M.E.(cvs)-wetenschap

januari 12, 2019

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

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

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

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

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

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

————————-

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

1. Inleiding

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

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

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

2. Resultaten

2.1. Onderzoeksgroepen

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

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

2.2. Metabolieten-gegevens en statistische verwerking

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

[…]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.8. Hiërarchische clustering levert geen definitieve subgroep-identificatie op

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

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

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

3. Bespreking

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Materialen & methodes

4.1. Staalname & metabolomica-platform

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

4.2. Gegevens-analysis via MetaboAnalyst

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

4.3. Interne gegevens-analysis

[]

5. Besluiten

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

Advertenties

december 28, 2018

Arts/patient conflicten bij medische onzekerheid

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

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

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

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

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

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

————————-

Social Theory & Health (Pre-print november 2018)

Socially constructed and structurally conditioned conflicts in territories of medical uncertainty

Olaug S. Lian, Catherine Robson

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

Samenvatting

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

Inleiding

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

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

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

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

Ontwerp en gegevens-analyse

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

Gegevens en deelnemers

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

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

Gegevens-analyse

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

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

Resultaten

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

Thema 1: Bevestiging van het gebrek aan medische kennis

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

[voorbeelden]

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

[voorbeelden]

Ervaringen van het tegengestelde komen vaker voor in beide groepen.

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

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

[voorbeelden]

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

[voorbeelden]

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

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

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

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

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

[voorbeelden]

Ervaringen van het tegenovergestelde komen vaker voor in beide groepen.

[voorbeelden]

Thema 3: Niet worden beschuldigd

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

[voorbeelden]

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

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

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

[voorbeelden]

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

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

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

[voorbeeld]

Thema 4: Blijk geven van mededogen, begrip en respect

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

[voorbeelden]

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

[voorbeelden]

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

[voorbeelden]

Aan deze verwachting wordt vaak niet voldaan.

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

Thema 5: Delen van beslissing-bevoegdheid

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

[voorbeelden]

Beide groepen zijn teleurgesteld met betrekking tot medezeggenschap.

[voorbeelden]

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

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

Samenvatting van de resultaten

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

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

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

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

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

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

Culturele normen en waarden

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

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

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

Moderne biomedische perspectieven

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

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

Nieuwe rollen voor artsen en patiënten

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

Sterktes en beperkingen

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

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

Besluit

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

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

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

december 15, 2018

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

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

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

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

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

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

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

————————-

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

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

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

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

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

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

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

1. Inleiding

[…]

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

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

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

2. Patiënten & methodes

2.1. Studie-populatie

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

2.2. Ethische verklaringen

[…]

2.3. Demografische & klinische karakteristieken

[…]

2.4. Metingen

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

2.4.1. Vermoeidheid-perceptie

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

2.4.2. Pittsburgh slaap-kwaliteit index

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

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

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

2.6. Statistische analyse

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

3. Resultaten

3.1. Individu-karakteristieken

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

3.2. Omega-3 index & PUFA-profiel

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

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

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

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

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

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

4. Bespreking

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

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

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

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

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

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

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

4.1. Sterktes & beperkingen

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

5. Besluitende opmerkingen & richtingen voor de toekomst

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

december 1, 2018

Neuroimmune toepassingen van stamcellen bij M.E.(cvs)

Filed under: Behandeling — mewetenschap @ 7:38 am
Tags: , , , , ,

Pluripotente stamcellen kunnen differentiëren tot cellen van alle drie de kiemlagen (buitenste ectoderm, middenste mesoderm, binnenste endoderm; waaruit de verschillende organen worden gevormd) van het embryo. Deze kunnen op verschillende manier worden verkregen: uit embryo’s, uit foetaal weefsel van afgebroken zwangerschappen, via celkern-transplantatie of therapeutisch klonen en via her-programmering van gedifferentieerde cellen (iPSCs).

Aan het begin van deze eeuw waren er anecdotische meldingen van “behandelingen” op basis van “stamcellen” (Dr Paul Cheney) maar deze bleken weinig gefundeerd en leverden ook niet echt een blijvend resultaat. Stamcel-onderzoek in relatie met M.E.(cvs) blijkt in de V.S. én in Europa weer in de belangstelling te komen van academische researchers…

Victoria Moreno-Manzano is team-leider van het ‘Neuronal and Tissue Regeneration Lab’ wat onderzoek verricht op het gebied van regeneratieve geneeskunde (therapeutische toepassingen van op stamcellen gebaseerde benaderingen). Elisa Oltra Garcia is professor ‘Cell and Molecular Biology’ en haar werk-gebied omvat stamcellen, kanker, fibromyalgie en genetica; ze werkt ook op het ‘European ME/CFS Biomarker Landscape project’ (een initiatief van het ‘European Network on Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome’, EUROMENE).

Onderstaande is een deel van het boek ‘Cell Culture’, uitgegeven door IntechOpen; naar eigen zeggen: “the world’s leading publisher of Open Access books”. Dit is een zgn. ‘open toegang’ uitgever van academische boeken. Niettegenstaande een deel van de boeken geïndexeerd is in het gerenommeerde ‘Web of Science’ wordt de uitgever door een deel van de wetenschappelijke gemeenschap als ‘predatory’ (roofzuchtig) beschouwd… Dit hoofdstuk geeft aan wat de hypothetische mogelijkheden van stamcel-therapie bij M.E.(cvs) kunnen zijn.

————————-

IntechOpen Paper 80714 (november 2018)

Culturing adult stem cells for cell-based therapeutics: neuroimmune applications

Victoria Moreno-Manzano (1,3), Elisa Oltra Garcia (2,3)

1 Centro de Investigacion Principe Felipe, Valencia

2 Catholic University of Valencia, Valencia

3 European network EUROMENE

Samenvatting

Pluripotente stamcellen kunnen op een succesvolle manier worden geïsoleerd uit verscheidene weefsels van volwassen organismen. Dit opent de opwindende mogelijkheid van cel-gebaseerde therapieën voor een groot aantal klinische behandelingen. De ontwikkeling van geoptimaliseerde protocollen om cellen te verkrijgen, laten groeien en cryopreserveren, alsook van doeltreffende klinische behandel-procedures is echter geen gemakkelijke opdracht. Het therapeutisch potentieel van cellen die in vitro worden ontwikkeld, hangt af van een veelvoud van factoren (isolatie-procedures, donor- en weefsel-types, expansie- en bewaar-methoden, enz.). Researchers investeren veel moeite om te bepalen welke van deze vele variabelen een significante impact hebben op de ‘downstream’ prestaties van in vitro ontwikkelde stamcellen via het bestuderen van geassocieerde veranderingen in molekulaire profielen en hun effekt op het immuunsysteem van de gastheer. Dit hoofdstuk biedt een overzicht van de huidige toestand wat betreft de produktie van stamcellen en afgeleiden daarvan, welke het pad effenen voor verschillende behandelingen. Door de onderzoek-interesses van onze laboratoria, wordt een bijzondere nadruk gelegd op de potentiële voordelen van stamcel-gebaseerde therapeutica voor de behandeling van ruggemerg-letsels en de neuro-immuun ziekte Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) niet enkel door differentiatie- en cel-transplantatie mechanismen maar ook omwille van de anti-inflammatoire en immuun-regulerende capaciteiten van deze cellen.

1. Inleiding

Stamcellen vertonen bijzondere kenmerken die hen doen verschillen van andere cel-types. Ten eerste zijn het ongespecialiseerde, zelf-vernieuwende, in weefsels verblijvende cellen en ten tweede kunnen ze worden geïnduceerd om te differentiëren tot gespecialiseerde cel-types; wat beloftevol is naar de regeneratieve geneeskunde toe. Wanneer deze cellen worden geïsoleerd uit volwassen, volledig gedifferentieerde weefsels, worden ze beschouwd als volwassen stamcellen, ook zelfs als ze aanwezig zijn bij zuigelingen en foetussen. Daarom zou het meer gepast zijn er naar te refereren als weefsel-stamcellen of mesenchymale stamcellen [mesenchym = embryonaal bindweefsel] om ze te onderscheiden van residente voorloper-cellen met beperkte differentiatie-capaciteit. Deze MSCs [mesenchymale stamcellen; zie hieronder] kunnen worden geïsoleerd uit een groot aantal weefsels, zoals beenmerg, vet-weefsel, tandpulp, haar-follikels, amniotisch vocht [vruchtwater, beschermende vloeistof rond de foetus], gelei van Wharton [gelatineuze substantie met bindweefsel] in de navelstreng en zelfs uit zenuw- of hart-weefsel. MSCs zijn multipotent [kunnen tot een beperkt aantal celtypes differentiëren] en kunnen onder geschikte omstandigheden differentiëren naar chondrocyten [cellen die kraakbeen aanmaken en onderhouden], adipocyten [vet-cellen] en osteoblasten [cellen die botweefsel opbouwen]. MSCs kunnen in vitro meer dan een miljoen keer worden gekloond en ontwikkeld zonder hun differentiatie-potentieel te verliezen; wat theoretisch een rijke bron voor weefsel-herstel betekent. Hun gevoeligheid voor signalen uit de omgeving en genetische factoren, samen met een gebrek aan ‘standardized good manufacturing’ procedures (GMPs) gebaseerd op gedefinieerde componenten heeft echter hun waarachtig therapeutisch potentieel belemmerd. Sinds de ontdekking dat MSCs ‘mixed lymphocyte reactions’ [mengen van populaties (genetisch verschillende) lymfocyten, bij een transplantatie bv.] inhiberen en de afstoting van allogene huid-transplanten voorkomen, heeft een groot aantal rapporten bewijsmateriaal geleverd dat MSCs immuun-suppressief en immuun-regulerend zijn; eigenschappen die therapeutisch aangewend kunnen worden. Er blijven echter uitdagingen omtrent het volledig begrijpen en controleren van het regeneratief potentieel van MSCs.

Naast MSCs betekende het herprogrammeren van terminaal gedifferentieerde cellen of de inductie van de-differentiatie door de introductie van bepaalde sets of transcriptie-factoren een bijkomende reeks opportuniteiten in het veld van de regeneratieve geneeskunde. iPScs of geïnduceerde pluripotente stamcellen faciliteren de produktie van patient-specifieke cellen die immune afstoting en ook ethische bezorgdheden van antwoord kunnen bieden. Hoewel ze hun waarde hebben bewezen wat betreft het genereren van in vitro modellen voor menselijke ziekte [neurodegeneratieve aandoeningen zoals Parkinson’s, ALS; autisme, dementie], heeft de lage efficiëntie wat betreft her-programmatie en de bezorgdheden omtrent de veiligheid verbonden met het proces van het herprogrammeren hun gebruik in de kliniek belet.

Op basis van de research-interesses van onze laboratoria zet dit hoofdstuk, via het bespreken van de vooruitgang op gebied van het genereren van stamcellen met klinische kwaliteit of hun neven-produkten, de potentiële voordelen van stamcel-gebaseerde therapeutica voor de behandeling van ruggemerg-letsels (SCI) en de neuro-immune ziekte Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) in de kijker.

2. Stamcel-therapie voor het herstel van ruggemerg-letsels

[…]

3. Stamcel-therapie voor andere neuro-immune gezondheid-problemen: potentiële voordelen voor de behandeling van Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS)

Mesenchymale stromale [steun-/ bindweefsel-] cellen (MSCs) werden in klinische testen (CTs) gebruikt voor een brede waaier aan immuun-gerelateerde gezondheid-problemen zoals acute en chronische inflammatoire aandoeningen, auto-immuun ziekten en transplant-afstoting omwille van hun krachtige immuun-suppressieve en anti-inflammatoire eigenschappen. In een overzicht [Wang et al. Human mesenchymal stem cells (MSCs) for treatment towards immune- and inflammation-mediated diseases: Review of current clinical trials. Journal of Biomedical Science (2016) 23: 76; echter niets over M.E.(cvs)] werd gewag gemaakt van meer dan 500 MSC-gerelateerde klinische testen die geregistreerd werden in de ‘clinicaltrials.gov’ database. Hoewel de immuun-modulerende eigenschappen van MSCs pas later werden geïdentificeerd werden of worden bijna de helft van de geregistreerde CTs (42%) uitgevoerd bij immuun- of inflammatie-gemedieerde ziekten [Multiple Sclerosis, type 1 diabetes mellitus, ‘graft-versus-host disease’, osteoartritis, prikkelbare darm syndroom].

Multipele Sclerose (MS) en het dier-model experimentele auto-immune encefalomyelitis (EAE) houden verband met inflammatie van het centraal zenuwstelsel, gliose [verhoogd aantal gliale cellen in een beschadigd gebied van de hersenen; non-specifieke neuropathologische reaktie van het brein op beschadiging], demyelinisatie en verlies van axonen. MSCs’ pleiotrope eigenschappen, inclusief immuun-modulatie, immuun-suppressie, neurotrofie en herstel-bevordering, maken hen tot aantrekkelijke kandidaten voor de behandeling van neurodegeneratieve ziekten, zoals MS. De her-myelinisatie voordelen die werden gerapporteerd voor MS worden grotendeels toegeschreven aan paracriene [waarbij door klieren uitgescheiden stoffen op de eigen of buur-cel inwerken] signalen en gesekreteerde oplosbare molekulen zoals tumor groei-factor (TGF-β1), interferon (INF)-γ, indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO) en prostaglandine-E2 (PGE2). Anderzijds bevorderen neurale voorlopers verkregen uit geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs) de levensvatbaarheid van endogene OPCs [oligodendrocyt (type glia-cel met als voornaamste funktie het myeliniseren van axonen) progenitor (voorloper) cellen] wat de her-myelinisatie door de sekretie van leukemie inhiberende factor (LIF [cytokine dat cel-groei beïnvloedt door het inhiberen van differentiatie]) bij EAE. Er werd getoond dat LIF, een lid van de IL-6 cytokine familie die betrokken bleek in the pathofysiologie van MS, neuroprotectie en axonale regeneratie bood alsook de preventie van demyelinisatie.

