onderste-boven gekeerd. In plaats van snel te worden gesolubiliseerd in de extracellulaire ruimte, worden geïnjekteerde aluminium-partikels snel door immuuncellen gevangen, en naar afgelegen organen en het brein getransporteerd, waar ze een inflammatoire respons opwekken en selektieve lage-dosis langdurige neurotoxiciteit veroorzaken. Klinische observaties en experimenten bij schapen (grote dieren lijkend op mensen) bevestigden zowel systemische diffusie en neurotoxische effekten van aluminium-adjuvanten. Post-immunisatie M.E./CVS vertegenwoordigt de kern-manifestatie van “auto-immuun/inflammatoir syndroom geïnduceerd door adjuvanten” (ASIA).

1. Inleiding

Vaccins en zuiver water hebben belangrijke rollen gespeeld bij de bestrijding van levensbedreigende infektueuze ziekten. De voorbije eeuw zorgde vaccinatie voor de uitroeiing van pokken, bijna uitroeiing van poliomyelitis, en aanzienlijke afname van mazelen en bof. Een grote vaccinatie-dekking bleek de heropleving van meerdere infektie-ziekten te vermijden door het verminderen van het aantal mensen die de pathogenen kunnen doorgeven. Vaccins vertegenwoordigen de meest kosten-effektieve methode ter controle van meerdere infektie-ziekten en lijken globaal veilig. Het risico op nadelige effekten dat inherent is aan elk doeltreffend farmaceutisch produkt bestaat echter ook voor vaccins. Ondanks de lage aantallen gesignaliseerde gevallen verdienen nadelige effekten volgend op immunisatie (‘adverse effects following immunization’; AEFI) speciale aandacht omdat (i) anders dan bij conventionele medicijnen, vaccins worden toegediend aan gezonde individuen; (ii) een uitbreiding zonder precedent van vaccinatie-programma’s werd aangekondigd door Amerikaanse biofarmaceutische research bedrijven, met meer dan 260 nieuwe vaccins die worden ontwikkeld; en (iii) omdat AEFI waarschijnlijk grotendeels vermeden kan worden door het optimaliseren van vaccinologie-produkten en -praktijken gebaseerd op de kennis omtrent AEIs pathofysiologische mechanismen en risico-factoren. Een belangrijke bezorgdheid aangaande vaccin-veiligheid houdt verband met de adjuvant-molekulen die in de meest vaccins worden gebruikt om sterke en blijvende immunisatie op te wekken. Er werd bijzonder aandacht besteed aan aluminium-zouten die empirisch werden geïntroduceerd in vaccins door Alexander Glenny [Brits immuunoloog] in 1926 en de belangrijkste klasse adjuvanten vormen met een licentie voor wereldwijd gebruik bij mensen en dieren. Er zijn twee belangrijke aluminium (Al) -zouten die als vaccin-adjuvanten worden gebruikt. Al-oxy-hydroxide (AlOOH, Alhydrogel®), gewoonlijk Al-hydroxide genoemd, is samengesteld uit nanopartikels van ca. 2,2 nm x 4,5 nm x 10 nm die spontaan micron aggregaten vormen met een nanofibreus [bestaande uit nanovezels] voorkomen (elektronen-microscopie); terwijl Al-hydroxyfosfaat (AlOHPO4, Adju-Phos®), gewoonlijk Al-fosfaat genoemd, amorf is. Beide adjuvanten potentiëren in sterke mate de produktie van antilichamen met weinig aanmaak van cytotoxische T-lymfocyten. De mechanismen die aan de basis liggen van hun adjuvant effekt werden slechts in recente jaren intens onderzocht en blijven nog niet volledig begrepen. Al-hydroxide is een stabiele gehydrateerde gel met een positieve oppervlakte-lading en hoge antigen-adsorptie capaciteiten gestuurd door hydrostatische interakties en uitwisselingen van hydroxyl-groep met de fosfaat-groep van het ligand. Al-fosfaat heeft een negatieve lading, minder hydroxyl-groepen en lagere adsorptie-capaciteiten. De bio-dispositie kinetieken van de twee adjuvanten zijn ook significant verschillend: Al-hydroxide wordt minder snel gesolubiliseerd, en wordt gretiger geïnternaliseerd en is minder toxisch voor fagocytische cellen dan Al-fosfaat.

Deze review hier zal focussen op de mogelijke implicatie van Al-adjuvant bevattende vaccins bij patiënten met Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Onze eigen ervaring op dat gebied komt door de klinische fenotypering van een grote groep patiënten waarvan een ongewoon langdurige persistentie van Al-hydroxide werd gedetekteerd in immuun-cellen op de plaats van eerdere immunisatie, met vorming van een specifiek letsel: macrofagen-myofasciitis (MMF). In 2011 gebruikte Yehuda Shoenfeld dit MMF-syndroom als één paradigma voor de aandoening die hij “auto-immune/inflammatory syndrome induced by adjuvants” (ASIA) noemde [Shoenfeld Y & Agmon-Levin N. ‘ASIA’ – autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants. J Autoimmun. (2011) 36: 4-8].

2. M.E./CVS-definities

[…]

[…] M.E. is een neurologische ziekte (ICD G93.3). Naast spierpijn en inspanning-intolerantie, vertonen M.E.-patiënten dikwijls neurologische dysfunkties […].

[…]

Samengevat: de waaier aan voorgestelde definities en de klaarblijkelijke discrepanties geven aan dat er geen echte consensus is aangaande de nomenclatuur of klassificatie […].

3. M.E./CVS overlapt met andere aandoeningen

[…] Er is discussie over het feit of M.E./CVS en fibromyalgie afzonderlijke aandoeningen zijn of slechts fenotypische variaties van één ziekte vertegenwoordigen, waarbij ernstige vermoeidheid aan de ene kant van het spectrum zit (M.E./CVS) en meer spierpijn aan de andere kant (fibromyalgie). Tot op heden blijft de kwestie onopgelost. Tot dat een globale consensus wordt bereikt, e aangezien de WHO officieel fibromyalgie klassificeert bij de musculoskeletale aandoeningen (WHO ICD10M79.7) en niet bij de neurologische ziekten zoals M.E./CVS, zullen we het onderscheid maken aan de hand van de 1990 ACR [American College of Rheumatology] criteria voor fibromyalgie, die gebaseerd zijn op druk-gevoeligheid (‘tender-points’) op minstens 11 van 18 gespecifieerde plaatsen en de aanwezigheid van wijdverspreide pijn. […]

IBS [prikkelbare darm syndroom] is één van de meest courante funktionele darm-aandoeningen. Het wordt gekenmerkt door abdominaal ongemak e, verstoorde darmen. Ca. 50% van de IBS-patiënten vertonen co-morbiditeit: 14% hebben M.E./CVS, en 35-90% van de M.E./CVS-patiënten hebben IBS.

POTS [posturaal orthostatisch tachycardia syndroom] wordt gekenmerkt door een excessieve toename van de hartslag (> 30 slagen/min) bij verandering van de houding van liggend naar staand. Het wordt gelinkt met dysfunktie van het autonoom zenuwstelsel. POTS is dikwijls co-morbide met M.E./CVS, bijzonderlijk bij jonge patiënten. Ongeveer 40% van de M.E./CVS-patiënten kan leiden onder POTS en 64% van de patiënten met POTS voldoen aan de criteria voor M.E./CVS.

Complex Regionaal Pijn Syndroom (CRPS) is een andere chronische pijn en dysautonome aandoening [dysfunktie van het autonoom zenuwstelsel]. Het tast de armen, handen, benen of voeten aan, en manifesteert zich via intense brandende pijn met hyperalgesie en dramatische veranderingen qua huid-temperatuur, kleur en textuur die niet meer verklaard kan worden door een initiërende schadelijke gebeurtenis. CRPS kan gepaard gaan met een verstoorde lichaamsperceptie en beweging-stoornissen.

4. M.E./CVS en vaccins

Idiopatische M.E./CVS vertoont gelijkenissen met post-infektueuze vermoeidheid-syndromen maar er kan geen pathogeen worden aangetoond bij alle patiënten, wat aanleiding geeft tot de opkomende visie dat gelijkaardige symptomen getriggerd kunnen worden door een waaier aan verschillende pathogenen en toxische stoffen. Bij de mogelijke triggerende factoren worden vaccins en hun componenten al lang verdacht een rol te spelen [Hyde B et al. The clinical and scientific basis of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Nightingale Research Foundation, Ottowa, Canada (1992) /// Shepherd CB. Is CFS linked to vaccinations? The CFS Research Review (2001) 2: 6-8].

4.1. Eerste sterk signaal: HBV-vaccinatie

Na de eerste immunisatie-campagne tegen Hepatitis-B virus (HBV) in Canada, verklaarde een verpleegster in 1992 op de Canadese TV dat ze M.E./CVS had opgelopen na het vaccin te hebben gekregen. Er werd de kijkers gevraagd elke gelijkaardige ervaring te melden. Er werden 69 individuen bekendgemaakt aan het ‘Department of National Health and Welfare’ die een ad hoc werkgroep startte om de zaak te onderzoeken. Het comité bevestigde de verbanden tussen immunisatie tegen HBV en M.E./CVS maar maakte geen aanbeveling om research te financieren aangaande een mogelijk causaal verband op basis van argumenten zoals: (1) de afwezigheid van een strakke tijd-clustering tussen immunisatie en aanvang van de symptomen; (2) het klein deel Canadese M.E./CVS-patiënten dat werd gevaccineerd tegen HBV binnen 3 maanden voorafgaand aan de aanvang van de symptomen; en (3) het ontbreken van biologische plausibiliteit [Working group on the possible relationship between hepatitis-B vaccination and the Chronic Fatigue Syndrome. Report. Canad Med Assoc J. (1993) 149: 314-9]. Sindsien werd in de literatuur melding gemaakt van talrijke patiënten met verhalen over M.E./CVS optredend op verschillende tijdstippen na immunisatie tegen HBV [Agmon-Levin N & Shoenfeld Y. Chronic Fatigue Syndrome with autoantibodies – the result of an augmented adjuvant effect of hepatitis-B vaccine and silicone implant. Autoimmun Rev. (2008) 8: 52-5 /// Agmon-Levin N et al. Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia following immunization with the hepatitis-B vaccine: another angle of the ‘autoimmune (auto-inflammatory) syndrome induced by adjuvants’ (ASIA). Immunol Res. (2014) 60: 376-83] en het aluminium-hydroxide adjuvant gebruikt in HBV-vaccins bleek slecht afbreekbaar, en veel langer in het immuunsysteem aan te houden en te verspreiden dan voorheen werd geloofd. In retrospect kunnen deze nieuwe gegevens en deze verzameld over andere Al-bevattende vaccins (zie verder) twijfel zaaien over de validiteit van de argumenten van het Canadese ad hoc comité.

4.2. Beperkingen van epidemiologische studies bij de beoordeling van M.E./CVS als een AEFI

In 2012 gaf het ‘Institute of Medicine’ (IOM) aan dat het bewijsmateriaal “inadequaat” was “om een oorzakelijk verband te aanvaarden of verwerpen voor de grote meerderheid van de nadelige effekten van vaccins die ze onderzochten”, omwille van het beperkt aantal bevredigende epidemiologische studies. Toegegeven: het erkennen van M.E./CVS als een AEFI en het vaststellen van de causale rol van multipele immunisaties bij M.E./CVS zijn een uitdaging omdat alle geïdentificeerde beperkingen van AEFI epidemiologische studies in deze setting een rol spelen. Volgens het IOM omvatten deze beperkingen:

* Gebrek aan ‘long-term’ follow-up studies wat de detektie van vertraagde effekten belet;

* Kleine stalen, wat de detektie van zeldzame gebeurtenissen belet;

* Gebrek aan evaluatie van multipele vaccinaties als geheel;

* Gebrek aan of symptomen die specifiek zijn voor vaccinatie;

* Multipele symptomen die optreden in combinatie, met een hoog risico om te worden getrivialiseerd en niet te worden herkend als één entiteit, zoals aangestipt in de leken-pers over M.E./CVS-symptomen in pre-licentie HPV-vaccin veiligheidstesten;

* onder-rapportering inherent aan passieve surveillance-systemen, waarbij M.E./CVS-symptomen dikwijls niet als dramatische genoeg worden beschouwd om verdiend te worden dat ze gemeld worden; tijd verstreken sinds blootstelling die zeer variabel en dikwijls zeer lang is, zodat het beeld vertroebeld; het ongeloof/negeren dat M.E./CVS mogelijks gelinkt kan zijn met een vaccin; en ontbrekende ijver wat betreft rapportage als algemene regel;

* Hoge vaccinatie-aantallen en toediening van multipele vaccins die de vergelijking beletten met controle-groepen die geen vaccins kregen;

* Beperkte populatie vaccinatie-testen die resultaten opleveren die niet veralgemeenbaar kunnen zijn voor de algemene bevolking (bv. testen bij kinderen of individuen zonder risico-factoren);

* Veranderingen in vaccin-technologie, die zorgt voor een beletting van de veralgemeenbaarheid van substantieel verschillende nieuwe vaccins op basis van veiligheid-ervaringen omtrent vroegere vaccins (zie nieuwe Al-adjuvanten, hieronder).

4.3. Inzichten vanuit ‘Gulf War Illness’ in ingezette en niet-ingezette veteranen

Gelukkiglijk werden in bevoorrechte epidemiologische studies verbonden met ‘Gulf War Illness’ (GWI) gevaccineerde en niet-gevaccineerde individuen vergeleken, en die linkten toediening van multipele vaccins met M.E./CVS. Ten minste een vierde van de Golf oorlog veteranen die terugkeerden van de Perzische Golf oorlog (PGW) in februari 1991 rapporteerde een waaier aan chronische symptomen die enigszins variëren maar opvallende gelijkenissen vertonen met M.E./CVS. […] Omwille van bevooroordeling die regelmatig optrad in het verloop van de onderzoeken, is er nog onzekerheid omtrent de exacte oorzakelijke factoren van GWI maar onder andere multipele vaccinaties toegediend binnen een korte periode werden herhaaldelijk verdacht. Een Britse ‘cross-sectionele’ studie toonde een sterk verband tussen CDC-gedefinieerde GWI en meerdere vaccinaties toegediend tijdens ontplooiing […]. Bovendien werden “consistente, specifieke en geloofwaardige relaties” gevonden tussen het aantal inoculaties en gezondheid-indicatoren bij Britse Golf oorlog veteranen.

Zowel vaccinatie tegen biologische oorlogsvoering agentia (anthrax en pest met pertussis als een adjuvant om immuun-responsen te ‘boost’en) als multipele routine vaccinaties bleken geassocieerd met het CDC multi-symptoom syndroom in de Britse Golf oorlog groep. In Canada werd een significant verband gerapporteerd tussen “niet-routinematige immunisaties” en meerdere symptoom-gedefinieerde uitkomsten bij Golf oorlog veteranen. In de V.S. waren dalingen qua lange-termijn subjectieve gezondheid van Golf oorlog veteranen geassocieerd met het krijgen van anthrax-vaccin en veteranen die meer ernstige reakties op vaccins meldden rapporterden meer dalingen qua subjectieve gezondheid. Het Amerikaans gelicentieerd anthrax-vaccin (AVA; Biothrax®) is geadsorbeerd op aluminium-hydroxide en kan MMF induceren. Daarnaast werd het vaccin er van verdacht squaleen [adjuvant dat de immuun-respons sterk verhoogt] te bevatten omwille van de detektie van circulerende squaleen-antilichamen bij aangetaste veteranen, maar er werd door het ‘Department of Defense’ geen relatie gevonden tussen squaleen-antilichamen en chronische symptomen. Daarom bleef de rol van vaccins bij GWI moeilijk te vatten, omdat de focus meer lag op de rol van chemische blootstellingen zoals pyridostigmine-bromide [cholinesterase-remmer] (profylaxis [voorkomen van ziekte] bij chemische aanvallen) of persoonlijk pesticiden-gebruik. Blootstelling aan voor de Perzische Golf oorlog specifieke toxische stoffen konden echter amper worden aangeduid bij veteranen die niet werden ingezet of elders dan in de Perzische Golf dienden, en ontwikkelden minder frequent chronische symptomen gelijkend op GWI. De ‘Kansas Commission on Veterans Affairs’ bestudeerde specifiek de mogelijke effekten van vaccins bij veteranen uit Kansas die niet in de PGW dienden (niet-PGW veteranen): vergeleken met niet-gevaccineerde veteranen hadden niet-PGW veteranen die melding maakten van vaccin-toediening significant meer vermoeidheid/ slaap-problemen, pijn-symptomen, neurologische/ cognitieve/ stemming-symptomen en gastro-intestinale symptomen. Gevaccineerde (n = 208) vs niet-gevaccineerde (n = 187) non-PGW veteranen hadden een significant veel hogere prevalentie van GWI […]. In tegenstelling met PGW-veteranen bij wie GWI mogelijks het resultaat was van “clusters van oorzaken” en “combinatie van effekten”, werd geen andere oorzaak dan zelf-gerapporteerde vaccinatie gevonden bij niet-PGW veteranen.

5. M.E./CVS bij Al-adjuvant geïnduceerde macrofagen-myofasciitis

De accuraatheid van zelf-gerapporteerde vaccinatie staat klassiek ter discussie maar dit is niet het geval wanneer vaccinatie-raporten beschikbaar zijn en wanneer een zeer specifieke histologische merker op een onbetwistbare manier eerdere immunisatie kan vaststellen, zoals het geval is bij patiënten met MMF.

5.1. Macrofagen-myofasciitis: een biomerker voor Al-adjuvant biopersistentie

5.1.1. Karakterisatie bij mensen

Macrofagen-myofasciitis (MMF), voor het eerste beschreven in 1998, is een specifiek door Al-hydroxide geïnduceerd granuloma [nodule chronisch inflammatoire cellen] dat wordt gedetekteerd op een plaats waar eerder een vaccin werd geïnjekteerd. Het letsel wordt gekenmerkt door lagen grote macrofagen die constant agglemeraten (grootte-orde sub-µm tot µm) van aluminium nano-kristallen in hun cytoplasma, vermengd met lymfocyten-infiltraten. Dit immunologisch aktief letsel is niet geassocieerd met vorming van ‘giant’-cellen [meerkernige cellen].

De eerste 75 patiënten uit review van 2003 hadden voornamelijk Al-hydroxide gekregen via HBV (84%), Tetanus Toxoïd bevattende vaccins (TT 58%) of Hepatitis-A virus vaccins (HAV 19%), gewoonlijk toegediend als een combinatie. Het aandeel van de vaccin-types veranderde uitgesproken met verloop van tijd: onze laatste 70 patiënten (januari 2013 tot juni 2018; 56 met complete vaccinatie-rapporten) hadden voornamelijk TT-bevattende vaccins (86%, 48/56) als laatste immunisatie of binnen de jaar vóór de bioptie gekregen, gevolgd door HBV (27%, 15/56), HAV (11%, 6/56), HPV (11%, 6/56) en meningitis-C (<1% , 1/56). TT-bevattende vaccins (voornamelijk Difterie-Tetanus-Poliomyelitis, Difterie-Tetanus-Pertussis (DTP) [perstussis = kinkhoest] & Difterie-Tetanus-Pertussis-Poliomyelitis), alleen toegediend of in combinaties met niet-TT vaccins, waren de meest recente toegediende in 64% van de gevallen. Deze gegevens geven duidelijk aan dat MMF niet specifiek is geassocieerd met het HBV-vaccin. MMF wordt zelden gedetekteerd ondanks het groot aantal geïmmuniseerde individuen maar, kort na de initiële beschrijving, werd een opvallende toename van hat aantal MMF-detekties opgetekend door alle Franse gespecialiseerde centra. De prominente detektie van MMF in Frankrijk van 1993 was waarschijnlijk te wijten aan: (1) de aanbevolen vervanging bij het begin van het decennium van de subcutane door de intramusculaire route; (2) de enorme immunisatie-campagne tegen hepatitis-B in Frankrijk (90 miljoen dosissen verkocht op tien jaar, waarvan twee derde toegediend aan volwassenen); en (3) de gebruikelijke keuze van de schouderspier voor bioptie bij volwassenen in Franbkrijk terwijl deze spier niet de voorkeur heeft in andere landen. Bv.: slechts 10% van de spier-biopten bij volwassenen werd uitgevoerd in de schouderspier in één Amerikaans centrum, waarbij MMF werd gedetekteerd in 1% daarvan. Ondanks de gebruikelijke routine keuze van een incongruente spier-site, wat de detektie van de meeste MMF-gevallen belet, kon het letsel occasioneel gedocumenteerd worden in Australië, Brazilië, Duitsland, India, Ierland, Israël, Italië, Portugal, Saudi-Arabië, Spanje, het Verenigd Koninkrijk, de V.S.A. en meerdere andere landen (persoonlijke communicatie), wat aangeeft dat MMF niet specifiek is voor Frankrijk.