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een complexe, multi-orgaan/-systeem ziekte, dikwijls ruïnerend, waar geen diagnostische test voor bestaat. De diagnose van M.E./CVS is gebaseerd op exclusie, wat betekent dat andere medische aandoeningen (inclusief psychiatrische aandoeningen), eerst dienen te worden uitgesloten. De ziekte wordt gekenmerkt door diepgaande vermoeidheid en invaliditeit die minstens 6 maanden aanhoudt, episodes van cognitieve dysfunktie, slaap-stoornissen, autonome abnormaliteiten, chronische of periodieke pijn syndromen, microbioom-abnormaliteiten, cerebrale cytokine-ontregeling, ‘natural killer’ cel dysfunktie en andere symptomen die verslechteren door inspanning. […]. Hoewel de etiologie van M.E./CVS onbekend blijft, lijken de vele hypotheses te wijzen op pathologische immuunsysteem-storing. Auto-immune kenmerken en latente infektie van ongekende micro-organismen, met een chronisch geaktiveerd immuunsysteem leidend tot inflammatoire situaties, hebben onze groep er toe geleid voor te stellen dat op stamcellen gebaseerde therapeutica (zoals bij MS) ook voor deze patiënten mogelijks voordelen hebben. De Wereld Gezondheid Organisatie (WHO) heeft M.E./CVS geklassificeerd als een neurologische aandoening […] op basis van de cognitieve en andere neurologische symptomen waar deze patiënten onder lijden. De neurologische symptomen zouden echter kunnen worden verklaard door microgliale aktivatie en de minder-dan-normale aanmaak van cortisol en adrenocorticotroop hormoon (ACTH) die deze patiënten vertonen, met serotonine en corticotropine (CRH) ontregeling tot gevolg. Een daling van de cortisol-produktie door de bijnieren kan op z’n beurt de aktiviteit van het immuunsysteem beïnvloeden. MSC-therapeutica kunnen, ten minste gedeeltelijk, de normale immune en, misschien, neurale funktie herstellen. Pre-klinische veiligheid-studies dienen echter vooraf te gaan aan CTs bij M.E./CVS.

4. Huidige protocollen voor stamcel-therapeutica

4.1. Mesenchymale stamcellen (MSCs)

Op MSCs komt geen ‘major histocompatibility’ complex klasse-I of -II tot expressie, wat de transfer tussen gastheren zonder het triggeren van acute afstoting toelaat. De ‘International Society for Cellular Therapy’ (ISCT) definieert menselijke MSCs als volgt: […] expressie van CD105, CD73 & CD90, en geen expressie van of CD45, CD34, CD14 of CD11b, CD79α of CD19, en HLA-DR oppervlakte-molekulen; differentiëren in vitro tot osteoblasten, adipocyten en chondroblasten [mesenchymale voorloper-cellen die aanleiding geven tot chondrocyten]. […] Dergelijke cellen kunnen worden geïsoleerd uit verschillende bronnen (vet, beenmerg, navelstreng-bloed, tandpulp, enz.) maar o.a. de weefsel-bron, leeftijd van de donor, mate en condities van de in vitro ontwikkeling kunnen het regeneratief potentieel beïnvloeden […]. […] De hoge inherente heterogeniteit blijft een uitdaging. […]

Er zijn slechts 13 menselijke op MSC gebaseerde produkten met marketing-autorisatie. […] De belangrijkste bron is het beenmerg, gevolgd door vet-weefsel […]. Aangezien dit laatste minimaal invasief is, zou dit wel eens de voornaamste keuze kunnen worden voor volwassen stamcellen met klinische toepassingen. […]

[…]

Het is duidelijk dat de weefsel-bron en optimale groei-condities voor MSC-produktie afhankelijk zal zijn van de noden opgelegd door de toepassingen. […]

Het regeneratief vermogen van MSCs wordt toegeschreven aan hun anti-inflammatoire, immuun-regulerende eigenschappen […]. In een vroeg stadium van trauma of microbiële invasie, wanneer de concentratie van pro-inflammatoire cytokinen laag is, vertonen MSCs de antimicrobiële, pro-inflammatoire eigenschappen van neutrofielen. Naar gelang de inflammatie vordert en pro-inflammatoire cytokinen opbouwen, switchen MSCs naar een anti-inflammatoir fenotype. […]

4.2. Geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs)

NSPCs [neurale stam/progenitor(voorloper)-cellen] kunnen differentiëren naar neurale cellen […]. De voornaamste bronnen zijn het foetaal en volwassen brein, en volwassen ruggemerg […]. Foetale NSPCs kunnen gedurende lange periodes in vitro worden ontwikkeld, terwijl volwassen NSPCs een beperkter vermogen hebben.

[…] Er werd gerapporteerd dat NSPCs neuropathische pijn bevorderen, een zorgwekkende nevenwerking. […]

[…] Studies toonden de veiligheid van menselijke iPSC-afgeleide NSPCs […] en het potentieel gebruik bij ruggemerg-letsels. Ze hebben significante voordelen zoals de afwezigheid van ethische controverse omtrent hun afkomst en hun potentieel bij autologe transplantatie [toediening van eigen cellen], waardoor het risico op afstoting of nevenwerkingen door immuun-suppressie wordt vermeden. […].

[…]

[…] Chromosomale instabiliteit en tumor-ontwikkelend potentieel door oncogene over-expressie doen vragen rijzen omtrent hun gebruik in de kliniek. […]

[…]

4.3. Preconditionering van stamcellen

Het kan voordeel bieden om MSCs of iPSCs vóór transplantatie te preconditioneren naargelang de toepassing of therapie zodat de cellen van een bepaald gewenst fenotype zijn. […]

[…]

[…]. Preconditionering-protocollen omvatten typisch fysieke behandelingen zoals verschillende mates van hypoxie, mechanische stretching, toepassing van elektromagnetische velden of nabootsen van drie-dimensionele omgevingen enerzijds, en chemische of farmacologische behandelingen, inclusief herbale medicijnen of natuurlijke extracten anderzijds. […].

4.4. Op extracellulaire vesikels gebaseerde therapeutica

Hoewel autologe MSCs een veiliger keuze betekenen in termen van het vermijden van ongewenste immuun-responsen, kunnen donor co-morbiditeiten het gebruik van hun eigen stamcellen hinderen. […] Het zal belangrijk zijn DNA-methylatie en wijzigingen qua gen-expressie, die immuun-responsen kunnen opwekken zelfs als de iPSCs autoloog zijn, te monitoren. Daarom kan de mogelijkheid van een therapeutisch cel-vrij produkt zeer relevant zijn naar veiligheid toe.

[…] De therapeutische waarde van stamcellen kan voornamelijk te wijten zijn aan afgegeven factoren of sekretoom [alle factoren gesekreteerd door een cel] inclusief oplosbare en in vesikels verpakte factoren. Deze fraktie, extracellulaire vesikels (EVs [zie ‘Extracellulaire vesikels: potentiële biomerkers voor M.E.(cvs)?]) genaamd, is een heterogene mix van vesikels inclusief exosomen, een subset van vesikels met dubbel membraan gekenmerkt door de expressie van merkers zoals tetraspaninen [familie van membraan-proteïnen], CD9 [adhesie-molekule op het cel-oppervlak], CD63 [trans-membraan-proteïne] & CD81 [ook een cel-oppervlakte proteïne] met een rol bij intercellulaire communicatie, waaronder de transfer van hun lading (DNA, RNA & proteïnen).

[…]. Veel pre-klinische modellen toonden het nut van op EV gebaseerde therapie, inclusief langdurige neuroprotectie. Behandeling met van MSCs afgeleide EVs bevorderden langdurig herstel van cognitieve funkties bij door inflammatie geïnduceerd hersen-lestel. […] De superioriteit van EVs met betrekking tot cel-gebaseerde therapeutica ligt in z’n beschikbaarheid, gemak van opslag en distributie, gereduceerde immuun-antigeniciteit, schaalbaarheid en mogelijkheid van meerdere manieren van toediening. EVs kunnen ook worden aangewend als aflevering-partikels, door molekulen van genetisch gemodificeerde cellen die van belang blijken te zijn, te verpakken en zo het risico van de transfer van getransformeerde levende cellen te vermijden […]. […]

[…]

5. Besluiten

Hoewel CTs over het algemeen bewijs hebben geleverd omtrent de veiligheid van MSCs, is de verwijdering van FBS [‘fetal bovine serum’; foetaal runder serum] uit klinische stamcel-protocollen essentieel. Het verzamelen van een groot aantal donoren voor cellen en op frakties van menselijk bloed gebaseerde media (via het aanwenden van stamcel-banken) of het gebruik van ‘xeno-free’ [alle componenten afkomstig van hetzelfde organisme] synthetische, gedefinieerde media zou zich moeten vertalen in allogene MSC-preparaten die leiden tot meer homogene klinische resultaten. Zo zorgt men voor minimale immuun-gerelateerde veiligheid-overwegingen door FBS en onthult de echte therapeutische waarde van in vitro ontwikkelde MSCs.

De iPSC produktie-technologie biedt de mogelijkheid van het ontwikkelen van op maat van de patient gemaakte cel-therapieën met overéénkomstige veiligheid en immuun-gerelateerde voordelen, aangezien genetisch identieke cellen immune afstoting zouden moeten vermijden. iPSCs kunnen differentiëren tot alle drie de kiemlagen en ze geven, door hun aard, geen aanleiding tot een bio-ethisch debat. Veiligheid-overwegingen verbonden met in vivo eigenschappen van onsterfelijke cel-types en het gebruik van genetisch gemanipuleerde cellen geeft echter aanleiding tot regulering-problemen voor het gebruik in de kliniek.

Preconditionering van in vitro ontwikkelde MSCs om cel-lijn verplichtingen te verzekeren, kan voordelig uitdraaien voor verbeterde behandelingen van bepaalde ziekten. Optimalisatie voor de behandeling van SCI [‘spinal cord injury’, ruggemerg-letsel] en andere neuro-immune gezondheid-problemen zoals M.E./CVS blijven nodig. EVs en in het bijzonder exosoom-aangerijkte, van MSC afgeleide frakties kunnen eventueel de geprefereerde behandeling voor cel-vrije therapeutica (zelfstandig of in combinatie met andere klinische behandelingen) worden, eens de GMP-produktie geoptimaliseerd blijkt.

november 17, 2018

Cannabinoïden voor fibromyalgie?

Filed under: Behandeling — mewetenschap @ 7:43 am
Tags: , , ,

Meer en meer fibromyalgie-patiënten (en mensen met M.E.(cvs) met een neuropathische pijn) blijken hun heil te zoeken in het gebruik van (afgeleiden van) medicinale cannabis. De weinige beschikbare wetenschappelijke informatie is dikwijls tegenstrijdig en de vele anekdotische meldingen (positief en negatief) maken het de patient niet makkelijk om zich een duidelijk beeld te vormen. Daar bovenop komt de moeilijke beschikbaarheid/illegaliteit in sommige landen…

De resultaten van al dan niet wetenschappelijke testen worden beïnvloed door de vorm/samenstelling (‘volle cannabis’ of extracten, cannabidiol (CBD)/tetrahydrocannabinol (THC) verhouding) en manier van toediening (inhaleren, inslikken, druppelen op het mondholte-slijmvlies, …). Er is dus nog veel (onderzoek)werk aan de winkel en een éénduidig antwoord op de vraag of cannabis(-afgeleiden) nuttig zijn voor de pijnbestrijding bij fibromyalgie en/of M.E.(cvs) is momenteel niet te geven. Het blijft dus (jammer genoeg) voorlopig aan de individuele patient om zelf aan het nodige materiaal te raken en via ‘trial-and-error’ te weten te komen of het haar/hem iets oplevert.

Hieronder enkele ‘abstracts’ die een richting kunnen aangeven (of niet)…

**********

Nat Rev Rheumatol. (2018) 14: 488-498

Cannabinoids for the treatment of rheumatic diseases – where do we stand?

Katz-Talmor D1,2, Katz I1,3, Porat-Katz BS1,4, Shoenfeld Y5,6

1 Zabludowicz Centre for Autoimmune Diseases, Sheba Medical Centre, Tel Hashomer, Israel

2 Faculty of Medicine, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel

3 Sackler Faculty of Medicine, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel

4 Robert H. Smith Faculty of Agriculture, Food and Environment, School of Nutritional Sciences, Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel

5 Zabludowicz Centre for Autoimmune Diseases, Sheba Medical Centre, Tel Hashomer, Israel

6 Sackler Faculty of Medicine, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel

Samenvatting

Aangezien het medisch gebruik van cannabis wereldwijd meer en meer gelegaliseerd raakt, is een beter begrip van de medische en gevaarlijke effekten van dit medicijn dringend noodzakelijk. De pijn die met reumatische ziekten gepaard gaat, wordt in verscheidene landen als een veel voorkomende indicatie beschouwd voor medicinale cannabis. Tot hier toe hebben preliminaire klinische testen de effekten van cannabis onderzocht bij Reumatoïde Artritis, osteoartritis en fibromyalgie; preliminair bewijsmateriaal vond ook een associatie tussen het cannabinoïden systeem en andere reumatische aandoeningen, inclusief systemische sclerose en juveniele idiopathische artritis. De potentieel medicinale effekten van cannabis zouden kunnen worden toegeschreven aan de invloed op het immuunsysteem, aangezien het een immunomodulerend effekt uitoefent op verscheidene immuun-cellen, inclusief T-cellen, B-cellen en macrofagen. Het beschikbaar bewijsmateriaal is echter nog niet voldoende om de aanbeveling van behandeling met cannabinoïden voor reumatische ziekten te ondersteunen.

————————-

Medwave (2018) 18: e7154

Are cannabinoids effective for fibromyalgia?

Rocco M1, Rada G2

1 Facultad de Medicina, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Proyecto Epistemonikos, Santiago, Chile

2 Proyecto Epistemonikos, Santiago, Chile; Departamento de Medicina Interna, Facultad de Medicina, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Centro Evidencia UC, Escuela de Medicina, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; The Cochrane Collaboration; GRADE working group

Samenvatting

INLEIDING: Cannabinoïden werden voorgesteld als een therapeutisch alternatief voor fibromyalgie. Hun klinische doeltreffendheid is echter nog onderwerp van discussie.

METHODES: Om deze vraag te beantwoorden, gebruikten we Epistemonikos, de grootste database voor systematische gezondheid-‘reviews’, die wordt onderhouden door het screenen van meerdere informatie-bronnen, inclusief o.a. MEDLINE, EMBASE & Cochrane. We haalden gegevens uit de systematische overzichten, her-analyseerden gegevens van primaire studies en genereerden een samenvatting van de bevindingen.