5.1.2. Opruiming van het letsel in dieren-modellen

Het letsel werd experimenteel opgewekt bij ratten, apen en schapen. In fel contrast met de snelle eliminatie van oplosbaar Al intraveneus geïnjekteerd, is de intramusculaire inspuiting van Al-hydroxide geassocieerd met een veel tragere eliminatie van Al in de urine, wat 6% van de geïnjekteerde dosis vertegenwoordigt 28 dagen na injektie in konijnen.

Op basis van de gegevens van dit uniek toxicokinetisch experiment, werd de duur voor volledige verplaatsing van opgeloste Al-ionen van de injektie-plaats berekend op 5,5 maanden voor Al-hydroxide. Experimentele MMF krimpt steeds met verloop van tijd. Bij apen was MMF (geïnduceerd via DTP-vaccin) volledig verdwenen uit de geïnjekteerde spier tussen 6 en 12 maanden na immunisatie. Op dezelfde manier als bij deze dieren-modellen lijkt de overgrote meerderheid mensen binnen maanden het adjuvant uit de spier te clearen maar bij een klein aantal onder hen kan MMF nog worden geobserveerd tot > 15 jaar na vaccinatie.

Lang-bestaande MMF moet dus worden beschouwd als een biomerker voor het probleem bij zeldzame individuen om het adjuvant uit hun lichaam te krijgen. Om die reden bevelen we aan een bioptie uit te voeren om MMF vast te stellen minstens 18 maanden na de laatste immunisatie om toe te laten ongewoon langdurige persistentie van het letsel toe te beoordelen.

5.1.3. Genetisch voorbestemmende factoren

Er wordt algemeen aangenomen dat er subpopulaties mensen bestaan die gevoeliger zijn voor blootstellingen aan bepaalde chemische stoffen of deeltjes dan de gemiddelde bevolking. Individuele varbaarheid-factoren die gewoonlijk specifieke “genen x omgeving” interakties weerspiegelen, verklaren waarschijnlijk waarom slechts een klein deel van de gevaccineerden nadelige effekten ontwikkelen. De exacte basis voor een dergelijke vatbaarheid kan omvatten: (1) genetisch-bepaalde verstoring van cellulaire verdedingsmechanismen tegen de pro-oxidante effekten van Al; (2) HLA-subgroepen, zoals HLADRB1*0, die bekend staan voor het bevorderen van auto-immune responsen; (3) veroudering en/of genetische inter-individuele verschillen bij de aanmaak van het chemo-attractant MCP1/CCL2 [cytokine/chemokine; chemokine (C-C motief) ligand 2 ook monocyten-aantrekkend proteïne 1 (MCP1) genoemd] dat nodig is voor de verspreiding van immuun-cellen beladen met Al-adjuvant partikels; (4) individuele problemen om Al-adjuvant uit immuun-cellen te krijgen. De grootte van experimentele MMF-letsels bij ratten verschilt aanmerkelijk naargelang de genetische achtergrond en bij mensen bestaat treffende inter-individuele variabiliteit voor aluminium-eliminatie.

Een intracellulair mechanisme genaamd xeno/autofagie is bevorderlijk voor het oplossen en de biologische verplaatsing van geïnternaliseerde minerale partikels, alsook bij metaal-toxiciteit, en veel cruciale funkties in het immuunsysteem en centraal zenuwstelsel. Er werden beloftevol preliminaire gegevens verkregen via by DNA-screening van 34 genen die direct betrokken zijn bij de xeno-autofagie machinerie […], suggererend dat MMF genetisch bepaald onvermogen van sommige individuen om zich op een efficiënte manier te ontdoen van geïnjekteerde aluminium-adjuvanen (patent ingediend) kan weerspiegelen, wat de weg plaveit voor de ontwikkeling van genetische testen die een verhoogd risico op intolerantie gelinkt met adjuvant-retentie kunnen voorspellen.

5.2. Macrofagen-myofasciitis syndroom: post-vaccinatie M.E./CVS

5.2.1. Klinische karakterisatie

Van 1994 tot 2012 hebben we 583 volwassen patiënten met MMF gezien in het ‘Paris East University Hospital Henri Mondor’ […]. Er is geen nationaal MMF-register maar een totaal aantal 445 MMF-gevallen werd officieel bekendgemaakt […]. Uitgezonderd gegevens over cognitieve dysfunktie die specifiek werden verzameld in ons centrum maar die niet werden gecapteerd op nationaal niveau, toonden lokale en nationale bronnen gelijkaardige kenmerken van MMF-patiënten, bevestigd door series uit Portugal en de V.S. De ‘Henri Mondor hospital’ 1994-2018 MMF-database geeft de volgende karakteristieken van patiënten aan: gemiddelde leeftijd 52,5 jaar, overheersing van vrouwen (71%), gemiddeld 5 (1-12) Al-bevattende vaccin-injekties in de 10 jaar voorafgaand aan het biopt (vaccinatie-dossiers beschikbaar bij 236/350), gemiddelde Al-adjuvant persistentie-tijd 71 maanden (9-237 […]), gemiddelde tijd tussen klinische aanvang tot bioptie van 67 maanden, voornaamste symptomen myalgie/arthralgie (92%, 309/335), vermoeidheid (86%, 298/347) en cognitieve klachten (82%, 154/187). Andere symptomen omvatten hoofdpijn (49%), kortademigheid (51%), abdominale pijn (30%), oculaire symptomen (34%), borst-pijn (32%), urinaire symptomen (21%) & koorts (23%).

Patiënten kregen intramusculair een Al-bevattend vaccin toegediend vóór de spier-symptomen aanvingen. De tijd vóór de eerste symptomen varieerde substantieel: van 0 tot 72 maanden in onze initiële reeks. De mediane tijd tussen de laatste vaccinatie tot de eerste spierpijn was 11 maanden, 30% van de patiënten klaagden over myalgieën binnen 3 maanden, 31% tussen 3 en 12 maanden, 19% tussen 12 tot 24 maanden & 20% na 24 maanden. In ons centrum vertoonde één derde van de myalgische patiënten die Al-hydroxide bevattende vaccins kregen in de voorbije 10 jaar MMF in een schouderspier-biopt. De myalgie startte gewoonlijk na een inspanning van ongewone intensiteit, dikwijls in de onderste ledematen en naar boven toe vorderend, om diffuus te worden op het tijdstip van de bioptie. Een myopathisch elektromyogram en verhoogd CK [creatine-kinase; verhoogde waarden kunnen worden gezien bij individuen na extreme inspanning; verlaagd creatine-kinase werd vastgesteld bij ernstig zieke M.E.(cvs)] worden gevonden in minder dan de helft van de patiënten.

Vermoeidheid heeft gewoonlijk een grote impact op het dagelijks leven en de meeste patiënten stoppen met werken na enkele maanden. De cognitieve veranderingen bleken stereotiep bij systematisch testen: er was een impact op aandacht, werk- en visueel geheugen, en connecties tussen de hersenhelften; en deze waren niet toe te schrijven aan chronische pijn noch aan depressie.

Een standaard brein-MRI was gewoonlijk normaal maar er werden in het oog lopende funktionele neuro-beeldvorming veranderingen gevonden, inclusief: (1) focale hersen-perfusie defekten vastgesteld d.m.v. by SPECT (‘single photon emission computerized tomography’), goed gecorreleerd met wijzigingen qua aandacht/geheugen en dysconnectie tussen de hemisferen; (2) een karakteristiek patroon van cerebrale glucose-hypometabolisme vastgesteld via FDG-PET (fluorodeoxyglucose positron-emissie tomografie) waarbij de occipitale cortex, hippocampus en het cerebellum betrokken zijn, en voorspellend voor MMF-detektie na een spier-biopt.

De voornaamste symptomen van patiënten met MMF (arthromyalgie, vermoeidheid en cognitieve stoornissen) kunnen enige tijd geïsoleerd voorkomen. Een grote meerderheid van de patiënten hebben echter meerdere symptomen en voldoen in minstens 50% van de gevallen aan de internationale criteria for M.E./CVS. De aandoening voldoet ook aan de CDC-criteria voor multi-symptoom GWI.

5.2.2. Consistentie-analyse

Het is zeer onwaarschijnlijk dat het voorkomen van spier-/gewricht-pijn, chronische vermoeidheid en cognitieve veranderingen bij patiënten met lang-bestaande MMF per toeval is en een consistent syndroom vormt. Dit wordt vastgesteld door:

(1) post-immunisatie aanvang van symptomen;

(2) gelijkaardige struktuur van symptomen gezien in onafhankelijke Franse en buitenlandse MMF-series;

(3) significant verband tussen myalgie en MMF bij patiënten waarbij een schouderspier-biopt werd uitgevoerd in Franse myopathologische centra vóór de publicatie van de oorzaak van MMF;

(4) significante klinische verschillen afhankelijk van de aan-/afwezigheid van MMF bij gevaccineerden met spierpijn: in scherp contrast met niet-MMF patiënten met spierpijn, slechts een minderheid van de MMF-patiënten had fibromyalgie (ACR 1990 criteria; > 11 ‘tender-points’) (55,5 vs 16,6%, p < 0.04) en MMF-patiënten vertoonden veel meer betrokkenheid van het centraal zenuwstelsel, […] (p < 0.01). Deze gegevens geven aan dat MMF en niet-MMF patiënten meer verschillen dan enkel via de simpele detektie van MMF;

(5) significant verband tussen chronische vermoeidheid en MMF in een ‘case-control’ studie bevolen door het Frans medicijnen-agentschap: vermoeidheid was “frequenter en ernstiger bij patiënten met MMF dan zonder MMF”; wat in scherp contrast staat met ziekte-controles, MMF-patiënten hadden opvallend weinig medische antecedenten, wat er verder op duidt dat de gevallen meer van controles verschillen dan louter de detektie van MMF;

(6) zeer consistente funktionele neuro-beeldvorming veranderingen (SPECT & FDG-PET) bij MMF-patiënten, niet toe te schrijven aan chronische pijn of depressie, aangevend dat MMF wordt gedetekteerd in een homogene subset patiënten met stereotype aandoening;

(7) perfekte overéénkomst van het MMF-syndroom met het GWI multi-symptoom complex dat uniek geassocieerd bleek met blootstelling aan vaccins bij militair personeel dat niet werd ingezet in de Perzische Golf.

Samengevat: MMF wordt typische gedetekteerd bij volwassen patiënten met een homogene subset post-vaccinale M.E./CVS.

6. M.E./CVS en verwante aandoeningen na toediening van HPV-vaccins

6.1. Huidige discussies

In afwezigheid van een schouderspier-biopt dat zou kunnen bepalen of lang-bestaande MMF aanwezig was of niet, heeft een aantal artikels melding gemaakt van combinaties van myalgie, arthralgie, chronische vermoeidheid, cognitieve dysfunktie, niet-verfrissende slaap en neurovegetatieve [met betrekking tot het autonome zenuwstelsel] veranderingen (die voldoen aan de internationale criteria voor M.E./CVS, fibromyalgie, POTS, CRPS of worden beschreven als somatoforme manifestaties) die geassocieerd zijn met de toediening van meerdere injekties van Al-adjuvant bevattende vaccins in Australië, Canada, Denemarken, Italië, Israël, Japan, Mexico en de V.S. Of dergelijke associaties een mogelijk causaal verband kunnen vaststellen heeft geleid tot voortdurende controverse.

Er dook voor de eerste controverse op na de HBV-vaccin campagne, parallel met M.E./CVS [zie Agmon-Levin N & Shoenfeld Y. hierboven] en Multipele Sclerose (M.S.), die occasioneel samen voorkomen na immunisatie. De meeste epidemiologische studies konden de weergaloze stijging qua post-HBV immunisatie M.S.-claims niet substantiëren maar deze korte-termijn studies hielden geen rekening met de ‘t’-factor – er werd gewezen op de mogelijkheid voor een vertraagde start van klinische symptomen na HBV-immunisatie: in een unieke ‘case-control’ studie uitgevoerd op lange-termijn bij de Britse bevolking werd een verhoogd risico op M.S. gevonden […] in de 3 jaar na HBV-vaccinatie. Interessant: er was geen verhoogd risico tijdens het eerste jaar […], zoals gerapporteerd in eerdere korte-termijn studies, maar het verhoogd risico op het ontwikkelen van M.S. kwam naar boven op 2 en 3 jaar na immunisatie […]. Dit resultaat is in overéénstemming met de gemelde toename van de incidentie van M.S. in Frankrijk na de HBV-immunisatie campagne.

Daarna steeg de controverse ten top door de discussie omtrent de veiligheid van HPV-vaccins. Zoals het HBV-vaccin geassocieerd bleek met een disproportioneel hoge mate van signalisering van AEFIs vergeleken met andere vaccins (bv. 5-voud voor M.S.), waren HPV-vaccin programma’s in verschillende delen van de wereld geassocieerd met een 10 maal hogere incidentie van gesignaliseerde AEFIs vergeleken met andere vaccins. Post-HPV vaccinatie AEFIs hadden betrekking op ca. 1 per 1000 inoculaties in Spanje en 1 per 1000 gevaccineerden in Canada. HPV-vaccin waarborgen werden echter gesteund door internationale gezondheid-agentschappen (EMA, WHO) en later de ‘Cochrane collaboration’.

Niettemin werd kritiek geleverd, wijzend op belangen-conflicten van de industrie en de openbaring van talrijke methodologische gebreken bij HPV-vaccin veiligheid-studies zelf en de systematische reviews die een basis geven aan institutionele geruststellende claims.

6.2. Beperkingen van epidemiologische studies aangaande M.E./CVS bij ontvangers van HPV-vaccinatie

Voor het huidig overzicht onderzochten we in detail twee studies die er op wezen dat er geen bewijs is dat het voorkomen van M.E./CVS bij HPV-gevaccineerde meisjes anders is dan verwacht voor dezelfde leeftijd-groepen [Donegan K et al. Bivalent human papillomavirus vaccine and the risk of fatigue syndromes in girls in the UK. Vaccine. (2013) 31: 4961-7 /// Feiring B et al. HPV vaccination and risk of Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: A nationwide register-based study from Norway. Vaccine. (2017) 35: 4203-12].

Donegan et al. [hierboven] analyseerde het voorkomen van M.E./CVS bij Britse meisjes die werden geïmmuniseerd met het bivalent HPV-vaccin (Cervarix®) dat Al-hydroxide gemengd met 3-O-desacyl-4’-monofosforyl lipide-A bevat. In het eerste deel van hun studie, t.t.z. “geobserveerd vs. verwacht analyse”, overwogen de auteurs dat onder-rapportering kan variëren van 0% tot 90%. De onder-rapportering van nadelige reakties op medicijnen ligt echter hoger (mediaan 94% gevonden bij 37 studies in een systematisch overzicht, inclusief een maximum van 98% in het V.K.); gelijkaardige onder-rapportering geldt ook voor vaccins. Bovendien was de hoogste (90%) onder-rapportering hypothese getest door Donegan et al. geassocieerd met een opvallend boven-de-drempel signaal voor M.E./CVS bij Cervarix®-recipiënten. De auteurs weerhielden dit resultaat niet en verkozen om te focussen op lagere (< 75%) niveaus van onder-rapportering die niet gepaard gingen met een verhoogd signaal. Dit is een zeer betwistbare keuze gezien het gedocumenteerd falen aangaande de beoordeling van M.E./CVS-symptomen bij HPV-gevaccineerden, vaccin-schade en M.E./CVS zijn nl. concepten waartegenover het medisch establishment over het algemeen vijandig blijft.

In het tweede deel van hun studie, t.t.z. “reeks zelf-gecontroleerde gevallen”, schatten de auteurs het risico voor M.E./CVS in het jaar na de eerste Cervarix®-injektie (de eerste van drie gegeven over 6 maanden) en schonken geen aandacht aan andere Al-bevattende vaccins. De gerapporteerde tijd tot de nadelige effekten na de eerste HPV-vaccin dosis varieerde echter van 1 dag tot 51 maanden (gemiddeld 10,7 ± 11,6 maanden) bij een reeks van 72 Japanese meisjes en van 1 dag tot 43 maanden (gemiddeld 14,0 ± 11,6 maanden) bij een andere reeks van 35 meisjes. Op dezelfde manier was de mediane tijd tot de aanvang van de eerste symptomen “11 tot 12 maanden na de laatste Al-hydroxide bevattende vaccin-toediening” bij onze M.E./CVS-patiënten, wat het waarschijnlijk maakt dat een substantieel aantal M.E./CVS-patiënten mogelijks gelinkt is met een gemiste Al-hydroxide bevattende Cervarix®-injektie in de studie door Donegan et al., zelfs wanneer het risico-venster werd uitgebreid tot 18 maanden (d.i. ongeveer 12 maanden na de laatste inspuiting, een periode waarna bijna 40 % van onze MMF-patiënten hun eerste symptomen ontwikkelden). Tenslotte geloofden de auteurs dat er “geen reden” was “om te denken dat meisjes met vermoeidheid-syndroom minder waarschijnlijk HPV-vaccinatie zouden moeten krijgen”, wat een ‘healthy vaccinnee bias’ uitsluit. Dit getuigt niet van een goede praktijk op het gebied van vaccin-veiligheid wetenschap. Het is goed vastgesteld dat onderliggende aandoeningen die voorbestemmen tot medische uitkomsten waarvan wordt gedacht dat het nadelige effekten van vaccins zijn, gelinkt blijken met een lagere vaccin-opname. Bv.: de opname van HPV-vaccin daalde van 82,3% naar 39,4% wanneer Noorse meisjes de diagnose van M.E./CVS kregen voorafgaandelijk aan immunisatie [zie Feiring et al. hierboven]. Dit is een belangrijke bias [vooringenomenheid/bevooroordeling], benadrukt door experten van het ‘Japan Institute of Pharmaco-vigilance’ en van de CDC die stelden dat “studies onvoldoende voor ‘healthy vaccinnee bias’ controleren zodat er een tendens is tot onderschatting van de reëele risico’s geassocieerd met vaccinatie”. [Het feit dat gezonde mensen er meer voor kiezen te worden gevaccineerd dan mensen met chronische ziekten (die vaccinatie-risicos willen vermijden) en het feit dat mensen die voor vaccinatie kiezen, neigen naar een beter dieet, meer bewegen of regelmatiger medische testen; geven aanleiding tot ‘healthy user bias’ (HUB) of ‘healthy user effect’ in vaccin-studies.]