RESULTATEN & BESLUITEN: We identificeerden 15 systematische ‘reviews’, inclusief 2 gerandomiseerde proeven. We besloten dat het niet duidelijk is of cannabinoïden enig nut hebben bij fibromyalgie omdat de zekerheid van het bewijsmateriaal zeer laag is. Aan de andere kant, worden ze geassocieerd met frequente bijwerkingen.

————————-

J Clin Rheumatol. (2018) 24: 255-258

Medical Cannabis for the Treatment of Fibromyalgia

Habib, George, MD, MPH*†‡; Artul, Suheil, MD§

* Rheumatology Unit, Laniado Hospital, Netanya

† Faculty of Medicine, Technion, Israel Institute of Technology, Haifa

‡ Rheumatolgy Clinic and §Department of Radiology, Nazareth Hospital, Nazareth Hospital, Nazareth

∥ Galilee Faculty of Medicine, Bar Ilan University, Ramat Gan, Israel

Samenvatting

ACHTERGROND: Fibromyalgie is een chronische pijn syndroom, gekenmerkt door chronische musculoskeletale pijn, vermoeidheid en stemming-stoornissen. Er zijn bijna geen gegevens over het effekt van medische cannabis (MC) op patiënten met fibromyalgie.

METHODES: Er werden gegevens verkregen van 2 ziekenhuizen in Israël over patiënten met een diagnose van fibromyalgie die werden behandeld met MC. Na toestemming van de patiënten werden demografische, klinische en laboratorium-parameters gedocumenteerd. Alle patiënten vulden ook de ‘Revised Fibromyalgia Impact Questionnaire’ in voor de periode vóór en na MC-behandeling.

RESULTATEN: Er werden 30 patiënten geïdentificeerd en 26 patiënten werden opgenomen in de studie. Er waren 19 vrouwelijke patiënten (73%) en de gemiddelde leeftijd van de studie-groep was 37,8 ± 7,6 jaar. De gemiddelde dosis MC was 26 ± 8,3 g per maand [roken], en de gemiddelde duur van het gebruik was 10,4 ± 11,3 maanden. Na het opstarten van de MC-behandeling rapporteerden alle patiënten een significante verbetering wat betreft elke parameter van de vragenlijst en 13 patiënten (50%) stopten met het innemen van andere medicatie voor fibromyalgie. Acht patiënten (30%) ervaarden matig nadelige effekten.

BESLUITEN: Behandeling met medische cannabis had een significant gunstig effekt bij patiënten met fibromyalgie, met weinig nadelige effekten.

————————-

Schmerz (2018) 32: 327-329

A weakly negative recommendation is not an absolute ‘no’ – Comment on AWMF guideline recommendations for cannabis-based medicines in fibromyalgia syndrome

Häuser W1,2, Petzke F3, Nothacker M4.

1 Innere Medizin, Klinikum Saarbrücken GmbH, Deutschland

2 MVZ für Schmerzmedizin und seelische Gesundheit Saarbrücken, Deutschland

3 Schmerzmedizin, Klinik für Anästhesiologie, Universitätsmedizin Göttingen, Deutschland

4 AWMF-Geschäftsstelle, Berlin, Deutschland

[Artikel in het Duits]

[…]

De auteurs ervaren een groot aantal afwijzing-percentages voor terugbetaling voor medicinale cannabis bij ernstige aandoeningen. Als argumentatie voor weigeringen bij patiënten met het fibromyalgie-syndroom wordt aangehaald: Geen ernstige ziekte; symptomen zijn onschadelijk in de zin van een normale levensverwachting; de patiënten kunnen de symptomen door middel van aktiviteiten verlichten” & “wetenschappelijk advies is dat cannabinoïden niet moeten worden aanbevolen”.

Vertegenwoordigers van de Duitse vereniging voor pijn-geneeskunde zijn tegen deze afkeuringen en vindt de richtlijnen te categorisch negatief. Enkele studie-resultaten werden geherwaardeerd. Bv. de studie door Skrabek RQ et al. (Nabilone for the treatment of pain in fibromyalgia. J Pain (2008) 9: 164-173): “de volledig synthetische THC-analoog nabilon (bootst THC na) werd via dubbel-blind, placebo-gecontroleerd en gerandomiseerd onderzoek bij 40 patiënten met fibromyalgie als doeltreffend bewezen”. Daartegenover staat het besluit van een ‘Cochrane Database of Systematic Reviews’ analyse uit 2016 (Walitt B et al.): “We vonden geen overtuigend, onbevooroordeeld hoge-kwaliteit bewijs dat nabilon waardevol zou zijn voor mensen met fibromyalgie.”.

[…]

Als conclusie voor de praktijk wordt geopperd dat besprekingen om consistente en wetenschappelijk geldige criteria vast te stellen voor het beoordelen van de kosten van op cannabis gebaseerde medicijnen nuttiger zijn dan het propageren van misvattingen en verkeerde interpretaties van individuele onderzoek-resultaten; ook om het risico op overdreven klinische hoop van op cannabis-gebaseerde medicijnen te relativeren.

november 3, 2018

Gliale aktivatie in de hersenen bij fibromyalgie

Filed under: Neurologie — mewetenschap @ 6:37 pm
Tags: , , , , , , ,

Een aantal jaren geleden gaven we hier al de mogelijkheid aan dat gliale cellen een rol zouden kunnen spelen bij M.E.(cvs). In een overzicht-artikel (zie ‘Gliale aktivatoren: doelwit voor de behandeling van centrale sensitisatie (chronische pijn)?’) suggereerden Jo Nijs en collega’s mogelijke triggers voor gliale aktiviteit die kunnen resulteren in centrale sensitisatie en chronische pijn. Een studie door Japanese onderzoekers had al bewijs geleverd dat er neuro-inflammatie aanwezig is in wijdverspreide hersen-gebieden bij M.E.(cvs)-patiënten (zie ‘Neuro-inflammatie bij Myalgische Encefalomyelitis (CVS) – een PET-studie’).

De groep van Marco Loggia (‘Pain Neuroimaging Lab’ van de ‘Harvard Medical School’ in Boston) bestudeerde de waarden van het translocator-proteïne (TSPO), een merker voor gliale aktivatie, in de hersenen (via positron-emissie-tomografie) bij patiënten met chronische lage-rug pijn (zie ‘Bewijs voor gliale aktivatie in de hersenen bij chronische pijn’). Dit onderzoek werd nu uitgebreid naar fibromyalgie – een aandoening gepaard met chronische pijn en overlappend met M.E.(cvs). Aangezien Zweedse researchers (van het ‘Karolinska Institute’ in Stockholm) met hetzelfde bezig waren, werden de krachten gebundeld. Een andere groep heeft overigens ook al bewijsmateriaal voor neuro-inflammatie bij fibromyalgie (FM) gevonden (zie ‘Systemische inflammatie & neuro-inflammatie bij fibromyalgie’).

Voor onderstaande studie werden dus patiënten van 2 geografisch verschillende plaatsen gecombineerd en er werd ook geprobeerd uit te zoeken welke van de verschillende gliale cel types (microglia of astrocyten) verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor de neuro-inflammatie. De gegevens wijzen aan dat microglia wellicht verantwoordelijk zijn voor de TSPO-verhoging. Ook het hersengebied dat er uit sprong (de cingulate cortex) bleek hetzelfde als bij de Japanese studie.

Jarred Younger, de man van Lage Dosis Naltrexon (o.a.), beoordeelt inflammatie in de hersenen van mensen met M.E.(cvs) via ‘heat-mapping’ (niet-invasieve manier – magnetische resonantie spectroscopische thermometrie – om de temperatuur van het brein in kaart te brengen) en test mogelijke behandelingen (molekulen die gliale cel aktivatie kunnen inhiberen zoals bv. dextromethorfan). Hij meldde ook al dat dit deel van de hersenen een centrale kan spelen bij zowel M.E.(cvs) als FM (resultaten nog niet gepubliceerd)…

————————-

Brain Behaviour & Immunity; 2018 (pre-print)

Brain glial activation in fibromyalgia – A multi-site positron emission tomography investigation

Albrecht DS1, Forsberg A2, Sandström A3, Bergan C4, Kadetoff D5, Protsenko E6, Lampa J7, Lee YC8, Höglund CO9, Catana C10, Cervenka S11, Akeju O12, Lekander M13, Cohen G14, Halldin C15, Taylor N16, Kim M17, Hooker JM18, Edwards RR19, Napadow V20, Kosek E21, Loggia ML22

1 A.A. Martinos Centre for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

2 Department of Clinical Neuroscience, Centre for Psychiatry Research, Karolinska Institutet, and Stockholm County Council, SE-171 76 Stockholm, Sweden

3 Department of Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden; Department of Neuroradiology, Karolinska University Hospital, Stockholm, Sweden

4 A.A. Martinos Centre for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

5 Department of Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden; Department of Neuroradiology, Karolinska University Hospital, Stockholm, Sweden; Stockholm Spine Centre, Stockholm, Sweden

6 A.A. Martinos Centre for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

7 Rheumatology Unit, Department of Medicine, Karolinska Institutet, Karolinska University Hospital, Stockholm, Sweden

8 Division of Rheumatology, Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States; Division of Rheumatology, Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago, IL, United States

9 Department of Physiology and Pharmacology, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden

10 A.A. Martinos Centre for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

11 Department of Clinical Neuroscience, Centre for Psychiatry Research, Karolinska Institutet, and Stockholm County Council, SE-171 76 Stockholm, Sweden

12 Department of Anesthesia, Critical Care and Pain Medicine, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

13 Department of Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden; Department of Neuroradiology, Karolinska University Hospital, Stockholm, Sweden; Stress Research Institute, Stockholm University, Stockholm, Sweden

14 Department of Rheumatology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

15 Department of Clinical Neuroscience, Centre for Psychiatry Research, Karolinska Institutet, and Stockholm County Council, SE-171 76 Stockholm, Sweden

16 Department of Anesthesia, Critical Care and Pain Medicine, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

17 Department of Rheumatology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

18 Department of Rheumatology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

19 Department of Anesthesiology, Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

20 A.A. Martinos Centre for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States; Department of Anesthesiology, Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

21 Department of Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden; Department of Neuroradiology, Karolinska University Hospital, Stockholm, Sweden; Stockholm Spine Centre, Stockholm, Sweden

22 A.A. Martinos Centre for Biomedical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, United States

Samenvatting

Fibromyalgie (FM) is een slecht begrepen chronische aandoening die wordt gekenmerkt door wijdverspreide musculoskeletale pijn, vermoeidheid en cognitieve problemen. Hoewel steeds meer bewijsmateriaal een rol voor neuro-inflammatie suggereert, bestaat er geen studie die direct bewijs heeft geleverd voor gliale aktivatie in de hersenen bij FM. In deze studie voerden we een Positron Emissie Tomografie (PET) studie uit gebruikmakend van [11C]PBR28, dat bindt op het translocator proteïne (TSPO) [mitochondriaal proteïne], een proteïne dat geupreguleerd is bij geaktiveerde microglia en astrocyten. Om de statistische ‘power’ en generaliseerbaarheid te vergroten, combineerden we gegevens die onafhankelijk werden verzameld in twee afzonderlijke instituten (het ‘Massachusetts General Hospital’ [MGH] & het ‘Karolinska Institutet’ [KI]). In een poging de bijdragen van verschillende gliale cel types bij FM te ontwarren, werd een kleiner staal gescand in KI met [11C]-L-deprenyl-D2 PET, waarvan wordt gedacht dat het voornamelijk het astrocytisch (maar niet microgliaal) signaal weerspiegelt. 31 FM-patiënten en 27 gezonde controles (HC) werden onderzocht d.m.v. [11C]PBR28 PET. 11 FM-patiënten en 11 HC weden gescand gebruikmakend van [11C]-L-deprenyl-D2 PET. Er werden gestandaardiseerde opname-waarden [‘standardized uptake value’ (SUV) = verhouding van de radioaktiviteit van een beeld op de totale geïnkjekteerde radioaktiviteit] – genormaliseerd t.o.v. het occipitale cortex signaal [SUVR; verhouding van de SUV van een gebied t.o.v. een referentie-gebied] en distributie-volume (VT [theoretisch volume nodig om de totale hoeveelheid toegediende molekule te bevatten zodat de concentratie die van het bloed-plasma is]) – berekend uit de [11C]PBR28 gegevens. [11C]-L-deprenyl-D2 werd gekwantificeerd […]. PET-beeldvorming van de groepen werden vergeleken en bij verschillen bekeken t.o.v. klinische variabelen. In vergelijking met HC, vertoonden FM-patiënten wijdverspreide corticale stijgingen, en geen dalingen, qua [11C]PBR28 VT & SUVR; het meest geprononceerd in de mediale en laterale wanden van de frontale en pariëtale kwabben. Er waren geen gebieden die significante groep-verschillen qua [11C]-L-deprenyl-D2 signaal vertoonden, inclusief die met een verhoogd [11C]PBR28 signaal bij de patiënten (p’s ≥ 0.53, ongecorrigeerd). De stijgingen qua [11C]PBR28 VT & SUVR waren gecorrelereerd, zowel ruimtelijk (t.t.z. werden gezien in overlappende gebieden) en, in meerdere gebieden, ook in termen van grootte-orde. In verkennende, ongecorrigeerde analyses bleken hogere subjectieve scores voor vermoeidheid van de FM-patiënten geassocieerd met gestegen [11C]PBR28 SUVR in de anterieure en posterieure middelste cingulate cortexen (p’s < 0.03). SUVR was niet significant geassocieerd met enige andere klinische variabele. Ons werk levert het eerste in vivo bewijs ter ondersteuning van een rol voor gliale aktivatie bij FM-pathofysiologie. Gezien het feit dat de stijgingen qua [11C]PBR28 signaal niet vergezeld gingen met een verhoogd [11C]-L-deprenyl-D2 signaal, suggereren onze gegevens dat microglia, maar niet astrocyten, wellicht voor de TSPO-verhoging in deze gebieden zorgen. Hoewel [11C]-L-deprenyl-D2 signalen niet gestegen bleken bij FM-patiënten, zijn grotere studies nodig om verder de rol te bepalen van mogelijke astrocytische bijdrage tot FM. Globaal ondersteunen onze gegevens gliale modulatie als een potentieel therapeutische strategie bij FM.

[Omwille van de techniciteit van de studie beperken we ons tot de bespreking.]

Bespreking

De huidige studie levert bewijsmateriaal aangaande verhoogde TSPO-binding, gemeten via [11C]PBR28 PET, bij patiënten met fibromyalgie (FM) in vergelijking met gezonde controles (HC). Deze merker voor gliale aktivatie was gestegen in meerdere hersen-gebieden die bij FM-pathologie betrokken bleken in eerdere beeldvorming-studies. We rapporteren ook positieve associaties tussen het TSPO PET-signaal in meerdere van deze gebieden en subjectieve vermoeidheid scores, één van de meest courante symptomen die door FM-patiënten worden gerapporteerd. Onze observaties ondersteunen een rol voor neuro-immune/gliale aktivatie bij FM-pathologie.

Deze resultaten komen overéén met een geheel aan klinische gegevens die een mogelijk verband suggereren tussen neuro-inflammatie en FM. Meerdere studies met FM-patiënten toonden verhoogde waarden van molekulen betrokken bij neurogliale signalering, zoals fractalkine [chemokine betrokken bij chronische pijn] & IL-8, in het cerebrospinaal vocht [Backryd E et al. Evidence of both systemic inflammation and neuroinflammation in fibromyalgia patients, as assessed by a multiplex protein panel applied to the cerebrospinal fluid and to plasma. J. Pain Res. (2017) 10: 515-525 /// Kadetoff D et al. Evidence of central inflammation in fibromyalgia – increased cerebrospinal fluid interleukin-8 levels. J. Neuroimmunol. (2012) 242: 33-38 /// Kosek E et al. Evidence of different mediators of central inflammation in dysfunctional and inflammatory pain – interleukin-8 in fibromyalgia and interleukin-1 beta in rheumatoid arthritis. J. Neuroimmunol. (2015) 280: 49-55]. Bovendien toonden eerdere studies een gestegen endogene opioïderge [werkend via opioïde neuropeptide systemen] tonus bij FM, die van belang kan zijn aangezien door opioïden geïnduceerde hyperalgesie geassocieerd is met gliale aktivatie. Overéénkomend met dit bewijs is het feit dat sommige farmacologische behandelingen betrokken bij het opioïden-systeem en/of met vermoedelijke inhiberende werkingen op gliale cellen van nut zijn bij FM. Een voorbeeld daarvan is lage-dosis naltrexon, een opioïde antagonist, waarvan inhibitie van de gliale aktivatie werd geopperd [onderzoek bij ratten] en die voordelige effekten bleek te hebben voor FM [Younger J & Mackey S. Fibromyalgia symptoms are reduced by low-dose naltrexone: a pilot study. Pain Med. (2009) 10: 663-672 /// Younger J et al. Effects of naltrexone on pain sensitivity and mood in fibromyalgia: no evidence for endogenous opioid pathophysiology. PloS One (2009) 4: e5180 /// zie ook ‘Gebruik van lage-dosis naltrexon (LDN) als anti-inflammatoire behandeling voor chronische pijn]. Daarnaast zijn serotonine/noradrenaline-heropname inhibitoren (SNRIs; bv. duloxetine & milnacipran [antidepressiva], enz.) bij de meest courant voorgeschreven farmacologische behandelingen voor FM, en vertonen ze een matige doeltreffendheid wat betreft het reduceren van enkele FM-symptomen. Hoewel het voornaamste werking-mechanisme van SNRIs het normaliseren van de concentraties van endogene monoamine neurotransmitters – waarvan wordt gedacht dat ze uit evenwicht zijn bij FM – is, kan een mogelijk bijkomend mechanisme gliale modulatie zijn, aangezien zowel duloxetine als milnacipran microgliale aktivatie in dieren-modellen afzwakken. Interessant: bij de gebieden die neuro-immune aktivatie vertonen in onze huidige studie was de PCC [posterieure (achterste) cingulate cortex; belangrijke kern van het ‘default mode network’ (DMN) die aktief is tijdens rust/slaap] / precuneus [‘voorwig’], een kern-gebied van het ‘default mode network’ [netwerk van hersen-gebieden die aktief zijn wanneer een individu wakker is en rust], waar veranderingen qua met pijn gerelateerde aktivatie na behandeling specifiek verband hielden met de mate van positieve klinische respons op milnacipran-behandeling bij fibromyalgie-patiënten. Er zijn verdere studies vereist om de specifieke cellulaire en molekulaire mechanismen van FM-farmacotherapieën beter te begrijpen, en de potentiële rol die gliale cel inhibitie bij hun doeltreffendheid speelt.

Het nut van TSPO als merker voor gliale aktivatie wordt ondersteund door talrijke pre-klinische en post-mortem studies. Hoewel TSPO alomtegenwoordig tot expressie komt bij veel cel-types, kan het worden gebruikt als een gevoelige merker voor gliale aktivatie in vitro omdat het dramatisch geupreguleerd is in gliale cellen in de context van een neuro-inflammatoire respons. TSPO-upregulering komt samen voor met geaktiveerde microglia en/of astrocyten bij een spectrum CZS-aandoeningen, inclusief dieren-modellen voor neuropathische pijn, dierlijke MS-modellen en menselijke MS-letsels, dieren-modellen voor Alzheimer’s en menselijk post-mortem weefsel, en vele andere. De bruikbaarheid van TSPO als merker voor gliale aktivatie wordt verder ondersteund door talrijke in vivo PET-beeldvorming studies bij mensen. In vele daarvan werd een verhoogd TSPO PET-signaal gezien in hersen-gebieden waarvan is geweten dat er gliale aktivatie optreedt. TSPO-stijgingen werden gedocumenteerd in de primaire motor-cortex bij ALS, in witte- of grijze- hersentof letsels bij MS, in amyloïd-positieve gebieden bij Alzheimer’s en in de basale ganglia bij Huntington’s. Terwijl een overvloed aan menselijke en pre-klinische studies ondersteuning bieden voor TSPO als een gliale merker, is het echter belangrijk op te merken dat niet alle studies TSPO-upreguleringen hebben gedekteerd bij neuropathologieën met een gehypothiseerde inflammatoire component. Bv.: eerder werk toonde geen verschillen qua TSPO PET-signaal bij cocaïne-afhankelijkheid en een verminderd signaal bij alkohol-afhankelijkheid. Bij patiënten met psychose, toonden initiële studies met TSPO-tracers van de eerste generatie een toename, terwijl recentere studies met radioliganden van de tweede generatie ondersteuning bieden voor een daling van de TSPO-waarden. Er is dus verder werk vereist voor een betere beoordeling van het potentieel nut van TSPO als een middel om neuro-inflammatie en de betekenis van de vastgestelde veranderingen in het TSPO-signaal in beeld te brengen, bijzonderlijk bij bepaalde pathologieën.

Daarnaast blijft, zelfs bij aandoeningen waar TSPO meer gevestigd is als een merker voor gliale aktivatie, de specifieke funktionele betekenis van de upregulering onduidelijk en een aktief onderzoeksgbebied. Talrijke pre-klinische studies tonen analgetische en anti-inflammatoire effekten van TSPO, zoals verhoogde expressie van anti-inflammatoir IL-10 en andere M2-gerelateerde microgliale genen [M2-type macrofagen geven cytokinen af die proliferatie van of naburige cellen en weefsel-herstel bevorderen], indicatief voor het feit dat wijzigingen qua TSPO-expressie mogelijks een adaptieve respons op een homeostatische belasting zijn. In vitro studies bij mensen suggereren ook dat immuniteit-belastingen TSPO-upregulering induceren in anti-inflammatoire M2-achtige macrofagen, en TSPO-daling in inflammatoire M1-achtige macrofagen. We documenteerden eerder significant hogere IL-10 concentraties in het cerebrospinaal vocht en andere anti-inflammatoire cytokinen bij FM-patiënten, in tegenstelling tot een meer klassiek (M1-achtig) pro-inflammatoir cytokine-profiel in het cerebrospinaal vocht bij patiënten met Reumatoïde Artritis. Alles tesamen suggereren deze observaties dat het gestegen [11C]PBR28 PET-signaal bij FM-patiënten de weerspiegeling is van een M2-achtig gliaal fenotype, hoewel dit speculatief blijft in afwezigheid van PET-tracers met een hogere mate van fenotype-specificiteit.

Zoals hierboven vermeld kan gestegen TSPO tijdens een neuro-inflammatoire respons samen voorkomen met zowel microglia als astrocyten, afhankelijk van de specifieke omstandigheden. De exacte cellulaire bijdragen van deze gliale subtypes aan het TSPO PET-signaal zijn als zodanig onzeker. Om de cellulaire specificiteit van de TSPO-verhogingen die werden gezien in deze studie op te helderen, werd een kleiner staal FM-patiënten – gedeeltelijk overlappend met het staal dat werd gescand met [11C]PBR28 – geëvalueerd met [11C]-L-deprenyl-D2 om de waarden van MAO-B [monoamine-oxidase B; enzyme met een belangrijke rol bij het katabolisme van neuro-aktieve en vaso-aktieve amines in het centraal zenuwstelsel en perifere weefsels] in de hersenen te kwantificeren. Er wordt gedacht dat de expressie van dit proteïne in gliale cellen overwegend, misschien zelfs exclusief, in astrocyten is – met weinig of geen bijdrage door monocyten of microglia. Bv.: MAO-B upregulering bleek samen voor te komen met reaktieve astrocyten in post-mortem weefsels van patiënten met Alzheimer’s & ALS, aandoeningen die ook stijgingen qua [11C]-L-deprenyl-D2 PET-signaal vertonen. Omdat we in onze huidige studie geen groep-verschillen zagen qua [11C]-L-deprenyl-D2 binding, suggereren onze gegevens dat verhoogd [11C] PBR28 signaal bij FM-patiënten zou kunnen worden bepaald door geaktiveerde microglia i.p.v. door astrocyten. Bovendien suggereert het gebrek aan groep-verschillen qua [11C]-L-deprenyl-D2 signaal in enige andere anatomisch gedefinieerde hersen-gebieden, inclusief de totale hersenen en grijze-hersenstof, dat astrocyten-aktivatie niet relevant kan zijn voor de FM-pathofysiologie.

Overéénkomstig met onze huidige bevindingen van verhoogd TSPO PET-signaal bij FM-patiënten, hebben we eerder TSPO-stijgingen in de hersenen bij patiënten met een andere pijn-aandoening, chronische lage-rug pijn, gerapporteerd [Loggia M et al. Evidence for brain glial activation in chronic pain patients. Brain (2015) 138 (3): 604-615]. In deze studie zagen we een verschillend ruimtelijk patroon van gliale aktivatie dat gelokaliseerd was in de thalamus en gebieden van de somato-sensorische [dat de zintuigelijke informatie komende van het lichaam-oppervlak en diepere weefsels (spieren, pezen en gewrichten) ontvangt/verwerkt] en motor-cortexen, consistent met de somatotope afbeelding [overéénkomst van een lichaamsgebied met een specifiek punt in het centraal zenuwstelsel] van de rug en benen, gebieden waar deze deelnemers pijn voelden. Bij de FM-patiënten zagen we daarentegen een patroon dat meer ruimtelijk uitgebreid was, en enkel corticale gebieden besloeg. De grotere corticale verspreiding van neuro-inflammatie bij FM-patiënten vergeleken met patiënten met chronische lage-rug pijn kan een weerspiegeling zijn van de verschillen qua klinische presentatie van deze 2 patiënten-groepen, aangezien de eerste meer wijdverspreide pijn, en een hogere incidentie van cognitieve problemen en affectieve co-morbiditeiten rapporteren. Opmerkenswaardig: de meerderheid van FM-patiënten rapporteren ook lage-rug pijn maar, anders dan in onze eerdere [11C]PBR28 studie, zagen we geen statistisch significante verhogingen qua TSPO PET-signaal in de thalamus bij FM; wat suggereert dat gelijkaardige pijn-symptomen in de2 aandoeningen door afzonderlijke mechanismen kunnen worden gemedieerd. Aan de andere kant bleek het TSPO PET-signaal in de cingulate cortex, wat bij onze FM-patiënten geassocieerd was met vermoeidheid-scores, gestegen bij bij patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.) [Nakatomi Y et al. Neuroinflammation in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: an (1)(1)C-(R)-PK11195 PET study. J. Nucl. Med. (2014) 55: 945-950], suggererend dat gliale aktivatie in dit gebied een potentieel mechanisme kan zijn dat aan de basis ligt van onderliggende pathologische vermoeidheid bij verschillende aandoeningen.

Belangrijk: onze resultaten toonden dat een verhoogd [11C]PBR28 signaal bij FM, dat initieel werd geïdentificeerd in de hoofd-analyse die gegevens van 2 verschillende lokaties (KI+MGH) combeerde, kon worden gezien voor elke plaats afzonderlijk in de follow-up analyses. De reproduceerbaarheid van de effekten op verschillende plaatsen versterkt de betrouwbaarheid betreffende de sterkte van onze observaties. We merkten echter ook dat de effekt-groottes voor de gegevens van de KI dataset globaal groter waren in vergelijking met deze van MGH. Dit verschil in grootte van de groep-verschillen kan het resultaat zijn van meerdere factoren, inclusief verschillende beeldvorming (andere PET-scanners, methodologie, tracer-injektie parameters, tracer-synthese, enz.). Daarnaast hadden patiënten van het KI significant hogere scores voor meerdere items van de ACR [American College of Rheumatology] diagnostisch criteria [fibromyalgie], inclusief symptoom-ernst en moeilijkheden om helder te denken, en namen ze minder medicatie.

Ten slotte zagen we een overlap qua ruimtelijk patroon van de [11C]PBR28 PET groep-verschillen tussen de SUVR- en VT-analyses, wat aangeeft dat deze analytische technieken een gelijkaardig potentieel hebben om gebieden die neuro-inflammatie vertonen bij FM te detekteren. […] Hoewel we in de huidige studie ook significant positieve correlaties tussen SUVR en VT in meerdere corticale gebieden observeerden, dient te worden opgemerkt dat een verband tussen deze metingen niet consistent werd gezien in de literatuur. Een diepgaander onderzoek naar de relatie tussen SUVR en VT is gerechtvaardigd om deze discrepantie beter te begrijpen.