Feiring et al. [zie hierboven] bestudeerden het quadrivalent HPV-vaccin (Gardasil®) waaraan amorf Al-hydroxy-fosfaat-sulfaat is toegevoegd […] dat significant verschilt van Al-hydroxide. De studie vond dat mensen die meer risico lopen op het ontwikkelen van M.E./CVS de neiging hadden het vaccin te vermijden. Ondanks deze ‘healthy vaccinee bias’, bleven de auteurs betrouwen op hun bevinding dat er geen toename van M.E./CVS zou zijn bij gevaccineerde vs niet-gevaccineerde meisjes (na aanpassing voor leeftijd), omdat er geen hogere toename van M.E./CVS was bij meisjes dan bij jongens, terwijl enkel meisjes het HPV-vaccin hadden gekregen. Inderdaad: er werd een gelijkaardig verhoogd aantal M.E./CVS gevonden bij meisjes en jongens tijdens de studie-jaren; wat onverklaard bleef. De mogelijke betrokkenheid van andere vaccins toegediend aan beide geslachten bij deze toename werd klaarblijkelijk niet geëvalueerd. Een ander punt van kritiek ligt in de uitdaging omtrent het onderscheiden van co-morbide aandoeningen van M.E./CVS. Gerapporteerde nadelige effekten aangaande Gardasil® waren gefragmenteerd in meerdere sub-categorieën zoals POTS, CRPS, somatoform syndroom, dysautonoom syndroom, M.E./CVS, fibromyalgie, HPV-vaccin syndroom en HPV-vaccinatie geassocieerd neuro-immunopathisch syndroom (HANS). Het kan daarom misleidend zijn idiopathische M.E./CVS te vergelijken met het HPV-vaccin syndroom, aangezien de symptomen slechts gedeeltelijk co-morbide zijn met M.E./CVS. De verscheidenheid en inaccurate benoemingen van nadelige gebeurtenissen van HPV-vaccins wordt beschouwd als een belangrijk obstakel bij de rapportering.

Op te merken: MMF-syndroom – dat wordt veroorzaakt door een adjuvant dat substantieel verschilt van Al-hydroxy-fosfaat-sulfaat (AAHS) – is veel minder polymorf dan het HPV-vaccin syndroom. POTS en CRPS worden bijna nooit gedocumenteerd in de setting van MMF. In de setting van HPV-vaccinatie, werd de traditionele observationele epidemiologische benadering ingewikkeld door het ontbreken van een definitie voor de multipele symptomen die het signaal vormen, wat nieuwe epidemiologische benaderingen zeer wenselijk maakt.

Bijvoorbeeld: het ‘Uppsala Monitoring Centre’ ontwikkelde een nieuwe, door gegevens gestuurde cluster-analyse van HPV-vaccin rapporten in Vigibase®, de internationale database van de WHO, die natuurlijke groeperingen identificeerde op basis van termen die worden gebruikt om AEFI te melden. De analyse onthulde clusters van ernstige AEFI die frequenter worden gemeld in HPV-vaccin rapporten vergeleken met non-HPV vaccin rapporten bij hetzelfde geslacht en leeftijd. Ze omvatten hoofdpijn, duizeligheid, vermoeidheid en syncope die soms diagnostische labels als POTS, CRPS en M.E./CVS bevatten maar waarvan dikwijls expliciete diagnoses ontbraken; wat wijst op uitgesproken onderschatting van het signaal bij traditionele ‘post-marketing’ veiligheid-evaluatie.

In Japan analyseerde men de tijdsverdeling van de AEFI op bevolkingsniveau, en toonde dat de piek van aanvang van post-vaccinatie syndroom de piek-periode van HPV-vaccinatie volgde en er geen nieuwe gevallen werden gezien na 14 maanden terugtrekking van de regeringsaanbeveling voor HPV-vaccinatie.

Een andere benadering was gebaseerd op zorgvuldige analyse van of HPV-vaccin gerandomiseerde proeven door Spaanse onderzoekers: naast meerdere verontrustende resultaten, wezen die op het verbijsterend feit dat pre-licentie gerandomiseerde proeven bijna altijd vergeleken worden met Al-adjuvants ontvangende groepen – niet met inerte placebo’s. De enige dubbel-blinde test aangaande quadrivalent HPV-vaccin die inerte zout-oplossing als placebo gebruikte, toonde 0,4% (5/1.165) ‘serious adverse events’ bij HPV-gevaccineerde individuen t.o.v. geen enkel (0/584) voor de groep met inerte placebo. Geen enkele van deze effekten werd als vaccin-gerelateerd beschouwd, maar een potentiële rol van Al-adjuvanten werd verder gesuggereerd door de grootste Gardasil® proef waarbij het krijgen van het 9-valent vaccin met 500 µg Al-adjuvant AAHS geassocieerd was met significant meer lokale en systemische effekten, vergeleken met het 4-valent vaccin dat slechts 225 µg AAHS bevat. Een dergelijk veiligheid-onevenwicht tussen de twee Gardasil® vaccins – suggestief voor een dosis-effekt – werd recent bevestigd door een FDA-rapport dat meer injektie-plaats reakties, Multipele Sclerose en spontane abortus met het 9-valent [tegen 9 HPV-types] Gardasil® vaccin toont.

7. Inzichten door experimentele studies

Naast beperkingen van epidemiologische benaderingen is het onvoldoende begrijpen van de biologische mechanismen die aan de basis liggen van ‘vaccine adverse effects’ een belangrijke factor die de beoordeling van causaliteit hindert. Dit zette het ‘Institute of Medicine’ aan te verklaren dat “de waarde van de dialoog tussen epidemiologische en mechanistische benaderingen kan worden overschat. Deze conversaties tussen verschillende types research kan moeilijk zijn, maar de resultaten zijn het waard.”.

Inderdaad: de geschiedenis van vaccins heeft grotendeels op een empirische basis voortgebouwd tijdens de laatste eeuw. Dit was specifiek het geval voor de Al-adjuvanten die voor het eerst werden geïntroduceerd in vaccins in 1926 maar in zeer geringe mate aan de algemene bevolking toegediend bleven tot 1985, wanneer ze massaal werden geïnjekteerd samen met de introductie van Al-bevattend DTP, HiB [Haemophilus influenzae type-b meningitis], HBV, HAV, pneumoccocus, meningoccocus, HPV en andere vaccins. Dit werd gedaan zonder duidelijke kennis omtrent het lot van het geïnjekteerd Al-adjuvant en, sindsdien, werd zeer weinig inspanning gedaan om de kwestie te verduidelijken. Daarom werden de klassieke hypotheses omtrent het lot van geïnjekteerd Al-adjuvant in ons lab getest in muis-modellen.

7.1. Oud dogma onderste-boven gezet

Er werd geloofd dat eens in het weefsel geïnjekteerd, Al-adjuvanten en de vaccin-antigenen adsorbeerden op hun oppervlak om een extracellulair depot te vormen op de plaats van de inspuiting; er werd gedacht dat daarna progressieve solubilisatie van de adjuvant-partikels plaatsvond, gemedieerd door Al-chelerende zuren [chelatie = chemische complexvorming] aanwezig in het interstitieel vocht, wat een graduele desorptie van het vaccin-antigen en het geobserveerd adjuvant-effekt veroorzaakte. In het kader van dit vooroordeel werd geclaimd dat de onschadelijkheid van Al-adjuvant kon worden afgeleid via de kleine hoeveelheid geïnjekteerd Al en z’n snelle eliminatie in de urine. Geen enkele van deze dogmatische hypotheses bleek correct na experimentele testen in ons lab.

We toonden eerst dat, in tegenstelling to wat eerder werd geloofd, dat in de spier ingespoten Al-hydroxide partikels niet worden gesolubiliseerd in het interstitieel vocht en Al uit het vaccin wordt niet snel geëlimineerd in de urine: in plaats daarvan wordt deze bijna onoplosbare stof snel gevangen door cellen van de monocyten-/macrofagen-familie en blijft na injektie in dieren bestaan binnen deze cellen; tot meer dan 15 jaar bij sommige mensen met MMF. Zoals hierboven en (zie 5.1.2.) hieronder (zie 7.2.2.) vermeld, zijn de resultaten van de enige experimentele studie aangaande de toxicokinetiek van Al-adjuvanten incompatibel met vlugge biodispositie en eliminatie via de nieren van vaccin-Al. Daarnaast zijn de theoretische modellen gebaseerd op Flarend’s vooroordelen en korte-termijn resultaten gebrekkig. Bijvoorbeeld: er werd een model voorgesteld om het risico van Al-vaccins bij kinderen te bepalen, door te refereren naar een oraal minimaal risico-niveau (MRL), geëxtrapoleerd uit dier-studies. Ze bekeken enkel gesolubiliseerd Al, met foutieve berekeningen van de absorptie-duur. Systemische Al-partikel diffusie en neuro-inflammatoire effekten werden weggelaten. De MRL die ze gebruikten was ongeschikt (oraal Al-lactaat vs. geïnjekteerd Al-adjuvant) en te hoog op basis van dieren-studies die aangeven dat MRL minstens 7 maal lager moet zijn. Samengevat: systematische analyse van de beschikbare referentie-studies onthulde een compleet falen van hun geruststellende claims en het verplicht maken van nieuwe experimentele studies van Al-adjuvant toxicokinetiek uitgevoerd op lange-termijn en bij een voldoend aantal dieren, onder auspiciën van gezondheid-agentschappen.

We tonen ook dat, in tegenstelling tot de klassieke depot-vorming hypothese, Al-partikels niet volledig gelokaliseerd blijven in het weefsel bij muizen maar in plaats daarvan kunnen uitzaaien in immuun-cellen naar de regionale lymfeknopen, en dan naar meer afgelegen plaatsen en het brein, waar ze zolang persisteren als in de geïnjekteerde spier. De afgelegen organen die collecties van met Al-partikel beladen cellen vertonen, omvatten de regionale lymfeknopen, milt en lever, en de hersenen waar ze binnendringen gebruikmakend van een CCL2-afhankelijk Trojaans-paard mechanisme en van waaruit ze niet recirculeren. Overéénkomstig onze studies, werd getoond dat verwijdering van de vaccin injektie-plaats binnen de 2 uur na toediening geen merkbaar effekt heeft op de immunologische respons bij ratten, wat aangeeft dat het adjuvant z’n effekt uitoefent weg van de injektie-plaats, wat de depot-vorming theorie invalideert. Dit is een belangrijk punt aangezien er een delicaat evenwicht blijkt te zijn tussen de doeltreffendheid van Al-adjuvanten en hun potentiële toxiciteit, en deze zouden één en hetzelfde effekt kunnen zijn. De potentiële toxiciteit van Al-adjuvanten hangt vanzelfsprekend af van het feit of het bio-aktief nano-materiaal gelokaliseerd blijft op de injektie-plaatsen of zich eerder verspreidt en accumuleert in afgelegen organen en weefsels. Het laatste blijkt plaats te vinden aangezien de systemische diffusie van Al-adjuvanten, gerapporteerd bij muizen, ook werd gedocumenteerd bij schapen die Al-geïnduceerde granulomas ontwikkelden die blijven bestaan op injektie-plaatsen geassocieerd met gelijkaardige grote macrofagen-infiltraten met verhoogde Al-waarden in de drainerende lymfeknopen.

We toonden tenslotte dat, in tegenstelling met wat eerder werd geloofd over het feit dat de onschadelijkheid van Al-adjuvants kan worden afgeleid van de lage hoeveelheden Al3+ geïnjekteerd met vaccins (“de dosis maakt het gif” paradigma), dat neurotoxische effekten van Al-hydroxide partikels (Alhydrogel®) op een niet-lineaire manier qua dosis-respons reageren met selektieve toxiciteit van de laagste geteste dosis. Vergeleken met hoge concentraties, die geassocieerd waren met spontane vorming van grote partikel-aggregaten en verrassend genoeg geen toxiciteit gaven, veroorzaakten de laagste Al-hydrogel® concentratie selektief cerebrale Al-accumulatie, microgliale aktivatie en lange-termijn neurotoxiciteit bij muizen. Interessant is dat de toxisch lage concentratie kleine agglomeraten vormde ‘met de grote van bakterieën’, die wellicht makkelijker te vangen waren en te transporteren naar afgelegen plaatsen. Het is daarom waarschijnlijk dat de toxiciteit van partikel-adjuvanten opgenomen door immuun-cellen gehoorzaamt aan de specifieke regels van ‘small-particle’ toxicologie eerder dan een simplistische dosis-respons relatie.

Samengevat: onze experimentele resultaten suggereren dat het vasthouden en de lange-termijn bio-persistentie van Al-hydroxide in fagocyterende cellen een eerste vereiste is voor de neuromigratie en neurotoxiciteit in muizen.

7.2. Vergelijken van de toxicologie van verschillende vormen van Al en verschillende types blootstelling is niet correct

Er wordt dikwijls gesteld dat de inname van oraal hoger is dan de hoeveelheid geïnjekteerd Al bij vaccinatie en dat het daarom geen schade kan veroorzaken. Deze oppervlakkige verklaring negeert de uitgesproken verschillen van het lot van Al in de twee situaties.

7.2.1. Oraal Al (initiële waarde 100%): in het geval van een gezonde intestinale barrière, wordt 99,7% van het oraal Al geëelimineerd via de faeces en slechts 0,3% gaat door de barrière, onder atomische vorm, en wordt gebonden door bloed-transporters zoals transferrine, albumine en citraat. Dan wordt > 0,2 % snel geëlimineerd via de urine en de resterende < 0,1% wordt verdeeld over gans het lichaam. Op te merken valt dat lichaamsruimten 41% van de cellen (35 triljoen cellen) beslaat en 59% van de extracellulaire ruimten. Preferentiële Al-verwijdering gebeurt in de extracellulaire matrix van beenderen maar andere organen kunnen ook afzettingen vertonen, voornamelijk extracellulaire. Intoxicatie kan voorkomen op lange-termijn bijzonderlijk in geval van de combinatie van hoge inname bij gewijzigde intestinale barrière en/of nier-insufficiëntie.

7.2.2. Geïnjekteerd Al-hydroxide (initiële waarde 100%): in tegenstelling tot oraal Al, gaat 100% van het initieel adjuvant door de natuurlijke barrière via de naald en bereikt het intern milieu. Het Al is in een slecht-oplosbare partikel-vorm. Niet meer dan 6% van het geïnjekteerd Al wordt snel geëlimineerd via de urine, de resterende 94% wordt gretig gevangen door macrofagen en naar afgelegen organen getransporteerd waar Al-partikels voornamelijk intracellulair blijven. Dus, in tegenstelling tot oraal Al, diffundeert zeer weinig van het ingespoten Al naar de extracellulaire ruimten, het overgrote deel wordt selektief en erg geconcentreerd in een kleine fraktie van de fagocyterende cellen (één van de 200 cel-types van het lichaam, die ca. 3% van het lichaamsgewicht vertegenwoordigen. Deze incorporatie in fagocyterende cellen beperkt de extracellulaire solubilisatie van de partikels en induceert lang-termijn overleving in de cellen. De zeer trage solubilisatie van Al-adjuvant partikels, bijzonderlijk Al-hydroxide, maakt dat de bepaling van Al bloed-waarden bijna nutteloos om Al-adjuvant toxiciteit te bepalen. Wanneer een enkelvoudige dosis adjuvant corresponderend met 0,85 mg Al intramusculair wordt toegediend aan volwassenen, wordt een toename van de Al-concentratie in het plasma van 0,8% verwacht, wat gemaskeerd wordt door de Al-achtergrond als een adjuvant gelabeld met het isotoop 26Al wordt gebruikt. Om dezelfde reden is de spontane cumulatieve urinaire excretie van Al in de urine een paar dagen na de injektie van Al-hydroxide quasi vlak. Dus: Al-adjuvanten veroorzaken gewoonlijk geen massieve intoxicatie door oplosbaar Al zoals eerder werd gedocumenteerd bij patiënten met nier-falen gedialyseerd met Al-bevattend water. In plaats daarvan concentreren de Al-adjuvant partikels zich exclusief in immuun-cellen, een zeer klein deel van het menselijk lichaam, waar ze chronisch hun immunostimulerende adjuvant effekten uitoefenen, tot hun eventuele verwijdering. Als men schat dat de diffusie-ruimte van een lokaal geïnjekteerd adjuvant nauwelijks 1% van de lichaamsruimte overschrijdt vóór solubilisatie van het artikel, dan zou een ruwe berekening aangeven dat een orale dosis Al ca. 1 miljoen hoger moet zijn dan de vaccin-dosis om hetzelfde niveau Al te induceren in fagocyterende antigen-presenterende cellen.

Gespecialiseerde toxicologen zijn er zich nu van bewust dat het vergelijken van de toxicologische eigenschappen van verschillende vormen van Al (oplosbaar vs partikels) toegediend op verschillende manieren (oraal vs intramusculair) incorrect is en, daarom, ontoelaatbaar. Dit vormt een andere reden om “de dosis maakt het gif” regel af te wijzen, om de toxiciteit van Al-hydroxide adjuvant partikels te adresseren.

7.3. Van Al-toxiciteit naar chronische immuun-stimulatie

Meerdere experimentele studies uit de literatuur hebben de potentiële neurotoxiciteit van Al-adjuvanten gedocumenteerd. In een studie induceerde Al-hydrogel® adjuvant, subcutaan geïnjekteerd in muizen aan dosissen die relevant zijn voor de dosis die Amerikaanse GWI-veteranen kregen, motorische gebreken en cognitieve veranderingen geassocieerd met motor-neuron sterfte en een significante stijging van reaktieve astrocyten die duiden op een inflammatoir proces. Daarna werd toxiciteit voor het volwassen of zich ontwikkelend muizen-brein door Al-adjuvant of totale Al-bevattende vaccins gerapporteerd in Canada, Israël en Frankrijk. Op te merken valt dat kleine dieren-studies die toxische effekten tonen van Al-adjuvanten dikwijls als irrelevant worden beschouwd voor de menselijke situatie maar dit is niet het geval voor modellen met grote dieren. Daarom dient te worden benadrukt dat Spaanse dierenartsen hebben gerapporteerd dat multipele Al-bevattende vaccin-toedieningen bij schapen een bifasische neurologische ziekte (inclusief initiële meningo-encefalomyelitis met gedragsmatige veranderingen gevolgd door progressieve spinale neurodegeneratieve wijzigingen) kunnen induceren, wat een onschatbaar model voor het begrijpen van menselijk ASIA biedt. Bovendien bleken meerdere injekties van het adjuvant alleen (Al-hydroxide) – t.o.v. en zoutoplossing als placebo – voldoende om diffusie van Al en granulomas naar de drainerende lymfeknopen te induceren, en de gedrag-veranderingen die worden gezien bij schapen ASIA (inclusief rusteloosheid, aggressie, stereotyp gedrag, isolering van de groep en lethargische toestanden). Injekties met totaal Al-vaccin resulteerde in nog meer uitgesproken effekten dan Al-adjuvant alleen, op lokaal, regionaal en systemisch niveau. Zowel de groepen met het Al-adjuvant alleen als met het totaal vaccin vertoonden merkers voor biologische ziekte, zoals hoge waarden circulerend cortisol, het stress-hormoon, tijdens de winter.