Er waren meerdere waarschuwingen om in overweging te nemen bij het interpreteren van de resultaten van de huidige studie. In onze analyses implementeerden we een methode [technische uitleg] die wordt bekritiseerd als zijnde vatbaar zijn voor vals-positieven. We waren echter in staat stijgingen van het [11C]PBR28 signaal te tonen onafhankelijk voor elke studie-plaats, wat er op wijst dat het effekt waarschijnlijk het gevolg is van een echt fysiologisch effekt. […] Hoewel we vinden dat deze verkennende benadering gerechtvaardigd is, gezien het de eerste studie is die verhogingen qua TSPO-signaal bij FM toont, dient de klinische betekenis van [11C]PBR28 signaal stijging bij FM verder te worden onderzocht. Verder werden de ACR-gegevens voor alle patiënten van het KI en 2 van het MGH verkregen tijdens de screening maar niet bij de scan. Hoewel scores voor die vragenlijst stabiel zijn over tijd, is het mogelijk dat de scores van sommige patiënten veranderden tussen de screening en de scan. Ten slotte moeten de resultaten van de [11C]-L-deprenyl-D2 analyse omzichtig worden geïnterpreteerd. Belangrijk: de afwezigheid van een significant effekt kan niet worden bestempeld als overtuigend bewijs voor ‘geen verschil’, bijzonderlijk omwille van het klein staal in de huidige studie. Verder analyse met bij grotere groepen zal dus nodig zijn om te bevestigen dat astrocyten geen belangrijke rol spelen bij de pathofysiologie van FM.

Tot besluit: ons werk toont dat de waarden van de gliale merker TSPO, gemeten via [11C]PBR28 PET beeldvorming, in het brein gestegen zijn in de cortex van FM-patiënten t.o.v. gezonde controles. Bovendien vonden we een verband tussen het TSPO PET-signaal en vermoeidheid, een overheersend FM-symptoom. De afwezigheid van verhoogde [11C]-L-deprenyl-D2 binding bij FM kan worden gezien als ondersteuning voor een betrokkenheid van microgliale, eerder dan astrocytische, aktivatie. Toekomstige studies dienen te testen of gliale modulatie een werkbare therapeutische strategie voor FM kan zijn.

oktober 20, 2018

Rationale voor manuele therapie (massage) bij M.E.(cvs)?

Filed under: Behandeling — mewetenschap @ 5:46 pm
Tags: , , , , , , , , ,

Vele studies omtrent M.E.(cvs) hebben aangetoond dat deconditionering NIET de oorzaak is (argumentatie is terug te vinden op deze pagina’s); het kan wel een gevolg zijn. Patiënten weten ook dat inspanning (oefen-therapie) nefast is en de symptomen doet verergeren. Meer en meer wetenschappers nemen afstand van zij die dit (alsnog) blijven promoten. Gezien de heterogeniteit en de overlap met FM, sluiten wij niet uit dat zachte beweging (manuele therapie – massage, fascia-therapie) nuttig kan zijn voor een subgroep. Onderstaande publicatie beschrijft omstandig wat de redenen voor een dergelijk, eventueel succesvolle therapie zouden kunnen zijn…

Er wordt gewag gemaakt van het feit dat miRNAs (die ontregeld zijn bij FM & CVS/M.E.) reageren op druk-behandelingen, hun gebruik als (kandidaat) merkers verdient verder onderzoek…

De massage-technieken waarover men het heeft zijn of de gebruikelijke, de alternatieve – bv. Chinese TuiNa massage (gewrichtsmanipulaties en oefeningen die de circulatie bevorderen, dislocaties van gewrichten verminderen, de ‘soft tissues’ (weke delen) helen, het zenuwstelsel reguleren en de gewrichtsmobiliteit verbeteren) – of eerder experimentele (bv. zgn. ‘mimetische’ toestellen die elektro-mechanische knie-belasting of cyclische druk belasting – een cilinder die ritmisch drukt op en rolt over een weefsel – nabootsen of het gebruik van ferrogels – gel met magnetische partikels – gecombineerd met externe magneten om massage-achtige compressies – door elongatie en contractie – te verwezenlijken en spieren te laten regenereren)…

————————-

International Journal of Molecular Sciences Vol 19, #9, p 2673 (september 2018)

Unraveling the molecular determinants of manual therapy: An approach to integrative therapeutics for the treatment of Fibromyalgia and Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis

Jose Andres Espejo (1), Maria Garcia-Escudero (2), Elisa Oltra (3,4)

1 School of Experimental Sciences, Universidad Catolica de Valencia San Vicente Martir, 46001 Valencia, Spain

2 School of Physiotherapy, Universidad Catolica de Valencia San Vicente Martir, 46900 Valencia, Spain

3 School of Medicine, Universidad Catolica de Valencia San Vicente Martir, 46001 Valencia, Spain

4 Unidad Mixta CIPF-UCV, Centro de Investigacion Principe Felipe, 46012 Valencia, Spain

Samenvatting

De toepassing van protocollen zonder parameter-standaardisering en geschikte controles heeft er toe geleid dat manuele therapie (MT) en andere op fysiotherapie gebaseerde benaderingen controversiële uitkomsten opleverden. Er is dus urgentie om zorgvuldig standaard-protocollen te definiëren die er voor zorgen dat fysiotherapeutische behandelingen voldoen aan rigoureuze wetenschappelijke vereisten. Een manier waarop dit kan worden bereikt, is door het bestuderen van gen-expressie en fysiologische veranderingen die verband houden met bepaalde, parameter-gecontroleerde behandelingen in dieren-modellen, en deze kennis te vertalen naar behoorlijk ontworpen, objectieve, kwantitatief gemonitorde klinische testen (CTs). We stellen hier een molekulaire fysiotherapie benadering (MPTA) voor die multidisciplinaire teams vereist, om de wetenschappelijke redenen achter de talrijke rapporten, die gezondheid-voordelen toedichten aan MT-behandelingen, bloot te leggen. Het overzicht focust op de identificatie van MT-geïnduceerde fysiologische en molekulaire responsen die zouden kunnen gebruikt worden voor de behandeling van fibromyalgie (FM) & Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.). De systemische effekten die geassocieerd zijn met responsen op mechanische belasting worden bijzonder relevant beschouwd, aangezien ze suggereren dat gedefinieerde, lage-pijn anatomische gebieden kunnen worden geselekteerd voor MT-behandeling en toch globale voordelen opleveren, een aspect dat kan blijken essentieel te zijn voor het behandelen van FM. Daarnaast kan MT zorgen voor spier-conditionering bij sedentaire patiënten zonder krachtige fysieke inspanningen te vragen, wat bijzonder schadelijk is voor CVS/M.E.-patiënten. Zo kan MT een echte optie worden bij geneeskundige programma’s ter verbetering van FM & CVS/M.E.

1. Inleiding

[…] FM & CVS/M.E. vertonen dikwijls overlappende symptomen (FM-patiënten ervaren chronische vermoeidheid en CVS/M.E.-patiënten lijden onder gevoelige spieren en pijn) waardoor sommige auteurs stelden dat ze deel uitmaken van hetzelfde syndroom. Deze hypothese wordt ondersteund een analyse die verhoogd lactaat in ventriculair cerebrospinaal vocht rapporteert bij patiënten met CVS/M.E., FM of beide, t.o.v. gezonde controles [Natelson BH et al. Elevations of Ventricular Lactate Levels Occur in Both Chronic Fatigue Syndrome and Fibromyalgia. Fatigue (2017) 5: 15-20]. Verschillen betreffende een aantal klinisch en biologische parameters (PEM en autonome funktie, hormoon-systeem onevenwicht, gen-expressie & cytokine-profielen, en microRNA (miRNA) waarden in het bloed) suggereren echter dat de onderliggende pathofysiologie van FM & CVS/M.E. verschillen.

Farmacologische behandelingen […]

Niet-farmacologische therapieën […]

Graduele oefen therapie (GOT). FM-patiënten kunnen matige tot forse inspanningen leveren; ze ervaren echter problemen bij het uitvoeren en aanhouden van regimes met zelfs matige intensiteit omwille van verhoogde FM-symptomatologie geassocieerd met inspanning. Er werden ook voordelen van CGT/GOT-therapie voor CVS/M.E.-patiënten gerapporteerd (de PACE-testen) […] Er werden echter ernstige bezorgdheden geopperd omtrent het studie-ontwerp door de wetenschappelijke gemeenschap (ongeschikte definitie, scores die geen significante lange-termijn verbetering van vermoeidheid en lichamelijk funktioneren ondersteunen, …).

[…] Het feit dat inspanning spierpijn induceert en malaise triggert bij CVS/M.E., maakt dat deze optie ongeschikt is voor deze patiënten. Op fysiotherapie gebaseerde behandelingen, zoals manuele therapie (MT), kunnen anderzijds helpen […] door bv. het verhogen van de bloeddoorstroming en/of spier-tonus, zonder enige lichamelijke aktiviteit […]. Ter zelfder tijd kan MT de geest van de patient aanzetten tot relaxatie.

MT-protocollen, zoals de meeste fysiotherapeutische behandelingen, worden tot op heden slecht gedefinieerd maar toch rapporteren sommige CTs voordelen voor massage-therapie. Een systematisch overzicht en meta-analyse van gerandomiseerde klinische testen (RCTs) toonde bv. dat MT (≥ 5 weken) leidt tot verbetering qua pijn, bezorgdheid en depressie bij FM-patiënten [Li YH er al. Massage therapy for fibromyalgia: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. PLoS ONE (2014) 9: e89304 /// Yuan SL et al. Effectiveness of different styles of massage therapy in fibromyalgia: A systematic review and meta-analysis. Man Ther. (2015) 20: 257-264]. MT lijkt ook positieve effekten wat betreft de lichamelijke symptomen bij CVS/M.E. te triggeren […] [bv. Field TM et al. Massage therapy effects on depression and somatic symptoms in Chronic Fatigue Syndrome. J. Chronic Fatigue Syndr. (1997) 3: 43-51], wat suggereert dat MT kan worden aangewend voor therapeutische doeleinden (op zichzelf of in combinatie met farmacologische behandeling van symptomen).

Het doel van dit overzicht is om een mogelijke mechanisme-rationale voor de doeltreffende behandeling van FM & CVS/M.E. d.m.v. MT aan te wijzen. Toekomstige MT behandel-protocollen worden verwacht in staat te zijn de symptomen te managen die de dagelijkse aktiviteiten compromitteren en de gezondheid-toestand in het algemeen te verbeteren. Daartoe hebben we een overzicht gemaakt van het beschikbaar pre-klinisch bewijsmateriaal (fysieke behandelingen in dieren-modellen) en molekulaire veranderingen geïdentificeerd die geassocieerd zijn met MT-parameters die enerzijds immune, cognitieve en musculaire dysfunkties kunnen verbeteren en anderzijds pijn kunnen verlichten […].

[…]

2. Molekulaire determinanten van MT: lessen op basis van dieren-modellen en mimetische toestellen

MT omvat een aantal therapieën gebaseerd op de manuele manipulatie van gewrichten en zachte weefsels, met als doel het verlichten van pijn, reduceren van inflammatie, elimineren van spier-contracturen, verhogen van de ‘range of motion’ (ROM [bewegingsbereik]), vergemakkelijken van beweging, enz. en, uiteindelijk, het herstellen van de gezondheid. Het beslaat een diverse reeks technieken zoals massage, stretchen, manipulaties en mobilisaties e.a.

Stretch-protocollen worden veelvuldige gebruikt om spieren/pezen meer flexibel te maken en de ROM van gewrichten te verbeteren of de gezond te behouden. Omwille van ons uiteindelijk doel – de behandeling van de voornaamste symptomen van FM & CVS/M.E. met gestandaardiseerde doeltreffende protocollen – zullen we onze aandacht concentreren op het beschikbaar bewijsmateriaal omtrent passief stretchen [spieren opspannen zonder beweging], gedefinieerd als een MT-procedure die is uitgevoerd door een professionele fysiotherapeut.

De andere variant van MT die in dit overzicht zal worden besproken is massage. Massage werd gedefinieerd als een mechanische manipulatie van lichaamsweefsels met een ritmische druk en wrijven, met als doel het bevorderen van de gezondheid en het welzijn. Het wordt toegepast op zacht weefsels (huid, spieren en bindweefsel), soms met behulp van mechanische of elektrische apparaten. Er zijn verschillende massage-manoeuvres (wrijven, frictie, kneden, druk, percussies & vibraties) met betrekking tot variabelen zoals duur, frequentie, herhalingen of druk. Er werden verschillende voordelen toegeschreven aan verscheidene massage-manoeuvres; bv. massage met matige druk lijkt de vagale tonus te verhogen een ook essentieel te zijn voor het stimuleren van subcutane mechanoreceptoren [sensorische receptoren die reageren op mechanische druk of vervorming] die pijn-verlichtende signalen naar het brein sturen en ontstressende neurochemische stoffen, zoals serotonine en dopamine, afgeven.

MT-behandelingen zijn geassocieerd met mechano-transductie, een algemeen biofysisch proces waardoor cellen in staat zijn hun fysieke omgeving te ‘voelen’ en deze signalen te vertalen naar biochemische signalen, zoals verschuivingen in intracellulaire calcium-concentratie, wijziging van of gen-expressie profielen en de inductie of onderdrukking van signalering-mechanismen die uiteindelijk leiden tot morfologische en/of fysiologische veranderingen, die kunnen leiden tot therapeutische effekten.

Kennis omtrent de parameters die MT-programma’s induceren in behandelde weefsels, op molekulair niveau, zouden daarom moeten toelaten rigoureuze en gestandaardiseerde doeltreffende protocollen (MPTA) te ontwikkelen, die gezondheid-voordelen voor FM-, CVS/M.E. en andere patiënten bieden. Een initiële stap om deze kennis over de MT-behandelde weefsels te verwerven, omvat het evalueren van gen-expressie in gezonde weefsels vóór en na zorgvuldig gedefinieerde procedures.

Er zijn methodologische beperkingen bij deze studies met menselijke individuen die niet enkel om ethische redenen wat betreft staal-name verband houden, maar ook met de toepassing van de techniek (zoals de toepaste belasting, en de frequentie en duur van de sessies). Om deze beperkingen te overwinnen, worden pre-klinische dieren-proeven met mimetische [massage-nabootsende] toestellen uitgevoerd om molekulen of biologische patronen in het doelwit-weefsel te identificeren, om- in optimale omstandigheden – de geïdentificeerde merkers te vertalen naar een test (in een lichaamsvloeistof), ter monitoring in een klinische proef. Met dit doel voor ogen en een focus op bepaalde ziekte-problemen, gingen we over tot het samenvatten van de molekulaire informatie afkomstig van MT-behandelingen in dieren-modellen die relevant kunnen zijn voor de behandeling van FM & CVS/M.E.