De pathofysiologie van M.E./CVS blijft nog niet goed begrepen maar de klassieke hypothese dat M.E./CVS-patiënten lijden aan een ongeschikte opruiming van pathogenen of toxische stoffen gepaard met immuun-stimulerende effekten [Rosenblum H et al. The common immunogenic etiology of Chronic Fatigue Syndrome: from infections to vaccines via adjuvants to the ASIA syndrome. Infect Dis Clin North Am (2011) 25: 851-63] die leidt tot “langdurige immuun-stimulatie die niet kan worden stopgezet” en gebeurlijke ‘burn-out’ van het immuunsysteem; goed passend bij het bewijsmateriaal dat M.E./CVS-patiënten worden overspoeld met cytokinen tot rond het derde jaar, het tijdstip waarop het immuunsysteem uitgeput raakt en de cytokine-waarden dalen [Hornig M et al. Distinct plasma immune signatures in ME/CFS are present early in the course of illness. Sci Adv. (2015) 1: e1400121]. Consistent met patiënten met langdurige M.E./CVS bestudeerd door Hornig et al., vertonen MMF-patiënten typisch immuunsysteem ‘burn-out’ – vastgesteld door significante daling van bepaalde cytokinen in het bloed, met uitzondering van monocyten-chemoattractant CCL2 dat selektief gestegen is.

Er werd aangetoond dat, zelfs bij afwezigheid van initiële inflammatie van het centraal zenuwstelsel, de hersen-microglia op perifere inflammatie reageren door het verhogen van hun aanmaak van MCP-1/CCL2 dat circulerende CCR2 tot expressie brengende monocyten aantrekt. Deze monocyten-influx stuurt met perifere inflammatoire toestanden geassocieerd ziekte-gedrag (vermoeidheid, stemming-aandoeningen, cognitieve dysfunktie en slaap-stoornissen). In de setting van immunisatie wordt MCP1/CCL2 expressie ge-upreguleerd door Al-hydroxide, die waarschijnlijk de respons op vaccinatie stuurt naar T helper 2 immuun-responsen en bevoordeelt de incorporatie van met Al-adjuvant beladen cellen naar de hersenen. Al-hydroxide partikels wekken inflammatie op door het aktiveren van het zogenaamde NALP3-inflammasoom en deze aktivatie medieert vermoeidheid-achtig gedrag bij muizen via neuro-inflammatie. Het hoofd-kenmerk van deze aktivatie is de afgifte van IL-1β, wat (in onze muis-experimenten) werd gedetekteerd bij zowel immuun-cellen en neuronen van de hersenen die beladen zijn met Al-hydroxide partikels. Op dezelfde manier komen chronische pijn syndromen voort uit de hypersensitisatie in de dorsale hoorn van het ruggemerg, en microglia geaktiveerd door een perifeer toegediend adjuvant zoals ‘Freund’s complete adjuvant’ [stimuleert de cel-gemedieerde immuniteit] bleek hyper-sensitisatie te initiëren via de afgifte van IL-1β en andere inflammatoire cytokinen. Dus: Al-adjuvanten die het centraal zenuwstelsel binnenkomen, kunnen de aktivatie van microgliale cellen versterken, getriggerd door perifere inflammatie dat vermoeidheid en pijn opwekt. Het immuunsysteem speelt ook een cruciale rol bij het moduleren van leren en geheugen, en synaptische plasticiteit in de hippocampus is bijzonder sensitief voor neuro-inflammatie. Er werd consistent aangetoond dat neonatale toediening van Al-hydroxide bevattend HBV-vaccin een T helper 2 (Th2) immuun-respons induceert in de periferie, met verhoging van IL-1ß, IL-6 en TNF-α in de hippocampus, en synaptische plasticiteit in de hippocampus hinderen, terwijl neonatale Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccinatie [tegen tuberculose] tegengestelde effekten induceert. Van belang: Al-hydroxide en Al-fosfaat zijn sterke Th2-adjuvanten die waarschijnlijk in synergie kunnen werken met gekende factoren van een Th1 naar Th2 verschuiving van de adaptieve T-cel responsen, inclusief mentale stress, overmatige sympathische stimulatie, te veel glucocorticoïden, hoge waarden vrouwelijke hormonen, immuun-suppressie, chronische infektie of overweldigende mikrobiële belasting. Langdurige Th2-shift werd lang verondersteld aan de basis te liggen van de klinische manifestaties van GWI en er werd consistent immuun-aktivatie met een Th2-shift gedocumenteerd in het cerebrospinaal vocht van M.E./CVS-patiënten [Hornig M et al. Cytokine network analysis of cerebrospinal fluid in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Mol Psychiatry. (2016) 21: 261-9].

7.4. Toekomstige richtingen die onderzoek verdienen: aangeboren immuun-geheugen en microbioom

7.4.1. Aangeboren immuun geheugen. Bij bijna alle MMF-patiënten manifesteert zich M.E./CVS na multipele immunisaties. De impact van multipele vaccinaties op het immuunsysteem werd zelden onderzocht maar vertegenwoordigt een kritieke kwestie. Er wordt steeds meer aandacht geschonken aan ‘memory’-achtige karkteristieken van aangeboren immuuncellen, inclusief perifere monocyten/macrofagen en hersen-microglia, genaamd getrainde aangeboren immuniteit. [Immuunresponsen worden onderverdeeld in aangeboren en adaptieve. Er werd gedacht dat enkel de laatste aanleiding geven tot immunologisch geheugen. Later werden ook ‘memory’ eigenschappen van de aangeboren immuniteit beschreven. Daarvoor werd de term ‘trained immunity’ bedacht.] Er werd lang geloofd dat, in tegenstelling tot cellen van het adaptief immuunsysteem, monocyten en macrofagen geen immunologisch ‘geheugen’ hebben, en identiek naïef reageren elke keer dat ze worden gestimuleerd. Studies hebben aangetoond dat het aangeboren immuunsysteem zich eigenlijk kan aanpassen aan een langdurig geaktiveerd fenotype door eerdere ontmoetingen met verscheidene mikrobiële of vaccin-stimuli. Na infektie of vaccinatie kunnen monocyten/macrofagen dus funktioneel geherprogrammeerd worden zodat ze een versterkte respons tegen ongerelateerde infekties vertonen. Bijvoorbeeld (zoals hierboven beschreven): BCG-vaccinatie voorkomt tuberculose maar induceert ook niet-specifieke voordelige effekten tegen bepaalde vormen van maligniteit en ongerelateerde pathogenen, en autofagie speelt een sleutel-rol bij deze niet-specifieke effekten. Naast de voordelige effekten van ‘trained innate memory’ kunnen echter evenzeer schadelijke effekten optreden via daaropvolgende immune stimuli die microgliale ‘priming’ veroorzaken, wat neurodegeneratie begunstigt, of via de inductie of het onderhouden van auto-immune en auto-inflammatoire ziekten in geval van opgepaste aktivatie of individuele vatbaarheid. Naar ons weten werd deze kwestie nog niet onderzocht bij M.E./CVS en ASIA.

7.4.2. Microbioom-dysbiose. Immuun-suppressie die typische geassocieerd is met langdurige M.E./CVS, zoals bevestigd is bij MMF-patiënten (zie 7.3.), maakt het mogelijk dat opportunistische ontwikkeling van nog niet geïdentificeerde pathogenen of, meer waarschijnlijk, microbioom-ontregeling kan bijdragen tot M.E./CVS of dit bestendigen. Zoals gesteld in 5.1.3., weerspiegelt lang-bestaande MMF een beperking van de cellen om zich te ontdoen van partikels door de auto/xenofagie machinerie. Individuele beperking van auto/xenofagie verwerking, verbonden met genetische eigenschappen of met veroudering, kan ‘clearance’ van adjuvant-partikels door macrofagen en de inflammatoire respons belemmeren maar het kan op een gelijkaardige manier de ‘clearance’ en immuun-respons op intracellulaire microben beïnvloeden, zoals eerder gedocumenteerd in intestinale epitheliale cellen van patiënten met de ziekte van Crohn en andere IBDs gelinkt met microbioom-dysbiose. In overéénstemming met deze visie lijden MMF-patiënten dikwijls onder abdominale ongemakken en IBD, en hun algemene symptomen kunnen occasioneel verbeteren na antibiotica-therapie. Zowel toediening van L-carnitine als dieet-maatregelen met inname van probiotica lijken van nut te zijn in veel gevallen. Het feit dat klinische symptomen typisch voorkomen na immunisatie bij mensen en schapen, suggereert dat vaccins en hun adjuvanten, gelijkaardig met de verschillende pathogenen die eerder betrokken bleken bij de oorzaak van M.E./CVS, zouden kunnen interageren met verscheidene stressoren om opéénvolgende gebeurtenissen te triggeren die immunologische, metabole, neuro-endocriene en neuro-vegetatieve funkties compromitteren en het lichaam in de richting van een ziekte-toestand duwen (zie figuur hieronder). Mogelijke implicatie van microbioom-dysbiose bij deze gebeurtenissen wordt gesuggereerd door epifaryngitis [ontsteking van de epifarynx, deel van de neus/keel-holte] gedocumenteerd bij Japanese meisjes met door HPV-vaccin geïnduceerde M.E./CVS en door epidemiologisch bewijs dat Franse meisjes die werden geïmmuniseerd tegen HPV een klein maar significant risico op het ontwikkelen van IBD hebben. Merk op: Aluminium per se en mentale stress zijn gevestigde factoren van chronische intestinale inflammatie. Bovendien werd duidelijk getoond bij muizen dat bepaalde microbioom-stammen belangrijke leveranciers zijn van natuurlijke adjuvanten die nodig zijn om een immuun-respons tegen influenza-vaccin op te wekken. Daarom is het niet uitgesloten dat persistente microbioom-soorten de immunologische wijzigingen die werden gerapporteerd bij M.E./CVS-patiënten kunnen induceren [Proal A & Marshall T. Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome in the era of the human microbiome: persistent pathogens drive chronic symptoms by interfering with host metabolism, gene expression and immunity. Front Pediatr. (2018) 6: 373], en de zoektocht naar een onevenwicht van microbioom-gemeenschappen bij ASIA-patiënten met of zonder de via bioptie bewezen MMF kan wel eens een rol blijken te spelen in de toekomst.

8. Post-immunisatie M.E./CVS als een kern manifestatie van ASIA

Yehuda Shoenfeld heeft de grote verdienste gehad het concept ASIA te bedenken in 2011. Er werden eerder al opvallende klinische gelijkenissen tussen GWI, MMF-syndroom en M.E./CVS gemeld maar Shoenfeld breidde het concept uit naar de schadelijke effekten van elke stof met adjuvant-eigenschappen, inclusief pathogenen en niet-vaccinale adjuvant-partikels. Microbiële adjuvanten die op een natuurlijke manier aanwezig zijn in pathogenen, waren van de eerste vaccin-adjuvanten, inclusief Mycobacterium-celwanden in ‘Freund’s complete adjuvant’ (waarvan muramyl-dipeptide en trehalose-dimycolaat immunostimulerende molekulen zijn), en het endotoxine van Gram-negatieve bakterieën genaamd lipopolysaccharide (LPS) en z’n adjuvante afgeleide monofosforyl-lipide-A. Silicone-partikels vertegenwoordigen de voornaamste niet-vaccinale minerale partikels met adjuvant-eigenschappen. Patiënten met lekkende silicone borst-implantaten ontwikkelen siliconose – het vrijlaten van silicone-partikels die, zoals microbiële of vaccin-adjuvant partikels, worden opgenomen door macrofagen en vertransporteerd naar lymfoïde organen, en zich manifesteren als een ziekte-complex dat lijkt op M.E./CVS [zie Rosenblum H et al. hierboven]. Shoenfeld stelde dat de meeste ASIA-patiënten M.E./CVS hebben. Er is echter een tendens om het ASIA-concept uit te breiden naar immuun-ziekten buiten M.E./CVS: auto-immune ziekten met post-vaccinale aanvang onset zoals Sjögren’s syndroom [chronische reumatische systemische auto-immuunziekte], narcolepsie [slaap-waakstoornis], antifosfolipiden syndroom [kan leiden tot trombose] en primair eierstok-falen, alsook lymfoma. Het is waar dat mensen met idiopathische M.E./CVS (tot ca. 60 %) kunnen lijden onder auto-immune responsen [European Network on ME/CFS (EUROMENE). Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome – Evidence for an autoimmune disease. Autoimmun Rev. (2018) 17: 601-609] en dat ASIA gelijkenissen vertoont met ongedifferentieerde bindweefsel-ziekte. Het is ook waar dat M.E./CVS geassocieerd is met een verhoogd risico op lymfoma en dat het dramatisch aantal immuun-aandoeningen dat wordt gezien bij Italiaanse militairen (waaronder lymfomas, leukemieën en auto-immuun ziekten), verbonden is met sub-optimale vaccin-praktijken (zoals 5 vaccin-inspuitingen tegelijkertijd). Een Italiaans Senaat-commité heeft de gecumuleerde hoeveelheid non-antigenische vaccin-stoffen die Italiaanse militairen kregen berekend: Al-adjuvanten (7,65 mg corresponderend met 2,57 mg Al), 44 hulpstoffen en 47 contaminanten; dit ligt boven de officiële veiligheid-drempel. Het te ver uitbreiden van het terrein van ASIA loopt echter een groot risico op het vervagen van het kernbeeld. De initieel voorgestelde definitie van ASIA is waarschijnlijk te los en blijft daarom onderwerp van discussie ondanks het extreem praktisch nut: de erkenning dat gelijkaardige klinische beelden gezien kunnen worden bij patiënten blootgesteld aan een waaier van immuun-stimulerende stoffen.

Of post-vaccinale M.E./CVS een authentieke auto-immuun ziekte vertegenwoordigt, zoals de term ASIA suggereert, is ook nog niet volledig vastgelegd. Er werd een aantal auto-antilichamen gerapporteerd bij patiënten met idiopathische POTS en M.E./CVS [zieEuropean Network on ME/CFS (EUROMENE)’ studie hierboven]. In een subset van deze patiënten zijn de auto-antilichamen specifiek gericht tegen neurotransmitter-receptoren aanwezig in het sympathisch zenuwstelsel (incl. ß2 adrenerge receptoren, muscarine-3 en -4 acetylcholine receptoren) en wellicht spelen ze een rol bij de klinische manifestaties zoals gesuggereerd door immuun-absorptie studies [Scheibenbogen C et al. Immunoadsorption to remove ß2 adrenergic receptor antibodies in Chronic Fatigue Syndrome CFS/ME. PLoS One. (2018) 13: e0193672]. Ook B-cel depletie d.m.v. anti-CD20 (rituximab) bleek geassocieerd met volgehouden klinische responsen in een subgroep patiënten met idiopathische M.E./CVS [ondertussen sterk in vraag gesteld]. Wij vonden ook geen melding in de literatuur over detektie van specifieke anti-neuroceptor auto-antilichamen bij post-vaccinale M.E./CVS en zeer weinig bij post-vaccinale POTS. Onze MMF-patiënten hadden onstandvastig lage titers van courante circulerende auto-antilichamen: voornamelijk antinucleaire antilichamen die werden gedetekteerd bij ca. 30% van de patiënten (laag-gradige auto-immuniteit). Daarnaast had een minderheid MMF-patiënten (10-20%) goed gedefinieerde gelijklopende auto-immune aandoeningen (M.S., thyroiditis, dermatomyositis [spierontsteking-ziekte met typische huidafwijkingen], enz.). We herinneren ons niet MMF-gevallen te hebben gezien die evolueerden van pure initiële M.E./CVS naar voldragen specifieke auto-immuun ziekte. Het is daarom niet uitgesloten dat specifieke auto-immuniteit enkel voorkomt in een subset post-immunisatie M.E./CVS-patiënten, vermoedelijk te wijten aan individuele vatbaarheid om een auto-immuun ziekte te ontwikkelen of een specifieke, mogelijks opportunistische, antigen-aanval. Bijvoorbeeld: er werd gesuggereerd dat persisterende microbioom-pathogenen immunologische wijzigingen kunnen induceren bij M.E./CVS-patiënten (incl. veranderde NK-cel funktie, klonale T-cellen en auto-antilichamen) [zie Proal A hierboven]. Tot op heden blijft de rol van specifieke auto-antilichamen tegen neurotransmitter-receptoren – hoewel ze een fascinerende nieuwe kwestie betekenen bij M.E./CVS – ongrijpbaar bij post-immunisatie M.E./CVS. Niettemin heeft het ASIA-concept meer en meer aan populariteit gewonnen bij menselijke en dierlijke medische gemeenschappen: meer dan 4.000 gerapporteerde gevallen in de literatuur – wat er op wijst dat aan een kritieke nood werd voldaan.

9. Een poging tot pathofysiologisch model

Er wordt erkend dat post-infektueuze vermoeidheid optreedt bij ongeveer één op tien mensen die geïnfekteerd raken met het Epstein-Barr virus of Coxiella burnetti (de veroorzaker van Q-koorts) en in een aantal patiënten geïnfekteerd met enterovirussen, Borrelia burgdorferi en andere infektueuze agentia. Langdurige persistentie bleek herhaaldelijk langdurige immuun-aktivatie en M.E./CVS-achtig syndroom te veroorzaken. Zowel menselijke MMF en relevante kleine/grote dieren-modellen geven aan dat hetzelfde geldt voor M.E./CVS volgend op toediening van Al-adjuvanten die ongewoon lang in immuun-cellen blijven.

M.E./CVS heeft een extreem ingewikkelde pathofysiologie die meerdere systemen beïnvloedt. We verwijzen de lezer naar excellente uitgebreide artikels omtrent elk van de aangetaste systemen en hun interakties. In feite is M.E./CVS geassocieerd met: (1) immuunsysteem abnormaliteiten inclusief verstoorde ‘natural killer’ cel funktie en/of T-cel funktie, eerst verhoogde en dan gedaalde aanmaak van inflammatoire cytokinen en occasionele toename van enkele auto-antilichamen; (2) abnormaliteiten van het cellulair metabolisme met verstoord vermogen om energie te produceren uit zuurstof, glucose, vetzuren en aminozuren, geassocieerd met mitochondriale dysfunktie en gereduceerd oxidatief metabolisme; deze veranderingen veroorzaken een abnormale respons op inspanning en bootsen een hibernatie-toestand na [Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. (2016) 113: E5472-80]; (3) neuro-endocriene en neurovegetatieve verstoringen inclusief ontregeling van de hypothalamus-hypofyse-bijnier as (HPA-as) en, bijzonderlijk bij adolescenten, orthostatische intolerantie met abnormale bloeddruk- of hartslag-regeling.

10. Besluit

Adjuvant-veiligheid is een “belangrijk en verwaarloosd gebied”, dat lijdt onder zowel verkeerde opvattingen omtrent Al-adjuvant toxicokinetieken en gebrek aan populatie-studies die verbanden evalueren tussen blootstelling aan Al-adjuvanten en klinische uitkomsten.

M.E./CVS is een multifactoriële aandoening met een belangrijke impact op de publieke gezondheid en van klinisch belang. Er is bewijsmateriaal opgedoken voor het feit dat M.E./CVS een belangrijke type AEFI kan zijn, dit gebeurde traag door de verscheidenheid, het schijnbaar gebrek aan specificiteit, de vertraagde aanvang en frequente medische onderschatting van de symptomen, allemaal kenmerken die ook deel uitmaken van de verklaringen voor de “inherente methodologische beperkingen van epidemiologische studies” op het gebied van vaccin-veiligheid (zie 4.2.). Gelukkiglijk heeft een goed uitgevoerde epidemiologische studie met gevaccineerde vs ongevaccineerde individuen sterk bewijsmateriaal voor post-immunisatie M.E./CVS geleverd. Diepgaande klinische analyse van patiënten met post-immunisatie M.E./CVS heeft zeer consistente cognitieve en funktionele neuro-beeldvorming veranderingen onthuld. De biologische geloofwaardigheid van een verband tussen toediening van adjuvant-partikels en M.E./CVS werd ondersteund door lang-persisterend Al-adjuvant in immuun-cellen van aangetaste individuen (vastgesteld via MMF-detektie in spier-biopt) en door Al-adjuvant transport naar afgelegen organen (gedocumenteerd bij kleine en grote dieren-modellen) met langdurige immuun-stimulerende en ‘low dose’ neurotoxische effekten.