[We geven het gedetailleerd/gespecialiseerd overzicht hier niet weer. Bespreking volgt hierna (met verwijzing naar meer relevant onderzoek). Onthoud dat het om proeven bij dieren gaat, dat de modellen experimenteel zijn en slechts lijken op FM of M.E.(cvs), en dat de MT-methodes dikwijls artificieel zijn.]

2.1. De neuro-immune impact van MT

[…]

2.2. Effekten van MT op spier-regeneratie

[…]

2.3. MT impact op pijn-verlichting

[…]

3. De rationale voor het aanwenden van MT om FM- & CVS/M.E.-dysfunkties te behandelen

Een systematisch overzicht en meta-analyse van 9 RCTs [FM] besloot dat MT met een duur van minstens 5 weken voordelige onmiddellijke effekten heeft op het verbeteren van pijn, bezorgdheid en depressie [Li YH er al. (hierboven)]. Hoewel sommige eerdere reviews over het effekt van MT voor de behandeling van FM-symptomen hiermee overéénstemmen, door te besluiten dat MT voordelen biedt voor FM-patiënten, gaven andere negatieve of niet-overtuigende resultaten. Veel van de studies opgenomen in deze overzichten waren echter slechts kwalitatief of het betrof preliminaire piloot-studies, met een klein aantal deelnemers. De auteurs geven als mogelijke verklaring van hun positieve bevindingen dat hun overzicht een groter aantal of RCTs omvatte en dat hun analyse subgroepering gebaseerd op de verschillende duur van de MT in beschouwing nam. Dit versterkt de nood aan MT parameter-standaardisering.

Daarnaast geeft een systematisch overzicht en meta-analyse van 60 hoge-kwaliteit en 7- kwaliteit RCTs aan dat MT op een doeltreffende manier pijn behandelt en dat het ook voordelig is voor de behandeling van angst in de algemene bevolking [Crawford C et al. Evidence for Massage Therapy (EMT) Working Group. The Impact of Massage Therapy on Function in Pain Populations-A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials: Part I, Patients Experiencing Pain in the General Population. Pain Med. (2016) 17: 1353-1375]. Een andere studie van hetzelfde type [140 studies] claimt dat MT de krachtigste methode is voor het verminderen van DOMS (‘delayed onset muscle soreness’ [zgn. ‘spier-kater’; spier-pijn en -stijfheid die men voelt enkele uren tot dagen na een intensieve fysieke aktiviteit]) en vermoeidheid na inspanning, vergeleken met druk-kledij, elektrostimulatie, stretchen, onderdompeling of cryotherapie. De auteurs zagen een matige afname van de spier-schade merker creatine-kinase (CK) en de inflammatie-merkers interleukine-6 (IL-6) & C-reaktief proteïne.

Aan de andere kant toonde de analyse van quadriceps-biopten van 11 mannelijke vrijwilligers dat MT inflammatie doet dalen na inspanning-geïnduceerde spier-schade door aktivatie van de mechano-transductie [mechanismen waarmee cellen mechanische stimulus (uitrekking, belasting) omzetten naar elektrochemische aktiviteit] signalisering-mechanismen ‘focal adhesion’ kinase (FAK) en extracellulair signaal gereguleerd kinase (ERK) 1/2, wat mitochondriale biogenese signalering induceert en – via het reduceren van de inflammatoire cytokinen TNF-α & IL-6, en de stress-factor Hsp27 [Crane J et al. Massage therapy attenuates inflammatory signaling after exercise-induced muscle damage. Sci. Transl. Med. (2012) 4: 113-119] – veranderingen die voordelig kunnen zijn voor FM- en CVS/M.E.-patiënten [Tsilioni et al. Neuropeptides CRH, SP, HK-1 and Inflammatory Cytokines IL-6 and TNF Are Increased in Serum of Patients with Fibromyalgia Syndrome, Implicating Mast Cells. J. Pharmacol. Exp. Ther. (2016) 356: 664-672; zie ook ‘Mogelijke rol van mest-cellen bij inflammatie in de hypothalamus bij M.E.(cvs)’ /// Patarca R et al. Dysregulated expression of tumor necrosis factor in Chronic Fatigue Syndrome: Interrelations with cellular sources and patterns of soluble immune mediator expression. Clin. Infect. Dis. (1994) 18: S43-S53]. Combinaties van MT en stretchen werden ook bestudeerd en toonden een significante vermindering van vermoeidheid […].

Bij de modellen die werden ontwikkeld om de fysiopathologie van FM & CVS/M.E. te verklaren, lijkt er één, minstens gedeeltelijk, de basis te leggen voor een potentiële impact van MT-behandelingen, niet enkel wat betreft het verlichten van symptomen maar ook het vertragen van de progressie van de ziekte: het neuromusculair belasting model [Rowe PC et al. Neuromuscular strain as a contributor to cognitive and other symptoms in Chronic Fatigue Syndrome: Hypothesis and conceptual model. Front. Physiol. (2013) 4: 115]. Deze auteurs stellen voor dat ‘neuromusculaire belasting’, een nadelige neurale spanning en belasting in spieren, fascia [fascia = bindweefsel rond spieren, botten en gewrichten] en andere zachte weefsels, werkt als een bijdragende factor tot cognitieve en andere symptomen bij CVS [Rowe PC et al. Neuromuscular Strain Increases Symptom Intensity in Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2016) 11: e0159386]. Als het vermogen van het zenuwstelsel om accommoderende veranderingen in lengte te ondergaan, als respons op de gewone lidmaat- en romp-bewegingen, verstoord is door de restrictie van bewegingen, verhoogt de mechanische spanning in de zenuwen, leidend tot neurodynamische dysfunktie, argumenteren deze auteurs. Deze dysfunktie draagt bij tot de pijn en andere symptomen die CVS-patiënten ondervinden, via mechanische sensitisatie processen, gewijzigde nociceptieve signalering en verminderde intra-neurale bloeddoorstroming, nadelige patronen van spier-kracht en -contractie, plus afgifte van inflammatoire neuropeptiden. Ondersteuning voor dit model komt van preliminaire gegevens verkregen uit een longitudinale studie (2 jaar) met 55 CVS-patiënten, die toont dat neuromusculaire beperking courant zijn bij CVS. Daarnaast laten ze zien dat longitudinale belasting op zenuwen en zachte weefsels van de onderste ledematen in staat is de symptoom-intensiteit bij individuen met CVS te verhogen, wat hun model steunt. Als de neuromusculaire belastingen onbehandeld blijven, zal het individu zich aan de verhoogde symptoom-last aanpassen, wat aanleiding geeft tot meer nadelen en centrale sensitisatie. De door de auteurs aanbevolen interventies om symptoom-verergering te vermijden, zijn MT, op inspanning gebaseerde benaderingen of alternatieve therapieën zoals yoga of Tai Chi. In feite rapporteren ze over de klinische verbetering van patiënten d.m.v. MT-benaderingen. Dit model lijkt aan te geven dat een handeling om neurale spanningen los te laten in vroege stadia van de ziekte het meest doeltreffend kan zijn.

Wanneer MT wordt toegepast op zachte en bindweefsels, treden lokale biochemische veranderingen (melkzuur, adenosine-trifosfaat, creatine-fosfaat) op, en de lokale bloed- en lymfe-circulatie van de spieren verhoogt. Ten gevolgde daarvan kunnen lokale nociceptieve [nociceptie = pijn-waarneming] en inflammatoire mediatoren gereabsorbeerd worden. Andere types druk-behandelingen (zoals neuromusculaire tape [zgn. kinesiotape; zorgt voor pijn-demping, druk-vermindering en verbetering van de bloed- & lymfe-circulatie]) die ook de lymfatische en vasculaire flow verhogen, versterken verzwakte spieren, leidden tot de identificatie van miRNAs die door de behandeling veranderden bij een Multipele Sclerose (MS) patient. Interessant: enkele van deze miRNAs bleken ontregeld bij zowel FM- [bv. Cerda-Olmedo G et al. Identification of a microRNA signature for the diagnosis of fibromyalgia. PLoS ONE (2015) 10: e0121903] als CVS/M.E.-patiënten [Brenu EW et al. Cytotoxic lymphocyte microRNAs as prospective biomarkers for Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J. Affect. Disord. (2012) 141: 261-269], wat suggereert dat druk-behandelingen ook voor hen therapeutisch nut kunnen hebben.

Anderzijds: MT verlicht pijn door de modulatie van serotonine-waarden bij patiënten met CVS/M.E. en FM, waarbij de neurale aktiviteit op segmentaal niveau [segmentale bezenuwing verwijst naar de verdeling van zenuwen in een orgaan of spier, deze zenuwen zijn verbonden met een segment van de ruggegraat] verandert; een gebied dat verantwoordelijk is voor stemming en pijn-perceptie. MT zou kunnen resulteren in de reductie van de H-reflex [Hoffmann’s reflex; respons van de spieren op elektrische stimulatie van sensorische verzels] bij een zelfs lage druk (1,25 kPa), wat wenselijk is voor FM-patiënten, aangezien spinale hyper-exciteerbaarheid geassocieerd is met een reeks chronische pijn syndromen. Myofasciale stretching wordt omgezet naar elektrofysiologische aktiviteit, wat ook pijn en andere symptomen kan reduceren via myofasciale communicatie, en afferente neurale paden die de subcorticale kernen en het limbisch systeem in het brein moduleren. MT doet circulerend cortisol dalen en β-endorfine stijgen na een massage van 30 min, wat de daling qua ervaren vermoeidheid na MT kan verklaren. Het is wenselijk MT-uitkomsten te correleren met de merkers die geassocieerd bleken met parameters van druk en/of stretchen in dieren-modellen, en dit zal de weg banen naar MT-behandelingen bij ziekte. De biomerker-informatie verkregen uit dieren-modellen is nu echter nog schaars en dient nog te worden geëvalueerd in RCTs.

In die zin werd niet enkel de grootte-orde van de belasting bij MT gecontroleerd maar ook het toegepast patroon. Men testte 3 verschillende niveaus van druk in 2 verschillende volgordes (verhogend en verminderend) door gebruik te maken van elektromyografie (om spier-aktiviteit te meten), en vond dat de fysiologische respons van de spier in feite afhankelijk is van het patroon van toegepaste drukken tijdens de massage, aangezien het dalend patroon de elektromyografische metingen veranderde. Deze bevinding is volgens de auteur consistent met een mechanisme waarbij lichte of matige druk de vermeerdering van spinale nociceptieve reflexen (typisch gestegen bij chronische pijn syndromen) reduceert.

Met betrekking tot musculoskeletale deconditionering of spier-atrofie geassocieerd met lange periodes van inaktiviteit (wat dikwijls voorkomt bij CVS/M.E.- en sommige FM-patiënten, bijzonderlijk bij ernstige gevallen), hebben onderzoekers getoond (door het nabootsen van de afwezigheid van belasting [‘unloading’] zoals bij micrograviteit [‘gewichtloosheid’, afwezigheid van zwaartekracht] door 21 dagen ononderbroken bed-rust en hypoxie) dat de meeste miRNAs die ontregeld raken, behoren tot miRNA-families die reageren op mechanische belastingen (mechano-miRs). Interessant is dat sommige van de miRs die geassocieerd zijn met micrograviteit ‘unloading’ ontregeld blijken bij FM- & CVS/M.E.-patiënten [bv. Petty RD et al. MicroRNAs hsa-miR-99b, hsa-miR-330,hsa-miR-126 and hsa-miR-30c: Potential Diagnostic Biomarkers in Natural Killer(NK) Cells of Patients with Chronic Fatigue Syndrome (CFS)/ Myalgic Encephalomyelitis (ME). PLoS ONE (2016) 11: e0150904]; wat suggereert dat MT therapeutische effekten kan hebben via het herstellen van miRNA-waarden in spieren.

Naast de druk-component van MT (die veranderingen in mechano-sensitieve receptoren, mechano-miRs en andere molekulen de gevoelig zijn voor deze fysieke input, of effekten in de immune- en zintuigelijke systemen induceert) omvat MT ook inherent een emotionele component die naar de patient wordt overgebracht d.m.v. mentale relaxatie door het gevoel van aanraking. Een positieve emotionele stimulus, zoals het bekijken van humoristische video’s, bleek slechts 12 h erna de NK cytotoxische aktiviteit te verhogen. In een andere studie toonde een programma van 8 weken met 20-30 min/dag meditatie thuis, 6 dagen/week (‘mindfulness-based stress-reduction’, MBSR), verhoogde dodende aktiviteit van NK-cellen bij individuen die een verbetering meldden. Het strelen van dieren gaf andere reakties dan door druk. Ook lage-druk MT bij te vroeg geboren neonaten induceert een positief effekt wat betreft gewicht-toename en stijging van de vagale tonus. Deze observaties geven aan dat MT-protocollen verschillende effekten voor verschillende individuen kunnen hebben en context-afhankelijk (behandelaar en omgeving) zijn, wat leidt tot heterogene responsen, een beperking voor de experimentele reproduceerbaarheid die moeilijk te controleren lijkt.

Anderzijds is het belangrijk op te merken dat de toestand van centrale sensitiviteit gedefinieerd voor FM en voor de drempel van hyperalgesie of allodynia voor patiënten in het algemeen (d.i. pijn geïnduceerd door aanraking of massage) beperkingen voor MT-behandelingen kunnen betekenen, aangezien bepaalde krachten vereist lijken om molekulaire veranderingen (en dus voordelen) te induceren in dieren-modellen. Via het uitproberen van manuele krachten tussen 0,76 en 4,54 N/cm om hypo-algetische [pijn-verminderende] effekten te verkrijgen, besloot men dat de toegepaste kracht cruciaal was voor pijn-verlichting […]. De intensiteit van de therapeutische krachten zou door FM-patiënten als een ondragelijke pijn kunnen worden ervaren, wat de toepassing beperkt. Aangezien de druk-effekten echter systemisch bleken, met een impact op contra-laterale [aan de andere kant gelegen] onbehandelde ledematen (bij dieren te minste), zou MT kunnen worden geconcentreerd op lage-pijn gebieden en toch globale pijn-reducerende voordelen kunnen geven.