Deze gegevens, die passen bij het ASIA-concept, hebben reeds geholpen recht te spreken voor schade-compensatie in de V.S. en Frankrijk, waar de hoogste administratieve rechtbank besliste 8 van onze patiënten te compenseren voor de gevolgen van verplichte vaccinatie die ze voor professionele redenen hadden ondergaan. We hopen dat dit solide bijkomende epidemiologische en basis-research studies zal triggeren aangaande Al-adjuvanten en hun toxiciteit, individuele vatbaarheid factoren en bevredigende alternatieven voor Al-adjuvanten. Er werden reeds meerdere efficiënte biodegradeerbare adjuvanten zonder schadelijke metalen geïdentificeerd [calcium-fosfaat, adjuvant-systeem AS01, microcrystalien tyrosine].

[Figuur uit ‘European Network on ME/CFS (EUROMENE)’ studie hierboven] Verschillende veranderingen gestuurd door immuun-ontregeling die kunnen worden veroorzaakt door vaccin of adjuvant-partikels in vatbare individuen en waarschijnlijk de kern vormen van ASIA-pathofysiologie: net zoals persistente natuurlijke pathogenen kunnen ze immuunsysteem-ontregeling induceren en de metabole, neuro-endocriene en autonome stoornissen die aan de basis liggen van M.E./CVS-symptomen. Het is waarschijnlijk dat een reeks risico-factoren bijdragen.

mei 10, 2019

Verlaagd creatine-kinase bij ernstig zieke M.E.(cvs)

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 11:57 am
Tags: , , , , ,

Onderstaand artikel (gefinancierd door de ‘National Institutes of Health’, de ‘ME Association’ & de ‘Medical Research Council UK’) is gebaseerd op stalen die door patiënten aan de Britse M.E./CVS Biobank werden gedoneerd. De tekst spreekt voor zichzelf. Er komen verdere aanwijzingen naar boven voor een abnormaal energie-metabolisme bij M.E.(cvs).

————————-

Diagnostics Vol 9, #2, p. 41 (2019)

Evidence of clinical pathology abnormalities in People with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome from an analytic cross-sectional study

Luis Nacul (1), Barbara de Barros (1), Caroline C. Kingdon (1), Jacqueline M. Cliff (1), Taane G. Clark (1,2), Kathleen Mudie (1), Hazel M. Dockrell (1), Eliana M. Lacerda (1)

1 Faculty of Infectious and Tropical Diseases, London School of Hygiene & Tropical Medicine, London, WC1E 7HT, UK

2 Faculty of Epidemiology and Population Health, London School of Hygiene & Tropical Medicine, London,WC1E 7HT, UK

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een invaliderende ziekte met extreme vermoeidheid, post-exertionele malaise en andere symptomen. Door de afwezigheid van een diagnostische biomerker wordt de diagnose van M.E./CVS klinisch gesteld, hoewel laboratoriumtesten routinematig worden aangewend om alternatieve diagnoses uit te sluiten. In deze analytische ‘cross-sectionele’ studie hadden we tot doel potentiële haematologische en biochemische merkers voor M.E./CVS en ziekte-graad te exploreren. We deden een review van laboratorium-test resultaten van 272 mensen met M.E./CVS en 136 gezonde controles participerend in de Britse M.E./CVS Biobank [UKMEB]. Na correcties voor multipele vergelijkingen lagen de meeste resultaten binnen de normale waarden, maar mensen met ernstige M.E./CVS vertoonden lagere mediane waarden (p < 0.001) van serum creatine-kinase (CK; mediaan = 54 U/l), vergeleken met gezonde controles (HCs; mediaan = 101,5 U/l) en minder-ernstige M.E./CVS (mediaan = 84 U/l). De verschillen qua CK-concentraties hielden stand na aanpassing voor geslacht, leeftijd, body-mass-index, spiermassa, ziekte-duur en aktiviteit-niveau […]. Dit is het eerste rapport over het feit dat serum CK-concentraties uitgesproken gedaald zijn bij ernstige M.E./CVS en deze resultaten suggereren dat serum-CK verder onderzoek verdient als een biomerker voor ernstige M.E./CVS.

1. Inleiding

[…] Hoewel ontregeling van de zenuw-, immuun- en endocriene stelsels met verstoord cellulair energie-metabolisme en ionen-transport werd gesuggereerd, wordt de pathofysiologie van M.E./CVS nog niet helemaal begrepen, en er zijn geen biologische merkers die alom gebruikt worden voor de diagnose, subgroepering of prognose.

[…] Een belangrijke doelstelling van klinische research bij M.E./CVS is het verbeteren van de diagnose-stelling, en het vinden van klinische en laboratorium-testen die kunnen worden gebruikt als ziekte-merkers. In 2011 lanceerden we de Britse M.E./CVS Biobank (UKMEB) als een hulpmiddel om M.E./CVS-research te versnellen. Een rigoureuze beoordeling, naast uitgebreide klinische fenotypering van de deelnemers, is essentieel om te verzekeren dat M.E./CVS-diagnose accuraat is volgens erkende klinische criteria. De analyse van deze klinische gegevens in relatie met molekulaire merkers ondersteunt verder het beter begrijpen van de ziekte-etiologie en -pathofysiologie. In deze studie vergeleken we resultaten van ‘baseline’ laboratorium-testen van UKMEB-deelnemers met M.E./CVS, inclusief mild/matig en ernstig aangetasten (d.i. aan huis gebonden en bedlegerige) individuen, en gezonde controles […]

2. Materialen en methodes

Deze analytische ‘cross-sectionele’ studie [analyse van gegevens van een populatie op één specifiek tijdstip] werd uitgevoerd als een subgroep van de UKMEB-deelnemers die toestemming. De recrutering – inclusief opname-criteria, gegevens- en staal-collectie, en behandeling van bio-stalen voor de UKMEB – werden elders in detail beschreven [The UK ME/CFS Biobank for biomedical research on Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) and Multiple Sclerosis. Open J. Bioresour. (2017) 4: 4]. Volwassen deelnemers met M.E./CVS die eerder de diagnose kregen via huisartsen en/of M.E./CVS-specialisten en gezonde controles werden gerecruteerd via de Britse ‘National Health Service’ (NHS). De inclusie-criteria voor de deelnemers met M.E./CVS omvatten het beantwoorden aan de ‘Centres for Disease Control and Prevention’ criteria (CDC 1994) of Canadese Consensus Criteria, wat werd vastgesteld door de klinici van het research-team. Ervaren research-verpleegsters beoordeelden alle deelnemers en er werd bloed afgenomen voor onmiddellijke ‘baseline’ klinische laboratorium-testen, alsook voor research-doeleinden en bewaring op langere termijn. De bloedafnames vonden plaats in de participerende klinieken of bij de deelnemers thuis (voor de ernstig geïnvalideerden), en de stalen werden binnen 6 uur overgebracht voor verwerking en bewaring. Gegevens-input, transport van de stalen, voorbereiding, verwerking en opslag van de stalen gebeurde volgens ‘standard operating procedures’ (SOPs).

De ‘baseline’ laboratorium-testen werden in de eerste plaats gebruikt om deelnemers met M.E./CVS uit te sluiten waarvan de chronische vermoeidheid door andere aandoeningen zou kunnen worden verklaard. Deze testen omvatten: bloedcel-tellingen, erythrocyten-sedimentatie (ESR), serum vitamine-B12 en folaat; biochemische testen met inbegrip van elektrolyten, creatinine [afbraakprodukt van creatine-fosfaat in spierweefsel; creatine is een tussenprodukt bij de energie-voorziening van spier- en zenuw-cellen], ureum, serum creatine-kinase (CK), lever-funktie testen, C-reaktief proteïne, reumatoïde factor, schildklier-funktie testen; transglutaminase-antilichamen [geassocieerd met coeliakie, artritis, inflammatoire darm ziekte]; en urine-analyse (proteïne, glucose & bloed). CK iso-enzymen, voornamelijk aangemaakt in skeletspieren (CK-MM) en hartspier (CK-MB), en aldolase [enzyme van het glycolyse-pad] werden geanalyseerd in een subgroep met 50 patiënten (25 ernstige & 25 niet-ernstige) en 25 controles. De bloedstalen werden in laboratoria geanalyseerd naargelang de afstand van de plaats van afname; er werden standaard NHS laboratorium-protocollen gebruikt voor alle testen. Het personeel van de NHS [Brits ‘National Health System’] laboratoria was geblindeerd wat betreft de status van de studie-deelnemers.

Deze studie omvatte een staal van 272 bevestigde M.E./CVS-gevallen en 136 gezonde controles. De M.E./CVS-patiënten werden verder geklassificeerd als mild/matig (n = 216) of ernstig ziek (n = 56). Het vaststellen van de ziektegraad gebeurde bij de recrutering op basis van het feit of de patient hoodzakelijk aan huis gebonden of bedlegerig (ernstig) or ambulant (mild/matig) was. We inspecteerden visueel de vorm van de distrubutie van de continue variabelen en, wanneer afwijkingen van normaalwaarden werd vastgesteld, gebruikten we wiskundige bewerkingen om gegevens te bekomen die een normale distributie benaderden voor [statistische] regressie-analyse. […]

We voerden ook regressie-analyses uit met leeftijd bij recrutering, geslacht, body-mass-index, ziekteduur, spiermassa index (percentage van totaal lichaamsgewicht) en recente aktiviteit als co-variaten. De aktiviteit-niveaus werden opgemaakt uit antwoorden op specifieke vragen (op maat gemaakte vragenlijst): er werd de deelnemers gevraagd hun ervaren aktiviteit-niveau van de 7 dagen vóór de bloedafname te categoriseren, gaande van “helemaal niet aktief” tot “zeer aktief”. Voor enkele analyses werden de twee extreme aktiviteit-categorieën samengevoegd en had de gebruikte variabele drie resulterende categorieën. [uitleg over statistische verwerking]

[…]

3. Resultaten

[…] Het aantal vrouwen was hoger bij de patiënten, die gemiddeld minder aktief waren en een lagere spiermassa hadden. De milde gevallen hadden de hoogste ‘body-mass-index’ (BMI) vergeleken met de ernstige gevallen (laagste) en gezonde controles.

Er werden 19 biochemische en 10 haematologische testen uitgevoerd. Zoals verwacht waren er correlaties tussen veel van de test-resultaten […], inclusief tussen: (i) creatinine & ureum, en beide met CK […]; (ii) CK & aspartaat-aminotransferase (AST [ASAT of SGOT; enzyme van belang voor de diagnostiek en follow-up van lever-aandoeningen en van myocard-infarct]) […]; (iii) albumine & vrij-T4, totaal proteïne & globuline […]; (iv) C-reaktief proteïne (CRP) & erythrocyten-sedimentatie-snelheid […]; (v) monocyten met witte bloedcellen, lymfocyten en neutrofielen […]. […] De verdelingen van de analyten werden vergeleken tussen patiënten en controles, en tussen ernstige en niet-ernstige M.E./CVS-gevallen. ESR, bloedplaatjes en CRP waren verhoogd bij de patiënten, terwijl CK en ureum verlaagd waren […]. Vergeleken met de milde gevallen hadden die met ernstige ziekte gestegen albumine, vrij-T4 en serum-folaat, en lager CK, CRP, kalium, creatinine en bilirubine […].

De gedaalde CK-waarden waren hoofdzakelijk te wijten aan lage waarden qua CK-MM iso-enzyme (gemiddeld 44 U/l […]) bij de ernstige gevallen, vergeleken met 73 […] bij de milde/matige en bij gezonde controles (p = 0.03). De waarden van CK-MB en aldolase waren ook laagst bij de ernstige gevallen […]. De verhouding CK-MB/CK-totaal was het hoogst bij de ernstig aangetaste gevallen: 0,26 […], t.o.v. 0,20 […] bij de niet-ernstige en 0,14 […] voor de gezonde controles (p = 0.03); wat een bevestiging is van de belangrijke bijdrage van gereduceerd CK-MM aan de lage concentratie van totaal CK bij de patiënten, en bijzonderlijk de ernstige gevallen. Totaal CK correleerde zeer sterk met CK-MM […] in alle studie-groepen, maar er werden zwakkere correlaties gevonden tussen totaal CK en CK-MB ([…]. Dit wijst verder CK-MM aan als de voornaamste bepalend factor van de gedaalde concentraties totaal CK bij M.E./CVS.

Uit de multivariate logistische regressie bleek dat (ln) CK-waarden omgekeerd geassocieerd waren met het risico voor M.E./CVS […]. Als we focussen op ernstige gevallen (vs. controles) onthulde dezelfde analyse dat verhoogde risicos geassocieerd zijn met lager (ln) bilirubine […] en lager (ln) CK […], alsook met hoger albumine […] en T4 […]. Op dezelfde manier waren lagere waarden voor creatinine […], (ln) bilirubine […] en (ln) CK […] geassocieerd met verhoogd risico op ernstige t.o.v. milde M.E./CVS. [ln = natuurlijk logaritme; wiskundige bewerking, hier voor statistische verwerking]

Consistent met het bovenstaande, waren gestegen albumine-waarden geassocieerd met een groter risico op ernstige t.o.v. milde M.E./CVS […].

De verschillen qua CK waren het meest consistent; er waren uitgesproken verschillen tussen patiënten en gezonde controles, waarbij ernstige gevallen veel lagere waarden vertoonden dan milde/matige gevallen of gezonde controles. Bij het her-aanpassen van de verschillende uitkomst-modellen met ofwel ureum, creatinine, bilirubine, albumine, T4 en CK, of met CK alleen, konden we een schatting maken van de waarde van CK als een potentiële merker voor M.E./CVS. Uit de analyse van de ROC-curve [ROC (receiver operating characteristic’) -analyse is een statistische methode die internationaal gebruikt wordt als toets voor de voorspellende waarde van een variabele of instrument; de ROC-curve is een grafiek van de gevoeligheid tegen de specificiteit /// area under the curve’ (AUC) of oppervlakte onder de curve; samenvattende maatstaf die in wezen het gemiddelde maakt van de diagnostische accuraatheid over het spectrum van de test-waarden: een AUC = 1 betekent een perfekte test; AUC = 0.90-1 is excellent (hoge sensitiviteit en hoge specificiteit), 0.80-0.90 is goed] voor routine serum-CK bleek een beperkte rol ter onderscheiding van M.E./CVS-gevallen van gezonde controles (AUC = 67%) maar een potentiële rol bij het onderscheiden tussen ernstig aangetaste M.E./CVS-patiënten en deze met milde/matige M.E./CVS (AUC = 75%) en van gezonde controles (AUC = 84%). Een compleet model met CK, bilirubine, albumine, T4, creatinine en CRP verbeterde de voorspellingen, bijzonderlijk wanneer ernstige gevallen werden vergeleken met niet-ernstige en gezonde controles (AUC = 91%; verbetering door enkel CK p << 0.001), en een gereduceerd model met CK, bilirubine, albumine en T4 gaf gelijkaardige resultaten (AUC = 90%).

We vonden dat een ‘cut-off’ waarde van 51 U/l voor serum-CK hoge gevoeligheid voor beide M.E./CVS-groepen vertoonde vergeleken met controles (sensitiviteit = 96%) en voor ernstige M.E./CVS-patiënten vergeleken met milde/matige gevallen (sensitiviteit = 88,7%). Deze hebben echter een lage specificiteit (< 50%).

Gezien het sterk verband tussen aktiviteit-graad en deelnemer-categorie – patient of controle – onderzochten we verder de associatie tussen (ln) CK en deelnemer-categorie in drie verschillende klassen van aktiviteit-niveau: “niet zo erg aktief or eerder niet-aktief”, “noch aktief noch inaktief” en “eerder aktief of zeer aktief”. De resultaten tonen duidelijk trends tot lagere CK-waarden bij patiënten, bijzonderlijk wanneer de ernstig aangetasten worden vergeleken met gezonde controles. De hoogste significantie (p < 0.001) wordt gezien bij degenen die verklaarden dat ze inaktief waren.

4. Bespreking

Routine laboratorium-testen blijken gewoonlijk normaal bij M.E./CVS-patiënten, wanneer ze worden aangewend ter uitsluiting van andere ziekten die chronische vermoeid veroorzaken. Eén van die routine laboratorium-testen voor M.E./CVS is serum-CK, waarbij studies typisch rapporteren dat CK-resultaten binnen normale waarden liggen als ze al worden gerapporteerd. We vonden dat M.E./CVS-patiënten lagere CK-waarden hadden dan gezonde controles, en dat CK significant lager was bij mensen met ernstige M.E./CVS t.o.v. degenen die mild/matig zijn aangetast. De verbanden hielden stand na aanpassing voor geslacht, leeftijd-groep, BMI, spiermassa of recente fysieke aktiviteit (die allemaal het potentieel hebben om de CK-concentratie in het serum te beïnvloeden), alsook ziekteduur waar dit geschikt was (t.t.z. wanneer gevallen met verschillende ziekte-graad worden vergeleken). Creatinine en bilirubine bleken ook significant lager bij ernstig-aangetaste patiënten t.o.v. gevallen met milde/matige M.E./CVS, terwijl albumine hoger lag bij ernstige gevallen. Er was een trend naar hoge waarden qua CRP en ESR bij M.E./CVS, en bijzonderlijk bij mild/matig zieken. CK-waarden bleken goede voorspellers voor ernstige M.E./CVS vergeleken met de minder ernstig aangetasten of gezonde controles; dit werkt versterkt door het opnemen van de resultaten van andere laboratorium-testen in het model.

4.1.Het fysiologisch en klinisch belang van CK

CK is een sleutel enzyme betrokken bij energie-produktie en homeostase-processen, bijzonderlijk in weefsels met zeer dynamische en fluctuerende energie-vereisten waaraan snel dient te worden voldaan, zoals de hersenen, skeletspieren en het hart. Het is ook aanwezig in veel andere cellen, zoals immuun- en epitheliale cellen, waar het ook een cruciale rol speelt bij in energie-produktie.

Cellulaire energie wordt hoofdzakelijk gegenereerd via de afbraak van het hoog-energetische molekule adenosine-trifosfaat (ATP). Hoewel de complexe mechanismen voor cellulair energie evenwicht niet volledig worden begrepen, is er bewijs voor het feit dat spiercellen afhankelijk zijn van meerdere processen om de energie-beschikbaarheid te verhogen en complete energie-depletie te voorkomen door gebruik te maken van ATP-voorraden. CK speelt een cruciale rol bij deze processen: ten eerste door het aanleggen van efficiënte voorraden hoog-energetische fosfaten in het cytosol [intra-cellulaire vloeistof] voor snelle ATP-heraanvulling, het katalyseert de re-lokatie van γ-fosfaat van ATP naar creatine om fosfocreatine en adenosine-difosfaat (ADP) te genereren, in een omkeerbaar proces; en ten tweede is het betrokken bij de transfer van hoog-energetische fosfaten van de mitochondrieën naar het cytoplasma van de spiercellen, waar het wordt aangewend tijdens spier-contractie. Zodoende kunnen metingen van CK in serum de beschikbaarheid van cellulaire energie aangeven.