4. Toekomstige richtingen

Het ontwerpen van doeltreffende reproduceerbare MT-behandelingen hangt af van de standaardisering van protocollen door het rigoureus definiëren van druk- en stretch-krachten, de omvang van het behandeld gebied en frequentie van toegepaste bewegingen. De in het protocol ingestelde parameters dienen te worden gerechtvaardigd door gecontroleerde bevindingen. In dit opzicht lijken dieren-experimenten fundamenteel voor het bepalen van de fysiologische en molekulaire veranderingen die met de behandelingen geassocieerd zijn. Om de potentiële voordelen van MT voor de behandeling van FM & CVS/M.E. te identificeren, gaven we een overzicht aangaande de impact die MT kan hebben op spier-regeneratie, zodat gedeconditioneerde of geatrofieerde spieren herstellen, op pijn-verlichting en op de immuun- en neurale systemen. Het bewijsmateriaal verkregen uit dieren-experimenten die gebruik maken van nabootsende toestellen wordt als waardevol maar onvolledig beschouwd. Hoewel de respons op MT-manoeuvres op molekulair niveau duidelijk is – bv. de [immune] tolerantie geassocieerde merker ILT3 [‘immunoglobulin-like transcript’] die nuttig kan zijn bij auto-immune ziekten, lijkt te worden geïnduceerd door behandelingen met matige druk en veel miRNAs reageren op bepaalde druk-belastingen – beperkt de huidge schaarste qua informatie de mogelijke waarde van MT voor bepaalde gezondheid-problemen.

[…] Er is een groeiende interesse in het evalueren van de effekten die fysiotherapie induceert in organismen op molekulair niveau. Dit zal gebeuren via het opzetten van databases gevoed met molekulaire en fysiologische observaties bij dieren en andere experimentele modellen zodat researchers doordachte, op ziekte gerichte MT-gebaseerde CTs zullen kunnen ontwerpen. De resultaten van CTs dienen te worden gebruikt voor de validatie en verfijning van initiële protocollen in voortgezette CTs om eindelijk geoptimaliseerde doeltreffende op fysiotherapie gebaseerde therapeutische programma’s voor bepaalde gezondheid-problemen te ontrafelen. […]

De mogelijke beperking van miRNA-profielen als merkers voor ziekte of als biomerker voor de respons op behandelingen dient te worden vermeld. Toekomstige studies zouden andere niet-coderende RNAs zoals circulaire [gesloten ring] RNAs, piwi RNAs [die interageren met regulerende proteïnen verantwoordelijk voor stamcel differentiatie], kleine nucleolaire RNAs of lange niet-coderende RNAs, alsook mRNA of alternatieve ‘splicing’ profielen geassocieerd met bepaalde zietke-aandoeningen kunnen identificeren, om een completer beeld te krijgen van de fysiologische toestand van weefsels.

Een benadering gelijkaardig met miRDDCR (een op miRNA gebaseerde methode om uitgebreid medicijn/ziekte causale verbanden af te leiden) kan worden opgebouwd om het MT/ziekte verband te onderzoeken, ongeacht biomerker/ziekte verband. Van zodra molekulaire biomerkers voor FM & CVS/M.E. beschikbaar en gevalideerd worden, zal de selektie van molekulaire determinanten om de effekten van MT voor deze patiënten te monitoren makkelijker worden. Het feit dat onbeschadigd spier-weefsel op een vastgelegd fysiotherapie-programma reageert met bepaalde gen-expressie profielen garandeert niet dat beschadigd of ziek weefsel een equivalente respons zal geven. Daarom is het nodig dat de evaluatie van een behandeling dierlijke ziekte-modellen omvat die de ziekte getrouw weergeven. Ondanks het gebrek aan gevalideerde biomerkers voor FM & CVS/M.E. werden slechts enkele dieren-modellen ontwikkeld die kunnen worden gebruikt voor initiële vergelijkingen.

Enkele op MT gebaseerde klinische behandelingen […] gebruiken veel kracht om voorbijgaande lokale inflammatie te induceren, met als uiteindelijk doel het bevorderen van herstel en regeneratie. Hoewel een voordeel van deze benadering tot op heden niet volledig kan worden genegeerd, wordt bij voorkeur de verkenning van MT-protocollen met matige belasting aanbevolen voor de behandeling van FM & CVS/M.E., met de intentie van het ongemak voor de patient te minimaliseren maar toch voor een verbetering van de gezondheid te zorgen. Massages met zacht tot matige druk vermijden daarnaast vermoeidheid na behandeling.

Een belangrijke beperking die dient geminimaliseerd te worden bij het ontwerpen van reproduceerbare, geoptimaliseerde, gestandaardiseerde MT-protocollen gebaseerd op gedefinieerde druk- en stretch-intensiteiten, is de inherent affectieve of emotionele respons geassocieerd met dit type behandeling. Responders op deze affectieve signalen kunnen worden gecontroleerd door het toepassen van MT-protocollen onder de drempel-waarden voor mechanische respons (nep-behandelingen). Placebo responders zullen worden uitgesloten voor CTs die MPTA-gebaseerd zijn, in een poging om respons op mechanische signalen te isoleren van affectieve [stemming] responsen.

Als een manier om het succes van MT te monitoren, naar het opstellen van de criteria voor protocol-optimalisatie in CTs (validatie en verfijning) toe, moet de gezondheid-toestand van de patiënten onder behandeling worden geëvalueerd. Het zou hierbij zeer nuttig zijn methodes in aanmerking te laten komen die minimaal invasief zijn maar ook informatief en sensitief zijn. Deze eisen kunnen misschien worden vervuld door de afname van een kleine hoeveelheid bloed of ander lichaamsvocht om makkelijk veranderingen in biomerker-waarden te bepalen. In het geval van FM & CVS/M.E., complexe ziekten die verscheidene weefsels en systemen aantasten, kunnen EVs [zie ‘Extracellulaire vesikels: potentiële biomerkers voor M.E.(cvs)?] voordelen bieden.

EVs zijn een mengeling van vesikels met verschillende funkties die door alle cel-types worden gesekreteerd. Onder andere een afzonderlijke set vesikels die bepaalde merkers bezit en die ontstaan uit multi-vesiculaire lichaampjes in de cel, de exosomen, trokken speciaal de aandacht omwille van hun inter-cellulaire communicatie funkties. Door het gericht verpakken van bepaalde molekulen, in het bijzonder miRNAs, hebben deze exosomen getoond dat ze ziekte verspreiden en in stand houden. Het feit dat EVs worden afgegeven door alle weefsels in lichaamsvochten biedt het voordeel dat de analyse ervan zal informeren over de toestand van organen en weefsels, wat mogelijks in de toekomst de noodzaak voor traditionele invasieve biopten zal vervangen.

Andere testen in lichaamsvochten waarbij geen EV-isolatie nodig is, zijn ook beschikbaar; bv: in een studie door werden IgA-waarden in het speeksel gebruikt om de effekten te monitoren van 40 min myofasciale inductie [faciliteren van de beweging door manipuleren van het fascia-systeem] door MT na inspanning door gezonde individuen. Speeksel wint aan belang als een niet-invasieve methode voor de diagnose, het voorspellen en de progressie van meerdere ziekten, en het kan een makkelijke manier bieden om de doeltreffendheid van fysiotherapie-protocollen in de toekomst te monitoren.

5. Besluiten

Samengevat kunnen we concluderen dat er een dringende noodzakelijkheid is om MT, en fysiotherapie-protocollen in het algemeen te standaardiseren, controleren en optimaliseren, aangezien de tegenstrijdige resultaten die frequent in de literatuur werden gevonden kunnen voortvloeien uit subjectieve componenten en het gebrek aan precieze parameter-definiëring bij dergelijke procedures. Gen-expressie informatie in verband met gedefinieerde MT-parameters zou als richtlijn kunnen dienen voor een adequaat ontwerp van MT-protocollen die dan getest en verfijnd worden in CTs.

Het potentieel van microRNAs en in het bijzonder mechano-miR profielen als benadering om MT-behandelingen te monitoren kreeg hier bewijskracht. Een vergelijking van resultaten van studies bij dieren-modellen en MT mimetische toestellen, samen met FM- & CVS/M.E. dysfunkties, wijst op plausibele voordelen van MT-behandelingen voor deze patiënten. Verder: MT biedt een veilig alternatief voor fysieke inspanning, mits hyperalgesie en allodynia de toepassing van doeltreffende druk- of stretch-krachten toelaat. Een meer complete visie omtrent molekulaire patronen geassocieerd met ziekte en vooral MT-protocollen is echter nodig om de ontwikkeling van doeltreffende en veilige MT-behandelingen te verzekeren, is vereist.

oktober 6, 2018

Gewijzigde samenstelling & funktie van het oraal microbioom bij CVS

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 6:05 am
Tags: , , ,

Er werden al wijzigingen in de microbiële gemeenschappen van M.E.(cvs)-patiënten gedetekteerd. Nu vond men deze (weliswaar andere) ook in de mondholte. Wederom waren er aanwijzingen voor een verstoord metabolisme.

Of dit een oorzaak of gevolg is blijft nog open… Het blijft momenteel nog te voorbarig om verregaande conclusies te trekken – dat geven de auteurs zelf aan – maar het vinden van indicaties over metabole verstoringen blijkt consistent.

————————-

Plos One Vol 13, #9, p e0203503 (september 2018)

Chronic Fatigue Syndrome patients have alterations in their oral microbiome composition and function

Taiwu Wang (1,2), Lei Yu (1), Cong Xu (1), Keli Pan (1), Minglu Mo (1), Mingxiang Duan (1), Yao Zhang (1), Hongyan Xiong (1)

1 Department of Epidemiology, College of Preventive Medicine, Third Military Medical University, Chongqing, People’s Republic of China

2 Research Institute for Medicine of Nanjing Command, Nanjing, P.R. China, Nanjing, China

Samenvatting

Gastheer/microben interakties bleken geïmpliceerd bij de pathogenese van Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS), maar of het oraal microbioom gewijzigd is bij CVS-patiënten is ongeweten. We verkenden veranderingen van het oraal microbioom bij Chinese Han CVS-patiënten gebruikmakend van 16S rRNA gen sequentie-bepaling en wijzigingen qua funktioneel potentieel van het oraal microbioom d.m.v. PICRUSt. We vonden dat de Shannon & Simpson diversiteit-indexen niet verschillend waren bij CVS-patiënten t.o.v. gezonde controles, maar de globale samenstelling van het oraal microbioom was anders (p < 0.01). CVS-patiënten hadden een hogere relatieve hoeveelheid Fusobacteria vergeleken met gezonde controles. Verder waren de geslachten Leptotrichia, Prevotella & Fusobacterium aangerijkt, en Haemophilus, Veillonella & Porphyromonas verminderd bij CVS-patiënten t.o.v. gezonde controles. Funktionele analyse van afgeleide metagenomen toonde dat de bij CVS gewijzigde bakteriële geslachten voornamelijk waren geassocieerd met het aminozuren- en energie-metabolisme. Onze bevindingen tonen aan dat het oraal microbioom bij CVS-patiënten verschillend is van dat bij gezonde controles, en deze verschillen leiden tot verschuivingen qua funktionele mechanismen met implicaties voor CVS-pathogenese. Deze bevindingen verhogen onze kennis over de relatie tussen de orale microbiota en CVS, wat ons begrip omtrent CVS-pathogenese zal vooruit helpen en kan bijdragen aan toekomstige verbeteringen naar behandeling en diagnose toe.

Inleiding

Bakterieën koloniseren de mondholte snel na de geboorte en deze worden stabiel in meerdere niches binnen dit ecosysteem. Deze orale bakteriële gemeenschappen, of microbioom, bevatten 1.000 verschillende soorten en zijn zeer complex. Het oraal microbioom is de tweede meest complexe bakteriële gemeenschap in het lichaam, na dat van de dikke darm. Het oraal microbioom is geassocieerd met orale ziekten, alsook tand-bederf, endodontische infekties [van het tand-wortelkanaal], gingivitis [ontsteking van het tandvlees] en periodontitis [paradontitis; ontsteking van het weefsel rond de tanden], en ook met niet-orale ziekten [pancreas]. In een […] ‘case’-controle studie bleken Porphyromonas gingivalis & Aggregatibacter actionmycetemcomitans, leden van het oraal microbioom, geassocieerd met een verhoogd risico op pancreas-kanker, terwijl het fylum [de stam] Fusobacteria en z’n geslacht Leptotrichia geassocieerd bleken met een verlaagd risico op pancreas-kanker. Verder zijn veranderingen qua samenstelling van bakterieën aanwezig in het oraal microbioom geassocieerd met intestinale dysbiose in muis-modellen voor colitis [inflammatie van de darmwand]. Bijkomend bewijsmateriaal heeft aangetoond dat het oraal microbioom niet enkel een belangrijke rol speelt bij ziekte-toestanden maar bij de gezondheid van mensen, inclusief bij de immuun-respons, het metabolisme en vertering van nutriënten.

[…] De oorzaak van CVS blijft onbekend.

Hoewel de etiologie van CVS nog ongekend is, suggereert bewijsmateriaal dat een complexe wisselwerking tussen genetische, milieu- en microbiële factoren betrokken is bij de oorzaak. CVS is een systeem-ziekte die kan optreden met inflammatoire symptomen; bv. inflammatie van de orale mucosa [slijmvlies; in dit geval van de mondholte] wordt courant beschreven bij patiënten met CVS. Hoewel wijzigingen van de darm-microbiota geassocieerd bleken met CVS [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 /// Mandarano AH et al. Eukaryotes in the gut microbiota in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. PeerJ. (2018) 6: e4282], werden veranderingen qua orale microbiota bij CVS-patiënten niet bestudeerd. Het oraal microbioom verdient te worden verkend omdat deze microbiële gemeenschap kan bijdragen tot CVS-symptomen en omdat bakterieën van het oraal microbioom een bron kunnen zijn van niet-invasieve biomerkers voor CVS. Om te begrijpen of er wijzigingen optreden in het oraal microbioom van CVS-patiënten voerden we daarom een uitgebreide beoordeling uit van de samenstelling van het oraal microbioom en de hoeveelheden van individuele taxa [meervoud van taxon – taxonomische groepen; organismen die samen een éénheid vormen] d.m.v. sequentie-bepaling van bakterieel 16S rRNA bij CVS-patiënten en gematchte controles. Daarnaast voorspelde een analyse uitgevoerd d.m.v. PICRUSt [‘phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states’; een computer-techniek om de funktionele samenstelling van een metagenoom te voorspellen, gebruikmakend van merker-genen uit een database met referentie-genomen] de funktionaliteit van het bakterieel metagenoom op basis van de 16S rRNA genen. Deze studie zal wijzigingen in de samenstelling van het oraal microbioom en de funktie bij CVS-patiënten in de Chinese Han populatie [grootste etnische groep van China] blootleggen.