CK serum-concentraties worden alom gebruikt om een waaier aan spierziekten te diagnostiseren en monitoren wanneer hoge waarden klinisch relevant zijn. Het is geweten dat CK-waarden stijgen bij spierletsels en inflammatie, en ze kunnen ook hoger zijn bij hypothyroïde myopathie [veralgemeende spierpijn en spierzwakte door tekort aan schildklier-hormonen] en secundair aan behandelingen met statinen [cholesterol-syntheseremmers]; verhoogde waarden van CK in het serum kunnen worden gezien bij getrainde atleten en individuen na extreme inspanning. Er zijn drie types CK, de zgn. iso-enzymen: CK-MM (in spieren en verhoogd bij vele spierziekten), CK-MB (bijzonderlijk in de hartspier) en CK-BB (meestal gevonden in de hersenen maar gewoonlijk niet te detekteren in perifeer bloed). CK-MB werd alom gebruikt bij de diagnose van ischemisch hart [verminderde bloeddoorstroming naar de hartspier], hoewel het nu werd verdrongen door andere ziekte-merkers.

Lage CK-concentraties in het serum werden minder frequent gerapporteerd maar ze kunnen klinisch van betekenis zijn bij sommige reumatologische en bindweefsel-ziekten. De oorzaken en significantie van deze bevindingen is onduidelijk maar er werd gesuggereerd dat serum-CK omgekeerd verband kan houden met inflammatoire processen, en lage CK-waarden bleken geassocieerd met spierzwakte, onafhankelijk van spier-atrofie. Een studie bij patiënten met ernstig nier-falen meldde een significant verband tussen lager serum-CK en een verhoogd sterfte-risico, en suggereerde dat de serologische bevindingen zouden kunnen worden verklaard door de verspilde spiermassa en slechte voeding-status van de patiënten, maar er was geen verdere suggestie om serum-CK aan te wenden voor de diagnose of het management van deze aandoeningen. In studies over Huntington’s, een ernstige degeneratieve neurologische ziekte, werd gesuggereerd dat gedaalde hersen-energie het resultaat kan zijn van de gereduceerde aktiviteit van het CK-systeem, en dat verlies van CK-BB een belangrijke onherkende biomerker van deze ziekte kan zijn.

De lage concentraties serum-CK die wordt gevonden bij mensen met M.E./CVS suggereren een abnormaal energie-metabolisme, wat door afzonderlijke auteurs werd gerapporteerd [Vernon SD et al. Preliminary evidence of mitochondrial dysfunction associated with post-infective fatigue after acute infection with Epstein Barr virus. BMC Infect. Dis. (2006) 6: 15 /// Schoeman EM et al. Clinically proven mtDNA mutations are not common in those with Chronic Fatigue Syndrome. BMC Med. Genet. (2017) 18: 29 /// Tomas C et al. Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2017) 12: e0186802 /// Armstrong CW et al. Metabolic profiling reveals anomalous energy metabolism and oxidative stress pathways in Chronic Fatigue Syndrome patients. Metabolomics (2015) 11: 1626-1639 /// 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) 12: 371-379] en kan de inspanning-intolerantie verklaren die courant wordt gemeld door de patiënten, en daaropvolgende verminderde aktiviteit. Een alternatieve of bijkomende verklaring is dat het gedaald serum-CK, minstens gedeeltelijk, het resultaat zou zijn van lichamelijke inaktiviteit. Niettemin suggereert het consistent significant verband tussen lager serum-CK en ziektegraad in het multivariaat model – dat controleert voor aktiviteit – dat deze resultaten niet volledig kunnen worden verklaard door verminderde lichamelijke aktiviteit maar dat er andere factoren betrokken zijn. Om een mogelijke verstorende rol van het aktiviteit-niveau verder te verkennen, vergeleken we de mediane serum-waarden van CK in verschillende aktiviteit-categoriën. De waarden waren in alle klassen gedaald bij de ernstige gevallen. Niettemin is er nog een potentieel voor bijkomende verstoring en differentiële mis-klassificatie qua aktiviteit, met overschatting van de aktiviteit bij ernstige M.E./CVS, blijft een mogelijke verklaring (ten minste gedeeltelijk), voor het geobserveerde verschil qua CK-waarden. Met het stijgend aantal rapporten over een abnormaal energie-metabolisme bij mensen met M.E./CVS is verdere verkenning van deze associatie echter gerechtvaardigd.

Naast de intolerantie voor fysieke inspanning rapporteren M.E./CVS-patiënten gewoonlijk ook mentale vermoeidheid en ‘hersen-mist’, alsook subjectieve spierzwakte. Als we het belang van CK bij zowel het spier- als hersen-metabolisme in overweging nemen, kunnen de lage concentraties van dit enzyme, minstens gedeeltelijk, deze symptomen verklaren.

Sommige researchers hebben eerder melding gemaakt van intrigerende bevindingen aangaande serum-CK bij M.E./CVS-patiënten. Bijvoorbeeld: twee studies met 30 en 33 individuen vergeleken de CK serum-concentratie van M.E./CVS-patiënten (diagnose volgens de CDC-1994 criteria) met deze van gezonde controles vóór en na inspanning, om de fysieke capaciteit te evalueren [Riley MS et al. Aerobic work capacity in patients with Chronic Fatigue Syndrome. BMJ (1990) 301: 953-956 /// 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]. De gemiddelde CK bij M.E./CVS-patiënten lag lager (hoewel niet significant) dan bij controles, en steeg niet door inspanning bij degenen met M.E./CVS (zoals wordt gezien bij gezonde individuen). De resultaten suggereren dat tekort aan acute lichamelijke inspanning niet de voornaamste factor was die de CK-waarden bij M.E./CVS bepaalt. Een andere studie bij M.E./CVS-patiënten vond hoger serum-CK bij deelnemers met enterovirus-specifiek RNA (detektie via spierbioptie) dan degenen zonder bewijs voor enterovirale infekties. Die studie suggereerde dat een subgroep M.E./CVS-patiënten spierschade zou kunnen vertonen secundair aan enterovirus-infektie maar jammer genoeg specifieerden de auteurs de CK-concentraties in de groep patiënten met lagere waarden niet [Archard C et al. Postviral fatigue syndrome: persistence of enterovirus RNA in muscle and elevated creatine kinase. J. Royal Soc. Med. (1988) 81: 326-329].

Andere studies overwogen mogelijke verstoring van de mitochondriale funktie bij M.E./CVS, wat de geloofwaardigheid van metabole dysfunktie in het energie-systeem bekrachtigt, zoals onze bevindingen aangeven.

4.2. Andere studie-bevindingen

De creatinine-waarden bleken significant lager bij ernstige M.E./CVS. Creatine-fosfaat (CP) wordt omgezet naar creatinine in spieren en creatinine wordt uitgescheiden in de urine, dus is laag CP het resultaat van mindere omzetting van creatine naar CP door CK en dit zou de lage creatinine-waarden kunnen verklaren die worden gevonden bij ernstige M.E./CVS. Lage urine-concentratie van creatinine werd ook gerapporteerd [???] [Lidbury BA et al. Activin B is a novel biomarker for Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis (CFS/ME) diagnosis: A cross sectional study. J. Transl. Med. (2017) 15, 1-10].

We vonden ook dat ureum gedaald was en bloedplaatjes, CRP & ESR verhoogd bij M.E./CVS, hoewel dit niet significant bleek bij de multivariate analyse. Er werd een omgekeerd verband tussen bloedplaatjes en CK gevonden in één studie aangaande Reumatoïde Artritis, samen met verhogingen van inflammatoire klinische merkers zoals ESR & CRP. Bloedplaatjes hebben ook de neiging te stijgen bij inflammatoire processen. Niettemin brengt het patroon van inflammatoire merkers in onze studie er ons toe te speculeren dat een bepaalde graad van inflammatie gerelateerd kan zijn met symptomen bij mensen met milde/matige M.E./CVS. Voor mensen met een ernstige graad van de ziekte, lijkt het dat de inflammatoire respons geïnhibeerd kan zijn, ofwel omwille van een gebrek aan blijvende stimuli of verstoring van sommige aspecten van de inflammatoire respons, wat kan duiden op chronische ziekte met gevestigde complicaties. Het is echter belangrijk om op te merken dat de wijzigingen qua inflammatoire merkers relatief bescheiden waren, en verdere veronderstellingen dienen op gepaste manier te worden getest en bevestigd in andere groepen. We vonden lagere ureum-waarden bij milde/matige gevallen maar niet bij degenen die ernstig zijn aangetast. Dit zou verband kunnen houden met creatinine-waarden, die ook lager waren bij M.E./CVS t.o.v. controles; voor creatinine waren de laagste waarden echter te vinden bij de patiënten met ernstige M.E./CVS. Abnormaliteiten in de ureum-cyclus werden ook al gerapporteerd bij M.E./CVS. [Yamano E et al. Index Markers of Chronic Fatigue syndrome with dysfunction of TCA and urea cycles. Sci. Rep. (2016) 6: 34990 /// Armstrong CW et al. Metabolism in Chronic Fatigue Syndrome. Adv. Clin. Chem. (2014) 66: 121-172]

Onze bevindingen aangaande verhoogd albumine en T4 zijn moeilijk te verklaren. Gestegen albumine suggereert dat malnutritie geen belangrijke factor is bij M.E./CVS. De lichtjes verhoogde T4 kan kleine veranderingen gerelateerd met het schildklier-hormoon metabolisme suggereren […] (zoals eerder gesuggereerd door Ruiz-Núñez B et al. Higher prevalence of “low T3 syndrome” in patients with Chronic Fatigue Syndrome: A case-control study. Front. Endocrinol. (2018) 9, 1-13). Deze hypothese werd echter niet bevestigd door andere bevindingen, die gelijkaardige T3- en TSH-waarden tussen de groepen toonden; ook zijn bevindingen niet typisch voor ‘euthyroid sick syndrome’ [abnormaal T3 en/of T4 maar de schildklier lijkt niet dysfunktioneel]. Er werd in het verleden een hogere prevalentie van Gilbert’s syndroom [lever-aandoening met verstoorde verwerking van bilirubine (afbraakprodukt van haem)] bij M.E./CVS voorgesteld [Cleary KJ & White PD. Gilbert’s and chronic fatigue syndromes in men. Lancet (1993) 341: 842] maar dit werd in deze studie niet gevonden: er werden gelijkaardige bilirubine-waarden getoond voor patiënten en controles, en gedaalde bilirubine-waarden bij mensen met ernstige M.E./CVS vergeleken met niet-ernstige gevallen.

Er zullen verdere onderzoeken bij grotere groepen en meer gedetailleerde exploraties nodig zijn om te bevestigen of lage CK-aktiviteit een primaire of secundair gebeurtenis is bij M.E./CVS of dat het, inderdaad, één of andere metabole dysfunktie weerspiegelt. Dit zou voordeel kunnen halen uit ge gebruik van “zieke” controle-groepen, zoals bepaalde orthopedische patiënten met langdurige immobiliteit. Ondertussen suggereren we dat CK kan worden aangewend als een potentiële merker voor ernstige M.E./CVS. Het is belangrijk de klinische anamnese en bevindingen van lichamelijk onderzoek in acht te nemen, alsook aktiviteit-metingen (bv. accelerometer [toestel dat de versnelling van het lichaam meet]) op het tijdstip van de bloedafname voor serum-CK. Bovendien moet een ‘hoog-normaal’ resultaat bij mensen die dikwijls sedentair of bedlegerig zijn, bijzonderlijk individuen met ernstige M.E./CVS, omzichtig geïnterpreteerd worden, aangezien het de aanwezigheid van spierletsel kan aangeven.

4.3. Studie-sterktes en zwakheden

De studie onderzocht een groep mensen met goed-gekarakteriseerde M.E./CVS op basis van robuuste standaarden voor gegevens- en staal-collectie zoals beschreven in het ‘UK M.E./CVS Biobank’ protocol. In termen van M.E./CVS-onderzoek was dit een groot staal: er werden 272 M.E./CVS-patiënten getest, inclusief 56 die ernstig waren aangetast. De beoordeling van het aktiviteit-niveau geschiedde echter via zelf-rapportering. Indien dit leidde tot een over-schatting van de aktiviteit-graad bij sommige groepen, dan zou tot differentiële mis-klassificatie kunnen hebben geleid, bv. als de minder aktieve en ernstig-aangetastte M.E./CVS-gevallen hun aktiviteit hebben overschat.

Het opnemen van ernstig-aangetastte M.E./CVS-individuen, die typisch afwezig waren in de meeste eerdere studies, kan belangrijk zijn voor het aantonen van niet eerdere gerapporteerde abnormaliteiten. De hier voorgestelde resultaten komen voort uit routine laboratorium-testen bij M.E./CVS-patiënten en gezonde controles. Het doel van de bloed-testen was voornamelijk het uitsluiten van andere ziekten die zich zouden kunnen voordoen met gelijkaardige symptomen; het onderzoeken van spier-gerelateerde biochemische abnormaliteiten was niet in respons op een specifieke hypothese die werd opgemerkt wanneer alle resultaten werden getest voor ‘null’-hypotheses ([geen verband tussen 2 gemeten fenomenen] van geen groep-verschillen tussen de studie-groepen op basis van laboratorium-testen). Dit betekent dat we niet in staat zijn abnormaliteiten in spier/energie-metabolisme meer gedetailleerd te onderzoeken. Ons vermogen om bevindingen verder te onderzoeken (bv. door verbeterde metaboloom-studies en via bio-bank stalen van de groep, inclusief op andere tijdstippen), zal echter bevorderlijk zijn voor een verder begrijpen van de hier gerapporteerde veranderingen.

5. Besluiten

Dit is de eerste studie die significant lagere concentraties qua CK bij M.E./CVS-patiënten toont. Sommige indicaties voor lage CK-waarden lijken eerder over het hoofd te zijn gezien wanneer de trend naar lagere waarden werd afgedaan als niet significant en niet verder werd onderzocht. Een enkelvoudige meting van serum-CK heeft wellicht onvoldoende sensitiviteit en specificiteit om als een biomerker voor M.E./CVS-diagnose te worden gebruikt maar, indien aangewend naast andere klinische en laboratorium-merkers, zouden routinematige CK bloed-testen kunnen helpen om de diagnose van M.E./CVS accuraat te stellen, maar ook om patiënten onder te verdelen volgens ziektegraad. Het zou mogelijks ook kunnen worden aangewend als een prognostische merker, en als een uitkomst-meting voor observationele studies en klinische proeven, alsook in de klinische praktijk, in afwachting van verdere longitudinale studies die de correlatie van klinische en op lab-testen gebaseerde fenotypes onderzoeken. Of mensen met ernstige M.E./CVS die een laag CK vertonen een unieke subgroep vormen met afzonderlijke patronen qua biochemische/pathofysiologische abnormaliteiten en symptomen, of dat ze een andere fase of een extreem spectrum van de ziekte vertegenwoordigen, dient nog te worden opgehelderd.

Onze bevindingen bieden betekenisvolle ondersteuning voor het groeiend bewijs aangaande metabole abnormaliteiten bij M.E./CVS, en we suggereren voldoende grote studies om een diepgaander onderzoek van specifieke metabole mechanismen ter opheldering van het feit of CK een primaire of secundaire abnormaliteit is bij alle of een subgroep van M.E./CVS-patiënten. Dergelijke studies kunnen ook helpen om de oorzaken van dergelijke abnormaliteiten op te helderen. Het correleren van serum CK-concentraties met objectief gemeten aktiviteit en andere energie-metabolisme parameters kan leiden tot een beter begrip van de pathofysiologische abnormaliteiten betrokken bij spier-gebruik en -herstel, en hun verband met symptomen zoals post-exertionele malaise en vermoeidheid.

april 27, 2019

Chronotropische incompetentie bij M.E.(cvs)

Onderstaande meta-analyse (uitgevoerd door onderzoekers van de ‘Workwell Foundation’) toont dat veranderingen in het hartritme bijdragen tot de aktiviteit-intolerantie die gekend is bij mensen met M.E.(cvs). Ze steunden daarbij op 20 jaar studies die gebaseerd zijn op info verkregen uit van via cardiopulmonaire inspanning-testen en vergeleken de hartslag-gegevens van M.E(cvs)-patiënten en gematchte controles.

Een verhoogde hartslag is een normale reaktie bij inspanning. Chronotropische incompetentie (CI) is wanneer het hart het tempo niet kan volgen bij hogere (metabole) vereisten. Aangezien een verhoging van de ‘output’ van het hart (bij inspanning) afhankelijk is van het slag-volume en de hartslag (zie artikel voor meer uitleg), ligt bij mensen met CI de piek lager en dus ook de aktiviteit-capaciteit. Dit leidt tot inspanning-intolerantie. Het onderzoek toont dat CI courant wordt gevonden bij mensen met M.E.(cvs). In hun persbericht spreken de auteurs over “overweldigend bewijs”. De studie bevestigt ook nog maar eens de bevindingen omtrent een tweede inspanning-test (herhaald na 24h; zie ‘Dubbele fietstest’ & ‘M.E./CVS-patiënten niet in staat maximale VO2 te herhalen bij 2daagse fietstest) als diagnostisch instrument M.E.(cvs). De grootte-orde van de CI bleek ook afhankelijk van de ziekte-ernst.

De onderzoekers hypothiseren dat de abnormale hartslag-respons op inspanning waarschijnlijk te wijten is aan een verstoorde autonome regulering van het hart.

————————-

Frontiers in Pediatrics (March 2019) Volume 7 Article 82

Chronotropic incompetence: An overlooked determinant of symptoms and activity limitation in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome?

Todd E. Davenport (1), Mary Lehnen (1), Staci R. Stevens (2), J. Mark VanNess (2,3), Jared Stevens (2), Christopher R. Snell (2)

1 Thomas J. Long School of Pharmacy and Health Sciences, University of the Pacific, United States

2 Workwell Foundation, United States

3 Department of Health, Exercise, and Sport Sciences, College of the Pacific, University of the Pacific, United States

Samenvatting

Post-exertionele malaise (PEM) is het belangrijkste klinisch kenmerk van Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). PEM omvat een constellatie van substantieel invaliderende tekenen en symptomen die optreden in respons op lichamelijke en mentale over-inspanning. Omdat PEM optreedt in respons op over-inspanning, blijken fysiologische metingen verkregen tijdens gestandardiseerde exertionele paradigmas beloftevol wat betreft sterke bijdragen tot het begrijpen van de cardiovasculaire, pulmonaire en metabole toestanden die aan de basis van PEM liggen. Informatie verkregen uit gestandardiseerde exertionele paradigmas kan op z’n beurt richting geven aan patho-etiologische studies en strategieën voor analeptisch management [herstel-bevordering] bij mensen met M.E./CVS. Er werden meerdere studies gepubliceerd die fysiologische responsen op inspanning beschrijven bij mensen met M.E./CVS, gebruikmakend van maximale cardiopulmonaire testen (CPET) als een gestandardiseerde fysiologische stressor. Bij zowel niet-geïnvalideerde mensen als personen met een brede waaier aan gezondheid-aandoeningen, is het verband tussen inspanning-hartslag (HR) en inspanning-belasting tijdens maximale CPET positief lineair en reproduceerbaar. Er worden echter consistent kleinere of gedaalde toenames qua hartslag tijdens CPET gezien bij M.E./CVS. Deze afgestompte toename van de hartslag wordt chronotropische incompetentie (CI) genoemd. CI weerspiegelt een onvermogen tot gepaste stijging van cardiale output [hoeveelheid bloed die per minuut door het hart wordt voortgestuwd] omwille van kleiner-dan-verwachte toenames van de hartslag. De betrachtingen van dit overzicht zijn: (1) het definiëren van CI en z’n toepassingen op klinische populaties bespreken; (2) het samenvatten van bestaande gegevens betreffende hartslag-responsen op inspanning verkregen tijdens maximale CPET bij M.E./CVS-patiënten die werden gepubliceerd in de ‘peer-reviewed’ literatuur via systematische bespreking en meta-analyse; en (3) bespreken hoe in de literatuur geobserveerde trends gerelateerd met CI bij M.E./CVS toekomstige patho-etiologische research-ontwerpen en de klinische praktijk dienen te beïnvloeden.

INLEIDING

[…] Het belangrijkste klinisch kenmerk van M.E./CVS is post-exertionele malaise (PEM): een constellatie van substantieel beperkende tekenen en symptomen die optreden in respons op lichamelijke en mentale over-inspanning. Er bestaan een aantal criteria voor M.E./CVS voor klinische en research-doeleinden. Criteria die PEM omvatten, lijken het meest valide te zijn om M.E./CVS te onderscheiden van andere vermoeiende gezondheid-aandoeningen. De diepgaande aard van PEM bij M.E./CVS heeft er toe geleid dat enkele werkgroepen de diagnostische criteria voor M.E./CVS herzien om de nadruk te leggen op de multi-systemische gebreken die geassocieerd zijn met inspanning-intolerantie.

Het belang van PEM bij M.E./CVS beklemtoont de waarde van studies die abnormaliteiten qua inspanning-respons documenteren om een beter begrip te krijgen van de patho-etiologie, potentiële biomerkers en funktionele invaliditeit geassocieerd met M.E./CVS. De hartslag is één objectieve meting, die op een betrouwbare manier kan worden verkregen via draagbare biometrische technologie. Er bestaat reeds een grote hoeveelheid literatuur die hartslag-responsen op inspanning bij M.E./CVS en andere vermoeiende gezondheid-aandoeningen documenteert. De steeds groter wordende beschikbaarheid en betaalbaarheid van draagbare biometrische technologie heeft geleid tot de observatie dat draagbare apparaatjes kunnen worden aangewend voor het opvolgen van aktiviteit en voorspellen van PEM, gebruikmakend van de hart-funktie als een vroege vertegenwoordiger voor toekomstige symptomen. Onze doelstellingen hier zijn dus: (1) het bespreken van de mechanismen voor cardiale [hart] controle tijdens inspanning; (2) het bespreken van de literatuur gerelateerd met hartslag-responsen en inspanning bij M.E./CVS; en (3) het bediscussiëren van de potentiële implicaties van afwijkende hartslag-responsen bij M.E./CVS en interpretatie van de resultaten van inspanning-testen en analeptisch aktiviteit-management.

HET VERBAND TUSSEN HARTSLAG EN BELASTING IS REPRODUCEERBAAR EN VOORSPELBAAR

Onder normale omstandigheden verloopt het verband tussen hartslag en belasting lineair in stijgende lijn. De betrouwbaarheid van een meting is een voorbode voor validiteit. Hartslagen bij maximale inspanning en ventilatoire [via ademhalingsanalyse vastgestelde] anaërobe drempel (VAT) [‘anaerobic threshold’ (AT) is het punt (wanneer de belasting zo zwaar is dat het lichaam niet meer in staat is de hoeveelheid gevraagde energie te leveren door verbranding van vetten of suikers) waarop wordt overgeschakeld van de verbranding van suikers (aëroob, d.m.v. zuurstof) naar anaërobe (zonder zuurstof) omzetting naar lactaat]) zijn sterk reproduceerbaar voor zowel niet-geïnvalideerde individuen en mensen met verscheidene gezondheid-aandoeningen. Daarnaast is de relatie tussen belasting en hartslag normaal zeer reproduceerbaar. Het is te zeggen: de correlatie is onderhevig aan een zeer lage fouten-variantie. Deze observaties suggereren dat afwijkingen wat betreft de stapsgewijze toename van de hartslag (in respons op elke eenheid stijging van de belasting) een pathologie kan suggereren. Met andere woorden: de variatie in metingen tijdens cardiopulmonaire inspanning testen (CPET) bij mensen van M.E./CVS kan echte biologische variantie weerspiegelen die funktioneel relevant kan zijn en belangrijke patho-etiologische aanwijzingen kan bieden aangaande de aard van M.E./CVS. Bij gezonde mensen weerspiegelt de piek VO2 een 4-voudige toename t.o.v. de VO2 in rust, wat wordt bekomen door een 2,2-voudige stijging van de hartslag, een 0,3-voudige toename van het slag-volume [volume bloed dat per contractie door het linker hart-ventrikel wordt gepompt] en een 1,5-voudige stijging van het verschil in zuurstof tussen arterieel en veneus bloed. De verhoging van iemand’s hartslag levert de grootste bijdrage tot zowel VO2 en het vermogen om inspanning bij maximale belasting aan te houden. Verder is een toename qua hartslag een variabele die van groot belang is voor klinici en researchers bij de observatie van abnormale responsen op inspanning en het voorspellen van mogelijke consequenties te wijten aan die abnormale responsen. Een normaal en intact patroon van de hartslag-respons bij inspanning is noodzakelijk omdat cardiale output (hartslag x slag-volume) gematcht moeten zijn met de metabole vereisten voor de duur van de inspanning.

VERSTORING VAN DE CHRONOTROPISCHE RESPONS IS MEETBAAR

Chronotropische intolerantie (CI) wordt gedefinieerd via verschillende criteria, inclusief onvermogen tot het bereiken van leeftijd-voorspelde maximale hartslag, vertraging wat betreft het bereiken van leeftijd-voorspelde maximale hartslag, ontoereikende hartslagen bij sub-maximale belastingen, vertraagd post-exertioneel herstel van de hartslag of hartslag-schommelingen. De prevalentie van CI is niet goed gekend omwille van het feit dat het niet uniform wordt gedefinieerd. Er werd een prevalentie van CI tussen 3,1 tot 11% gerapporteerd bij patiënten die worden doorverwezen voor een inspanning-test, > 40% in een populatie patiënten met pacemakers en tot 60% van patiënten met atrium [voorkamer] -fibrillatie [te snel en onregelmatig samentrekken]. Deze variatie qua prevalentie biedt verder bewijs ter ondersteuning van de noodzaak aan een duidelijke definitie en een gestandardiseerde set criteria opdat de diagnose van of CI op een gepaste manier kan worden gesteld en populaties kunnen worden vergeleken.

CI wordt dikwijls gediagnostiseerd gebruikmakend van een percentage als de ‘cut-off’ voor het onderscheiden tussen normale en abnormale hartslag-responsen op stapsgewijze stijgingen van de belasting tijdens een inspanning-test. De meest gebruikte percentages voor leeftijd-voorspelde maximale hartslag variëren tussen 70 en 85%. CI kan ook worden voorgesteld als een meting van de hartslag-reserve [verschil tussen maximale hartslag en rustpols], de verandering in hartslag van rust naar piek-inspanning gemeten tijdens een inspanning-test. Aangezien de hartslag-reserve vergelijking echter afhankelijk is van de hartslag in rust, kan men een niveau verder gaan zodat het de hartslag-respons van een individu beter voorstelt. Met andere woorden: de chronotropische respons kan worden berekend als een fractie van de hartslag-reserve bereikt bij maximale inspanning: ΔHRrust->piek / (220-leeftijd) – HRpiek. Onvermogen om ≥ 80% van de aangepaste hartslag-reserve tijdens een oplopende inspanning test te bereiken, is het meest courante criterium dat wordt gebruikt om CI te onderscheiden. Sommige onderzoekers verkiezen een meer vastgelegde weg bij het meten van inspanning. De verhouding van het geproduceerd volume koolstof-dioxide op het volume verbruikte zuurstof, of de ‘respiratory exchange ratio’ [RER; verhouding tussen het volume afgegeven CO2 en het volume opgenomen O2 = ca. 0,8 bij rust; kan groter dan 1 worden bij intense inspanning], vertegenwoordigt een objectieve meting voor fysiologische inspanning. Er wordt algemeen aanvaard dat een ‘respiratory exchange ratio’ van > 1,15 indicatief is voor intense, maximale inspanning; terwijl een verhouding van < 0,82 indicatief is voor een rust-toestand. Als een ‘respiratory exchange ratio’ van een individu < 1,05 is bij piek-inspanning, suggereert research dat dit wijst op een sub-maximaal niveau van inspanning of een voortijdige beëindiging van de inspanning-test, en zou deze omzichtig dienen te worden geanalyseerd. Er werd ook geprobeerd de diagnose van CI op een meer objectieve manier te stellen, door het gebruik van het metabool-chronotropisch verband of de chronotropische index: de verhouding tussen hartslag-reserve en metabole reserve bij sub-maximale belasting. Deze methode werd gekozen omdat er een aanpassing is voor leeftijd, fitness-niveau, funktionele capaciteit en niet wordt beïnvloed door de keuze wat betreft inspanning-test of protocol door de onderzoeker. Onder normale omstandigheden bij gezonde individuen, zou het percentage van de hartslag-reserve moeten overéénkomen met het percentage van de metabole reserve bereikt tijdens inspanning gelijk aan een chronotropische index van 1,0 met 95% betrouwbaarheid-intervallen van 0,8 en 1,3. Daarom: als de metabool-chronotropische relatie, of chronotropische index ≤ 0.8 is voor een bepaalde curve of enkelvoudige waarde in een bepaald stadium van een inspanning-test, dan wordt dit beschouwd als CI. Dit model voor CI wordt bepaald als: HRstadium = [(220-leeftijd) – HRrust] * (METsstadium – 1) / (METspiek – 1) + HRrust, en is afhankelijk van leeftijd, hartslag in rust, leeftijd-voorspelde maximale hartslag, leeftijd-voorspelde hartslag-reserve, maximale hartslag tijdens inspanning, volume verbruikt zuurstof (VO2 – uitgedrukt als MET [metabool equivalent; hoeveelheid energie die een bepaalde fysieke inspanning kost t.o.v. de hoeveelheid benodigde energie in rust] -waarden; 3,5 ml/kg/min) tijdens elk stadium en bij piek-inspanning, en ‘respiratory exchange ratio’. Verder kan deze vergelijking worden gecombineerd met de eerder besproken methodes leeftijd-voorspelde maximale hartslag, aangepaste hartslag-reserve en ‘respiratory exchange ratio’ om te bepalen of CI al dan niet aanwezig is. Bijvoorbeeld: de chronotropische index kan worden aangewend als een beslissende factor als een individu een piek ‘respiratory exchange ratio’ van > 1,09 bereikt maar niet in staat is ≥ 80 of 85% van de aangepaste hartslag-reserve of leeftijd-voorspelde maximale hartslag te bereiken, of als een individu een piek ‘respiratory exchange ratio’ van < 1,09 haalt. Men kan zien dat er een aantal methodes zijn om het onderscheid te maken tussen een normale chronotropische respons en CI, die afhankelijk is van een handvol variabelen. Het is dringend noodzakelijk dat researchers samenwerken om een definitie en criteria te creëeren die duidelijk gedefinieerd zijn om CI op een consistente manier te identificeren.

VERMOEIENDE GEZONDHEID-AANDOENINGEN OMVATTEN VERSTOORDE CHRONOTROPISCHE RESPONSEN

Onderzoekers onderzochten de prognostische implicaties van CI bij 1.575 asymptomatische mannelijke deelnemers aan de ‘Framingham Offspring Study’ [langlopende epidemiologische cardiovasculaire studie]. Om als asymptomatisch te worden bestempeld moesten de deelnemers een inspanning-test op een loopband uitvoeren. De researchers volgden de deelnemers gedurende gemiddeld 7,7 jaar om elke oorzaak van mortaliteit en coronaire hart ziekte (inclusief angina pectoris, coronaire insufficiëntie, myocard-infarct, elk type sterfte door coronaire hart ziekte en coronaire re-vascularisatie) te onderzoeken. De inspanning-test werd beëindigd wanneer de deelnemers 85% van de leeftijd- en geslacht-voorspelde maximale hartslag bereikten. Er werd vermeld ook dat de loopband-testen werden stopgezet bij “verzoek van de deelnemer, beperkend ongemak op de borst, dyspnoea, vermoeidheid, ongemak aan de benen, hypotensie, een bovenmatige toename van de systolische bloeddruk (piek systolische druk ≥ 250 mmHg), ≥ 2 mm ST-segment [deel van het ECG] verlaging of significante ventriculaire ectopie [hartritmestoornis waarbij hartslagen voortkomen uit andere impulsen dan deze gegenereerd door de gewone zenuwknopen]”. De onderzoekers maakten het onderscheid tussen normale en abnormale chronotropische responsen gebruikmakend van drie variabelen – het vermogen of onvermogen om 85% van de leeftijd- en geslacht-voorspelde maximale hartslag, toename van de hartslag (rust tot piek) en de chronotropische index [zie hierboven] te bereiken. 1.248 deelnemers (79%) bereikten 85% van de leeftijd- en geslacht-voorspelde, terwijl de resterende 327 (21%) dat niet deden. De deelnemers die niet in staat waren de ‘target’-hartslag te bereiken hadden ook een verhoogd risico op een ischemische ST-segment respons [ischemie = zuurstof-gebrek], een lagere inspanning-capaciteit en waren gerelateerd met meer ‘all-cause’ mortaliteit en coronaire hart ziekte. De researchers vonden dat stijgingen van de hartslag bij inspanning omgekeerd gerelateerd waren met mortaliteit-risico en een verstoorde chronotropische respons index was ook een voorspeller voor mortaliteit.

EMPIRISCHE GEGEVENS SUGGEREREN AANWEZIGHEID VAN CHRONOTROPISCHE VERSTORING BIJ MENSEN MET M.E./CVS

Onze groep [Snell CR et al. Discriminative validity of metabolic and workload measurements for identifying people with Chronic Fatigue Syndrome. Phys Ther. (2013) 93: 1484-92 /// VanNess JM et al. Subclassifying Chronic Fatigue Syndrome through exercise testing. Med Sci Sports Exerc. (2003) 35: 908-13] en anderen [Keller BA et al. Inability of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome patients to reproduce VO2 peak indicates functional impairment. J Transl Med. (2014) 12: 104 /// Sargent C et al. Maximal oxygen-uptake and lactate metabolism are normal in Chronic Fatigue Syndrome. Med Sci Sports Exerc. (2002) 34: 51-6] hebben hartslag-responsen bij inspanning gemeten bij M.E./CVS via CPET-methodologie die zorgvuldige karakerisatie toelaat bij piek-inspanning en VAT. Het specifiek protocol die onze groep reeds gedurende 20 jaar gebruikt, werd ontwikkeld om het verschil qua onderliggende fysiologie tussen de gemiddelde symptomatische toestand en potentiële cardiovasculaire, pulmonaire en metabole tekortkomingen kenmerkend voor PEM te vatten [Davenport TE et al. Diagnostic accuracy of symptoms characterising Chronic Fatigue Syndrome. Disabil Rehabil. (2011) 33: 1768-75 /// Davenport TE et al. Conceptual model for physical therapist management of Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Phys Ther. (2010) 90: 602-14 /// VanNess JM et al. Post-exertional malaise in women with Chronic Fatigue Syndrome. J Womens Health (2010) 19: 239-44]. Om te beginnen krijgen patiënten de instructie zo veel mogelijk te rusten vóór het uitvoeren van de eerste CPET, die een ‘baseline’ van het individu meet en een fysieke stressor betekent om PEM te induceren. Een tweede CPET uitgevoerd 24 h na de eerste dient om de respons van het individu op inspanning te meten wanneer deze in een post-exertionele toestand verkeert. Sedentaire maar anderzijds niet-geïnvalideerde individuen vertonen hoge waarden qua reproduceerbaarheid tussen de testen. Zelfs individuen met verscheidene gezondheid-aandoeningen die gepaard gaan met vermoeidheid vertonen reproduceerbare CPET-metingen. De fysiologische correlaten van PEM, die typisch verslechteren door inspanning, worden echter dikwijls aangeduid door variatie buiten verwachte intervallen in opéénvolgende inspanning-testen. Daarom hebben de veranderingen geen verband met slechte betrouwbaarheid (“fouten-variantie”) maar eerder met de biologische variantie die geassocieerd is met M.E./CVS.

We voerden een systematische ‘review’ uit om belangrijke research-artikels te vinden die werden gepubliceerd in de ‘peer-reviewed’ en zogenaamde ongepubliceerde “grijze literatuur” [buiten de traditionele academische publicatie- en distributie-kanalen] die chronotropische responsen op inspanning tijdens maximale cardiopulmonaire inspanning testen bij M.E./CVS-patiënten beschrijft, met of zonder vergelijking met gematchte controle-individuen. Er werd gekozen voor maximale cardiopulmonaire inspanning testen omdat er uniforme criteria beschreven zijn voor het afnemen van de test en gedocumenteerde criteria bestaan om fysiologische prestaties te identificeren bij de ‘ventilatory anaerobic threshold’ (VAT [zie hierboven]), het punt waar het niet-oxidatief of anaëroob metabolisme significant begint bij te dragen aan het energie-metabolisme bij toenemende belastingen. Artikels die de gemiddelde leeftijd van de deelnemers en hartslag bij piek-inspanning of VAT rapporteerden, werden opgenomen voor de kwantitatieve analyse. […] De systematische ‘review’ onthulde 36 artikels […].

[gedetailleerde omschrijving van de gevonden studies.]

Beoordelingen: (1) vergelijking van chronotropische response op inspanning bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. gematchte controle-individuen, (2) evaluatie van het effekt van geslacht op HR-responsen […], (3) bepaling van het effekt van seriële CPET op de chronotropische responsen […] & (4) schatting van het effekt van cardiovasculaire stoornissen op de chronotropische respons […]. Statistische technieken […] werden aangewend om de grootte-orde van effekten te schatten. […]

Vergelijkingen tussen M.E./CVS-patiënten en gematche controle-individuen

Er waren 36 studies die rapporteerden over hartslag-responsen bij piek-inspanning bij individuen met M.E./CVS (n = 2.270) en bij 21 studies waren gematchte controles betrokken (n = 594). De controle-individuen leverden prestaties aan 94,0% van de leeftijd-voorspelde maximum HR, terwijl de individuen met M.E./CVS presteerden aan 82,2% van de leeftijd-voorspelde maximum HR (p < 0.0001). Bijna alle studies stelden een gedaalde piek-HR vast bij individuen met M.E./CVS. Het gestandardiseerd gemiddeld verschil was -1,37, wat wijst op een zeer groot effekt, en 92% van de M.E./CVS-groep had een hartslag bij piek-inspanning die onder deze van de gematchte controles lag. Dit correspondeerde met een ongestandardiseerd gemiddeld verschil van 11,2 minder bpm [‘beats per minute’ = slagen per min] bij M.E./CVS-patiënten vergeleken met gematchte controles. Er werd significante heterogeniteit vastgesteld bij de beschikbare studies […], dus deze verzamelde geschatte verschillen moeten voorzichtig worden geïnterpreteerd. Ondanks de heterogeniteit voor elke effect-schatting, biedt het hoog aantal opgenomen studies en staal-grootte substantiële statistische ‘power’. Mogelijke bronnen van variabiliteit omvatten verschillen qua definities gebruikt voor M.E./CVS, fitness-niveaus van de gematchte controles t.o.v. de M.E./CVS-patiënten, test-modaliteiten (loopband vs. fiets) en statistische ruis door de betrouwbaarheid van de criteria om piek-prestaties te selekteren tussen studies. Ondanks deze methodologische verschillen, duiden de gepubliceerde gegevens op de aanwezigheid van statistisch significante en klinisch relevante stoornissen qua chronotropische respons bij piek-inspanning bij individuen met M.E./CVS vergeleken met gematchte controle-individuen.

Er waren 12 gegevens-sets uit 9 studies die chronotropische responsen bij VAT documenteerden bij individuen met M.E./CVS (n = 795) t.o.v. controles (n = 353). Globaal leverden de controles prestaties aan 107,0% en individuen met M.E./CVS aan 97,9% van hun leeftijd-voorspelde hartslagen (p < 0.0001). Deze bevinding geeft aan dat M.E./CVS-patiënten, gemiddeld, relatief beperkt bleven vergeleken met voor leeftijd en geslacht gematchte controles. 7 op 9 studies omtrent chronotropische response bij VAT toonden een daling bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. gematchte controles, terwijl de andere 2 studies lichte toenames vonden. Globaal was het gestandardiseerd gemiddeld verschil voor deze gegevens -0,53, wat wijst op een matig effekt. 63% van de M.E./CVS-patiënten had lagere hartslagen bij VAT dan gematchte controles in de context van een enkelvoudige test. Deze bevindingen corresponderen met een ongestandardiseerd gemiddeld verschil van 5,4 minder bpm bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. gematchte controles. Er was een matige heterogeniteit aanwezig in de beschikbare studies […]. Zoals bij de analyse van de piek-inspanning, bood de relatief grote groep substantiële statistische ‘power’. Het valt echter op te merken gegevens die de hartslag evalueerden bij VAT [Vermeulen RC. Decreased oxygen extraction during cardiopulmonary exercise test in patients with Chronic Fatigue Syndrome. J Transl Med. (2014) 12: 20] meer dan 20%-punten verschillen bij M.E./CVS-patiënten (105,1 & 85,6%, respectievelijk) en een grote invloed uitoefenen op de gemiddelden voor de geobserveerde hartslag en percentage van de voorspelde hartslag omwille van de grote groepen (n = 427 & n = 204, respectievelijk). Deze observatie benadrukt de noodzaak om de unieke fysiologische karakteristieken van individuele patiënten met M.E./CVS in aanmerking te nemen. Een deel van de variatie kan ook toegeschreven worden aan de heterogene methoden die in de literatuur worden gebruikt om VAT te selekteren, wijzend op de noodzaak om uniforme methoden voor CPET-analyse te identificeren [Stevens S et al. Cardiopulmonary exercise test methodology for assessing exertion intolerance in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Front Pediatr. (2018) 6: 242].

Vergelijkingen tussen vrouwen en mannen met M.E./CVS

Artikels die 2 studies over CPET-metingen bij individuen met M.E./CVS beschreven, lieten abstractie van gegevens op basis van geslacht toe: 1.104 vrouwen & 58 mannen met metingen bij piek-inspanning, en 41 mannen & 195 vrouwen met metingen bij VAT. De mannen bleken significant meer de leeftijd-voorspelde maximum hartslag bij piek-inspanning te bereiken (vrouwen: 83,0% – mannen: 87,5%; p < 0.0001) maar niet bij VAT (vrouwen: 88,6% – mannen: 87,5%; p = 0.476). Deze gegevens suggereren dat, hoewel er belangrijke geslacht-gerelateerde kenmerken bij M.E./CVS kunnen zijn, de expressie van CI bij M.E./CVS homogeen lijkt tussen de geslachten bij sub-maximale belastingen. Bijkomende studies aangaande een geslacht-gerelateerd verschil qua CI bij piek-inspanning zijn aangewezen, omdat mannelijke M.E./CVS-patiënten ondervertegenwoordigd lijken te zijn in de literatuur tot hier toe.

Vergelijkingen tussen metingen verkregen tijdens seriële CPETs

Er waren 3 studies met betrekking tot 2 CPETs met een tussentijd van 24 h, deze omvatten 47 patiënten met M.E./CVS en 35 gematchte controle-individuen. Tijdens de eerste CPET bij maximale inspanning vertoonden individuen met M.E./CVS een significant lagere hartslag-respons, nl. 87,9% van de leeftijd-voorspelde, vergeleken met controles (90,0%; p < 0.01). Tijdens de tweede CPET bij piek-inspanning behielden de controle-individuen de hartslag-respons (90,6%) maar M.E./CVS-patiënten vertoonden een significante afname t.o.v. de controles (84,3%; p < 0.05). Hoewel een piek-inspanning niet courant is in het dagelijks leven, is de sympathische autonome impuls maximaal tijdens piek-inspanning, zodat dit vastgesteld verschil de subtiele verminderingen qua sympathische autonome prikkels kan vergroten die misschien slechts inconsistent worden gezien tijdens lagere niveaus van lichamelijke inspanning.

Tijdens de eerste CPET bij VAT bereikten individuen met M.E./CVS 92,4% van de voorspelde hartslag en controles 95,0%, wat niet significant verschillend was (p = 0.387). Tijdens de tweede CPET bij VAT was er echter een lichte daling bij M.E./CVS (90,6%), terwijl bij gematchte controle-individuen er een stijging was (101,1%), resulterend in een significant verschil qua percentage van de voorspelde HR (p < 0.01). De geobserveerde vermindering van 10 bpm bij de M.E./CVS-patiëtenen t.o.v. gematchte controles de post-exertionele toestand lijkt ook klinisch belangrijk, omdat het een vermindering qua herhaald sub-maximaal funktioneren vertegenwoordigt dat consistent is met de relatief enge fysiologische marge voor veel gewone dagelijkse aktiviteiten. De relatief kleine verzamelde groepen in deze analyse suggereert de noodzaak dat toekomstige studies test/her-test effekten qua chronotropische en andere responsen op inspanning onderzoeken, in de context van metingen verkregen tijdens gestandardiseerde maximale CPET methodologieën. De heterogeniteit van de bevindingen bij VAT tijdens seriële CPET beklemtoont ook de noodzaak om vast te houden aan strikte patiënten-selektie standaarden en een uniforme methodologie voor het uitvoeren van CPET en het selekteren van VAT bij toekomstige studies.

Vergelijkingen tussen ziektegraad bij M.E./CVS

Eén artikel bevatte gegevens van 179 individuen met M.E./CVS wat een analyse toeliet van de chronotropische respons gebaseerd op cardiovasculaire stoornis. In deze studie werden individuen geklassificeerd volgens de richtlijnen van de ‘American Medical Association’ (AMA) voor de evaluatie van permanente invaliditeit, waarbij het niveau van de beperking gebaseerd is op piek-volume verbruikte zuurstof (VO2). De klassificatie omvat: geen beperking (n = 20), milde beperking (n = 67), matige beperking (n = 72) en ernstige beperking (n = 20). Bij maximale inspanning bereikten individuen zonder deficit 91,1% van de leeftijd-voorspelde maximum HR. Er was een algemene trend in de richting van een afnemend percentage van de leeftijd-voorspelde maximum HR als het AMA-handicap niveau stijgt. Individuen met M.E./CVS en milde AMA-handicap bereikten 83,1% van de leeftijd-voorspelde maximum HR, terwijl dat voor deze met matige AMA-handicap 75,1% was, en voor individuen met ernstige AMA-handicap slechts 67,6%. Deze gegevens suggereren de mogelijke aanwezigheid van een klinisch belangrijke interaktie tussen cardiovasculaire stoornis en CI, waarbij funktionele beperking categorieën gerelateerd kunnen zijn met stijgend autonoom deficit.

BELANG VAN CI VOOR PATHO-ETIOLOGISCHE STUDIES BIJ M.E./CVS

Chronotropische responsen tijdens inspanning zijn het resultaat van een evenwicht tussen neurale en humorale invloeden op de intrinsieke mate van aanvuren van de cellen van de sino-atriale (SA) [sinusknoop, in de wand van de rechter hart-boezem, groep cellen die het periodiek aanzet om een contractie uit te voeren] en atrio-ventriculaire (AV) [in het niet-geleidende tussenschot tussen hart-boezems en -kamers, geleidt de elektrische prikkel van de sinusknoop door naar de hart-kamers] knopen. De normale ontlading-frequentie van sino-atriale knoop cellen levert 100 bpm. In rusttoestand onderdrukt de invloed van parasympathische vezels van de nervus vagus [10e craniale zenuw] de hartslag tot normaalwaarden van 60-100 bpm. Parasympathische effekten van de SA- en AV-knopen worden gemedieerd via cholinergische input [cholinerg systeem = gebaseerd op de werking van de neurotransmitter acetylcholine]. Acetylcholine bindt op muscarine-receptoren van de hartspier, SA-knoop en AV-knoop. Sympatho-adrenale-medullaire responsen [de sympatho-adreno-medullaire-as (SAM-as) zorgt voor de communicatie tussen het sympathisch zenuwstelsel en het bijnier-merg; aktivatie leidt tot afgifte van (nor)adrenaline/epinefrine] mediëren de stijging van de hartslag evenredig met belasting. Sympathische vezels bezenuwen het myocard, geleiding-systeem, SA-knoop en AV-knoop, die inwerken op hart-strukturen via de afgifte van epinefrine in de neuromusculaire verbinding [synaps tussen een motor-neuron en een spiervezel waar signaal-overdracht zorgt voor spier-contractie]. Daarnaast reageren hart-strukturen op circulerende catecholaminen in het bloed (epinefrine). ß1-adrenoreceptoren en ß2-adrenoreceptoren zijn gelokaliseerd op het myocard, geleiding-systeem, SA- en AV-knoop; deze binden epinefrine en norepinefrine. Het netto effekt van de adrenerge input is het doen stijgen van de hartslag tot boven 100 bpm, zoals tijdens periodes van nood of inspanning. Na de adrenerge/cholinerge binding op hart-strukturen is lokale signaal-transductie verantwoordelijk voor de hartslag-veranderingen.

Het evenwicht van cardiale neurale controle noodzakelijk voor normale inspanning-gerelateerde veranderingen qua hartslag impliceert het potentieel belang van verstoorde cardiale neurale controle als verklaring voor stoornissen in de inspanning-gerelateerde hartslag-veranderingen [Light KC et al. Genetics and gene expression involving stress and distress pathways in fibromyalgia with and without co-morbid Chronic Fatigue Syndrome. Pain Res Treat. (2012) 2012: 427869]. Specifiek: afgestompte veranderingen qua inspanning-gerelateerde hartslag zouden gelinkt kunnen zijn met 4 majeure abnormaliteiten van de cardiale neurale regulering. Downregulering van ß1 en/of ß2 adrenoreceptoren zou kunnen resulteren in adrenerge ongevoeligheid en beperkte stijging van de hartslag tijdens inspanning. Ten tweede: dysfuktie van sympathische vezels zou kunnen resulteren in verminderde norepinefrine-output, die dan de adrenerge effekten op hart-strukturen en inspanning-gerelateerde veranderingen van de hartslag zou doen dalen. Ten derde: verminderde sympatho-adrenale-medullaire aktivatie zou kunnen resulteren in kleinere toenames van epinefrine. En ten slotte: een relatieve dominantie van vagale (cholinergische) input inhibeert de invloed van epinefrine en norepinefrine op lokale hart-strukturen, en veroorzaakt daardoor afgestompte hartslag-verhogingen bij stijgende belastingen.

Deze “cholinergische dominantie” hypothese lijkt overéén te komen met bestaand conceptueel werk door VanElzakker MB [Chronic Fatigue Syndrome from vagus nerve infection: a psychoneuroimmunological hypothesis. Med Hypotheses. (2013) 81: 414-23]. De specifieke mechanismen die CI veroorzaken of voorbestemmen zijn echter nog grotendeels onduidelijk. Intolerantie qua sympathische autonome endocriene signalisering, myocard, SA-knoop, AV-knoop en geleiding-systeem werden allemaal bij CI geïmpliceerd bij verscheidene pathofysiologische aandoeningen, en werden ook gesuggereerd als een oorzaak voor PEM bij M.E./CVS [Arroll MA. Allostatic overload in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). Med Hypotheses. (2013) 81: 506-8 /// Pagani M, Lucini D. Chronic Fatigue Syndrome: a hypothesis focusing on the autonomic nervous system. Clin Sci (Lond). (1999) 96: 117-25].

RELEVANTIE VAN CI VOOR INSPANNING-TESTEN EN ANALEPTISCH MANAGEMENT VOOR M.E./CVS

Een benadering om mogelijke uitdagingen geassocieerd met maximale inspanning testen te omzeilen, is het gebruik van sub-maximale inspanning testen. Sub-maximale inspanning paradigmas warden voorgesteld als een veiliger alternatief voor maximale cardiopulmonaire inspanning testen [Ratter J et al. Several submaximal exercise tests are reliable, valid and acceptable in people with chronic pain, fibromyalgia or chronic fatigue: a systematic review. J Physiother. (2014) 60: 144-50] omdat wordt gedacht dat het minder waarschijnlijk is dat dit ernstige, langdurige symptomen zal geven bij in M.E./CVS-patiënten. Eén voorbeeld van een sub-maximale test paradigma heeft betrekking op een volgehouden 25 min inspanning aan 70% van de leeftijd-voorspelde maximum hartslag. Dit type “sub-maximale” fysiologische stressor werd gebruikt in een aantal studies met M.E./CVS-patiënten. De aanwezigheid van abnormale hartslag-responsen op inspanning bij mensen met M.E./CVS suggereert echter een mogelijke overschatte belasting op basis van voorspelde hartslag, wat op z’n beurt zorgt voor een risico dat individuen zich harder gaan inspannen dan de bedoeling was bij testen die als “sub-maximaal” werden bestempeld.

Hoewel deelnemers met M.E./CVS in studies die gebruikmaken van sub-maximale inspanning testen over het algemeen gemiddelde inspanning-hartslagen vertonen die statistisch gelijkaardig zijn met die van controle-individuen, is het opvallend dat deelnemers statistische analogie vertonen bij significant lagere gemiddelde belastingen en VO2. Omdat cardiale, pulmonaire en metabole metingen gebruikmakend van sub-maximale protocollen niet tot piek-inspanning gaan, is het onmogelijk om de AMA-handicap categorie te bepalen of VAT te evalueren voor elk individu, wat de schatting van potentiële effekten van CI op feitelijke inspanning voor M.E./CVS-patiënten bemoeilijkt. Daarnaast is het mogelijk dat minstens enkele M.E./CVS-patiënten in studies op basis van sub-maximale inspanning paradigmas eigenlijk maximale testen zouden hebben uitgevoerd. Bijvoorbeeld: Onderzoekers [Cook DB et al. Neural consequences of post-exertion malaise in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav Immun. (2017) 62: 87-99] publiceerden gegevens omtrent RER-waarden van M.E./CVS-patiënten en controles. De gerapporteerde 99% betrouwbaarheid voor gemiddelde ‘respiratory exchange ratio’ was 1,1 voor mensen met M.E./CVS maar niet voor controles. Deze observatie suggereert de mogelijkheid van maximale inspanning bij sommige deelnemers met M.E./CVS maar niet bij controle-individuen, omdat RER-waarden > 1,15 een criterium zijn voor het bepalen van een maximale CPET. Deze gegevens duiden op het belang van omzichtigheid omtrent het extrapolatie van het idee van sub-maximale testen naar mensen met M.E./CVS zonder geïndividualiseerde meting en analyse.

Het overwegen van CI tijdens sub-maximale inspanning is cruciaal om de resultaten van inspanning-studies te begrijpen, gebruikmakend van deze vermoedelijk sub-maximale methodologieën. De aanwezigheid van CI suggereert dat het moeilijk te bepalen is of elke deelnemer met M.E./CVS een gestandardiseerde dosis van de fysiologische stressor onderdaad. Inderdaad: de eerder geobserveerde trend voor CI maakt het mogelijk dat de deelnemers met M.E./CVS die meer aangetast zijn een proportioneel grotere stressor hebben kunnen ondergaan dan deelnemers die minder aangetast zijn. Bijvoorbeeld: individuen die werden geklassificeerd zonder AMA-handicap zouden een sub-maximale inspanning kunnen hebben geleverd aan ca. 70% van de leeftijd-voorspelde hartslag, maar individuen met matige tot ernstige AMA-handicap zouden feitelijk een supra-maximale inspanning kunnen hebben geleverd. Gezien het relatief laag aantal deelnemers met M.E./CVS in studies gebruikmakend van sub-maximale inspanning, lijkt zorgvuldige standardisering van de inspanning-stressor belangrijk om te verzekeren dat metingen van bloed-chemie, beeldvorming en cognitief-perceptuele gegevens geen uitschieters vertonen. Uniformiteit qua staal-karateristieken en inspanning-stressor is des te belangrijker gezien het feit dat noch berekeningen van de staal-grootte noch testen voor gegevens-normaliteit courant worden gerapporteerd in studies op basis van sub-maximale methodes.

Het volume verbruikte zuurstof (VO2) hangt af van een robuuste chronotropische respons omdat toename van de hartslag tijdens inspanning de cardiale output doet stijgen, en daardoor de hoeveelheid zuurstof beschikbaar voor de weefsels. CI kan zodoende de lage VO2 bij piek-inspanning en VAT verklaren, bijzonderlijk bij een tweede CPET. Deze gegevens suggereren een interaktie-effekt tussen groep en test bij VAT, waarbij er een grotere daling qua VO2 bij VAT is bij mensen met M.E./CVS dan bij gematchte, sedentaire controle-individuen. Wij maten een verschil van 19,4% VO2 bij VAT bij een tweede CPET, wat volgens ons een klinisch significante daling qua capaciteit voor normale dagelijkse aktiviteiten (ADLs) weerspiegelt.

Bij mensen met M.E./CVS worden veel ADLs uitgevoerd boven VAT, wat hen voorbestemt tot het ontwikkelen van PEM. Eén enkele inspanning kan de VO2 bij een tweede test verlagen, wat er voor zorgt dat nog meer ADLs boven VO2 bij VAT gaan in de post-exertionele toestand. Deze observatie is relevant omdat energie-verbruik bij of dichtbij VAT, een forse aktiviteit vertegenwoordigt en slechts korte tijd kunnen worden volgehouden. De ‘International Labor Organization’ beschouwen 30% of minder van de maximale VO2 als drempel voor aanvaardbare fysiologische vereisten gedurende een werkdag van 8 h. Voor een werkdag van 12 h wordt dit verminderd tot 23% of minder en beperkt tot fysiek lichte arbeid. Langere werk-uren zijn niet aan te raden wanneer de job-gerelateerde mentale of emotionele stress hoog is. Het geschat energie-verbruik voor de meeste beroepen en aktiviteiten kan worden gevonden in het online ‘Compendium of Physical Activities’.

BESLUIT

Deze synthese ondersteunt de aanwezigheid van abnormaal afgestompte HR-responsen op aktiviteit bij mensen met M.E./CVS, zowel bij maximale inspanning als bij sub-maximale VAT. Pathofysiologische processen consistent met autonome ontregeling zouden prioriteit moet krijgen in etiologische studies naar M.E./CVS, onafhankelijk van verder-liggende pathogene oorzaken en dichter-liggende multi-systeem effekten. De abnormale hartslag-respons op inspanning bij mensen met M.E./CVS geeft aan dat inspanning-testen gebaseerd op een percentage van maximale hartslag kan niet als “sub-maximaal” worden beschouwd bij mensen met M.E./CVS en betekent een duidelijk risico op supra-maximale inspanning tijdens “sub-maximale” inspanning-taken bij de sterkst aangetaste individuen. Pacing zelf-management op basis van leeftijd-voorspelde hartslag-drempels zouden zorgvuldig moeten worden behandeld, omdat de chronotropische respons verstoord is bij M.E./CVS-patiënten. Drempel-hartslagen voor doeltreffend analeptisch management en de etiologie van de CI vastgesteld bij mensen bij M.E./CVS zou formeel moeten worden vastgelegd d.m.v. studies met voldoende ‘power’ en seriële maximale CPETs.

————————-

In het stuk ‘Verminderde cardiale vagale modulatie heeft een impact op cognitieve prestaties bij CVS’ vermeldden we ook al bevindingen die een verband onthulden tussen verminderde cardiale vagale tonus en cognitieve stoornissen bij CVS, en die andere rapporten over gedaalde vagale aktiviteit bevestigen…

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.

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.

Volgende pagina »

Blog op WordPress.com.