Materialen & methodes

Recrutering

[…] Fukuda criteria voor CVS […]. Patiënten met epilepsie, inflammatoire darm-ziekte, type-1 diabetes, chronische obstructieve long-ziekte, psoriasis, Reumatoïde Artritis en Lupus Erythematosus werden uitgesloten. Controles werden gematcht voor leeftijd, geslacht en body-mass-index […]. De gezonde controles werden ook uitgesloten op basis van de volgende criteria: individuen met symptomen gelijkaardig als bij een CVS-diagnose en met een virale infektie, aktieve bakteriële, schimmel- of orale ziekte zoals gingivitis en/of periodontitis. De controles hadden geen antibiotica, probiotica, prebiotica of synbiotica genomen 2 maanden voor speeksel-stalen werden verzameld.

[…]

DNA-extractie, amplificatie van bakterieel 16S rRNA & sequentie-bepaling

[…]

Bio-informatica & statistische analyse

[…]

We wenden een ‘machine-learning’ benadering aan om CVS-patiënten te onderscheiden van gezonde controles. Voor deze analyses gebruikten we taxon-hoeveelheden gebaseerd op ‘operational taxonomic units’ [OTUs; refereert naar clusters van organismen gegroepeerd op basis van DNA-sequentie gelijkenis van een specifiek merker-gen] op verschillende niveaus. Er werd logistische regressie [een statistische methode] aangewend om de CVS-patiënten te klassificeren en ‘area under the curve’ (AUC [maatstaf voor de diagnostische accuraatheid]) om de prestaties te evalueren […]. We gebruikten PICRUSt om de bakteriële metagenoom-inhoud van op 16S rRNA gen gebaseerde microbiële samenstellingen te voorspellen en funkties te voorspellen […]. Funkties worden afegeleid op basis van de ‘Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes’ (KEGG) [een database die genomische, chemische systemische funktionele informatie bevat]. Er werd ‘statistical analysis of metagenomic profiles’ (STAMP [grafische software voor de analyse van taxonomische en funktionele profielen] gebruikt om verschillen qua in KEGG-funkties te bepalen.

Resultaten

Deelnemers aan de studie

De 91 deelnemers (46 CVS-patiënten en 45 gezonde controles) verschilden niet qua leeftijd (37,43 ± 7,53 vs. 36,98 ± 7,23, p = 0.31), geslacht (man/vrouw) (32/14 vs. 30/15, p = 0.94) of BMI (24,53 ± 3,23 vs 23,86 ± 3,58, p = 0.35). […]

Overzicht van 16S rRNA sequentie-bepaling: sequenties, kwaliteit-analyse & geïdentificeerde taxa

Sequentie-bepaling van het 16s rRNA gen uit de mondholte van onze 91 individuen leverde 2.753.405 ruwe sequenties op (18.615 tot 44.950 ‘reads’ [een ‘read’ is het resultaat van een sequentie-bepaling (volgorde van de base-paren of nucletioden)] van 420-460 baseparen met een gemiddelde lengte van 445 bp). […] Na kwaliteit-controle bleven 15.340 ‘reads’ van hoge kwaliteit per staal over voor verdere analyse. De omvang in de 2 groepen voor alle stalen was ca. 99,6%, wat suggereert dat de meeste kenmerken werden in beslag genomen en dat de diepte van de sequentie-bepaling voor het onderzoeken van met CVS geassocieerde orale microbiota voldoende is.

Wijzigingen in de globale samenstelling

Na de kwaliteit-controles werd de bakteriële diversiteit bepaald op basis van de Shannon & Simpson indexen [kwantitatieve metingen die weerspiegelen hoeveel verschillende types er in een gemeenschap aanwezig zijn en hoe gelijkmatig ze verdeeld zijn], die de gemiddelde rijkdom qua bakteriële diversiteit aangeven. We vonden gelijkenissen tussen CVS-patiënten en gezonde controles wat betreft hun orale microbiota maar de gezonde controles vertoonden een lichtjes hogere diversiteit (niet statistisch significant). Om te weten of de globale microbioom-samenstelling anders was bij de CVS-patiënten t.o.v. de gezonde controles, voerden we een [statistische] bewerking uit […]. Op basis van deze meting vonden we een significant verschil qua samenstelling tussen CVS-patiënten en gezonde controles (p < 0.01).

CVS-patiënten verschillen qua relatieve hoeveelheden van sommige bakteriële stammen in de mond t.o.v. gezonde controles

Analyses van OTUs uit de mondholte van CVS-patiënten en gezonde controles onthulde dat hun bakterieën zich groepeerden binnen 5 bakteriële stammen: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria & Proteobacteria. Van alle stammen met een relatieve hoeveelheid groter dan 1% waren echter slechts Fusobacteria significant gewijzigd bij CVS-patiënten, vergeleken met gezonde controles. Vergelijkingen van bakteriële geslachten tussen CVS-patiënten en gezonde controles legden complexere resultaten bloot dan deze die werden gezien op fylum-niveau. Op het niveau van de geslachten waren de 5 meest overvloedige bij CVS-patiënten: Neisseria (19,77%), Veillonella (9,81%), Fusobacterium (9,39%), Streptococcus (9,28%) & Prevotella-7 (9,06%), te samen goed voor 57,31% van de orale bakteriële gemeenschap bij CVS-patiënten. De 5 meest overvloedige geslachten bij de gezonde controles waren Neisseria (18,75%), Veillonella (13,97%), Haemophilus (9,04%), Streptococcus (8,52%) & Prevotella-7 (8,35%), samen goed voor 58,63% van de orale bakteriëen bij gezonde controles. Van deze was de hoeveelheid Veillonella significant verschillende tussen de 2 groepen: 9,81 ± 8,26% (CVS) & 13,97 ± 8,91% (controles) (p = 0.02). Daarnaast waren veel van de geslachten met een relatieve hoeveelheid groter dan 1% significant verschillend tussen CVS-patiënten en gezonde controles. Bv.: Fusobacterium, Prevotella, Leptotrichia & Campylobacter hadden verhoogde hoeveelheden bij CVS t.o.v. controles, terwijl Haemophilus, Porphyromonas & Moraxella verhoogde hoeveelheden hadden bij CVS vergeleken met controles.

We onderzochten deze significante verschillen verder gebruikmakend van LEfSe [‘linear discriminant analysis (LDA) effect-size’; bepaalt de kenmerken (organismen, groepen organismen afstammend van een gemeenschappelijke evolutionaire voorouder, OTUs, genen of funkties) van een metagenoom dat het meest waarschijnlijk de verschillen verklaart, door het koppelen van standaard-testen voor statistische significantie met bijkomende testen voor biologische consistentie en effekt-relevantie] analyse. LEfSe gebruikt een statistische test om kenmerken te detekteren in een gemeenschap die significant verschillende hoeveelheden vertonen en het gebruikt dan LDA [lineaire discriminant analyse; methode bij ‘machine-learning’, gebruikt wanneer groepen a priori gekend zijn – het resultaat is een LDA-score] om de effekt-grootte van elk of differentieel kenmerk te schatten. De output van deze analyse is een cladogram [‘afstammingsboom’; weergave van de evolutionaire relaties tussen organismen] dat de verschillen tussen de mondholte-microbiota van CVS-patiënten en gezonde individuen visueel voorstelt, en een staaf-grafiek die de bakterieën met een LDA-score > 3.0 vertegenwoordigt [aangerijkte taxa bij CVS: positieve LDA-score; aangerijkte taxa bij gezonden: negatieve LDA-score]. De LEfSe resultaten identificeerden de volgende groepen als verschillen qua orale microbiota tussen CVS-patiënten en gezonde controles: Fusobacteria op fylum-niveau; Epsilonproteobacteria, Fusobacteria, Gammaproteobacteria & Negativicutes op klasse-niveau; Campylobacterales, Fusobacteriales, Pasteurellales & Selenomonadales op orde-niveau; Bacteroidaceae, Campylobacteraceae, Family-XI, Fusobacteriaceae, Pasteurellaceae, Porphyromonadaceae, Pseudomonadaceae & Veillonellaceae op familie-niveau; Alkalibacillus, Bacteroides, Campylobacter, Fusobacterium, Gemella, Haemophilus, Moraxella, Porphyromonas, Prevotella, Prevotella-2, Pseudomonas & Veillonella geslacht-niveau.

‘Machine-learning’ & voorspelling van het bakterieel metagenoom

We wilden de diagnostische mogelijkheden van de bakteriële taxa die significant verschilden tussen CVS-patiënten en gezonde controles verder onderzoeken. Voor deze analyses kozen we Fusobacteria, Gammaproteobacteria, Veillonellaceae & Fusobacterium omdat ze verschillende taxon-niveuas vertegenwoordigden met hoge LDA-scores en aanzienlijke verschillen tussen de groepen. Om het diagnostisch vermogen van elk taxon te bepalen, gebruikten we de AUC. Alle taxa hadden AUC-values van ca. 0.7 (0.73, 0.72, 0.65 & 0.68), wat zou kunnen aangeven dat één enkel taxon niet volstaat om de diagnose van CVS te stellen. Het kan zijn dat het opnemen van meer taxa in de analyse het diagnostisch vermogen van het microbioom zal verhogen.

Om de in het microbioom voorgestelde funkties te voorspellen uit hun metagenoom, wenden we het PICRUSt algoritme aan. Van de 236 geteste mechanismen (uit KEGG [zie hierboven]), waren 40 mechanismen verschillend qua hoeveelheid tussen CVS-patiënten en gezonde controles. Deze 40 mechanismen vertegenwoordigen verschillende niveaus. Specifiek: geen mechanismen van niveau-1 [chemische reakties], 6 mechanismen van niveau-2 [molekulaire interakties, post-translationele proteïne-modificaties] en 55 mechanismen van niveau-3 [biologische reakties, inclusief regulering van gen-expressie] bleken significant verschillend. De niveau-2 mechanismen die CVS-patiënten onderscheidden, waren ‘Biosynthese van Andere Secundaire Metabolieten’, ‘Energie Metabolisme’, ‘Milieu Adaptatie’, ‘Enzyme Families’, ‘Metabole Ziekten’ en ‘Metabolisme van Andere Aminozuren’. Sommige geslachten waren geassocieerd met mechanismen op verschillende niveaus; bv. Prevotella, dat aangerijkt was bij CVS-patiënten, was significant geassocieerd met vele niveau-2 mechanismen. Prevotella was positief geassocieerd met [gen-categorieën] koolhydraten-metabolisme, cel-motiliteit en immuunsysteem ziekte, en negatief geassocieerd met biosynthese van ander secundair metabolisme, enzyme-families en nucleotide-metabolisme.

KEGG funktionele mechanismen gerelateerd met metabolisme bleken gewijzigd in de microbiota van CVS-patiënten. Vermoeidheid in het bijzonder is een symptoom van CVS en er wordt gedacht dat het metabolisme een sleutelrol speelt in de CVS-pathogenese. Daarom analyseerden we verder het verband tussen bakteriële geslachten die via LEfSe een LDA > 3.0 hadden en KEGG mechanismen gerelateerd met het metabolisme. De meeste geslachten correleerden met KEGG mechanismen die verband houden met het metabolisme; de funkties bij geslachten die aangerijkt of verminderd zijn bij CVS-patiënten waren echter inconsistent en complex, wat een afspiegeling is van de complexiteit van CVS-pathogenese.

Bespreking

Omwille van de implicatie van de microbiota bij menselijke gezondheid en ziekte-toestanden, zijn ze niet enkel een doelwit voor therapeutische interventies voor een waaier aan ziekten, maar er zijn therapeutische effekten vastgesteld [allergieën, inflammatoire darm ziekte]. Eerdere studies focusten op darm-microbiota, welke de meest dominante microbiële gemeenschap is bij mensen. De mondholte, die ook wemelt van een grote microbiële gemeenschap die een belangrijke rol speelt bij de menselijke gezondheid, krijgt echter meer en meer aandacht van de research-gemeenschap.

Terwijl wijzigingen van darm-microbiota geassocieerd bleken met CVS, werden veranderingen van de orale microbiota bij CVS-patiënten nog niet bestudeerd. Eerdere studies rapporteerden dat het microbioom van de mondholte bij de mens meer wordt beïnvloed door de omgeving dan door genetica en de voornaamste stammen die voorkomen in het oraal microbioom zijn Actinobacteria, Bacteriodetes, Firmicutes & Proteobacteria, variërend van individu tot individu, wat correspondeert met onze resultaten. Hier vonden we, overéénkomstig met studies over de intestinale microbiota van CVS-patiënten, wijzigingen in de microbiota van de montholte bij CVS-patiënten vergeleken met gezonde controles. Specifiek: we vonden significante aanrijking van de Fusobacteria bij CVS-patiënten. Verder waren veel geslachten ofwel verminderd of aangerijkt bij CVS-patiënten in vergelijking met gezonde controles. Ondanks deze observaties bleken Shannon & Simpson diversiteit-indexen geen verschillen aan te geven. We onderzochten ook associaties tussen deze veranderde geslachten en KEGG mechanismen, en vonden dat er enkele trends waren wat betreft funktioneel potentieel tussen de microbiota van CVS-patiënten en gezonde controles. Analyse van afgeleide metagenomen gaf aan dat de microbiota van CVS-patiënten verschillende funkties in de categorieën ‘Biosynthese van Andere Secundaire Metabolieten’, ‘Energie Metabolisme’, ‘Milieu Adaptatie’, ‘Enzyme Families’, ‘Metabole Ziekten’ & ‘Metabolisme van Andere Aminozuren’ kan hebben.

Er werden eerder verschillen geobserveerd qua menselijke intestinale microbiota van CVS-patiënten [zie hierboven en Nagy-Szakal D et al. Fecal metagenomic profiles in subgroups of patients with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Microbiome (2017) 5: 44]. De samenstelling van faecale microbiota in het bijzonder is enorm verschillend van deze van de orale microbiota, dus zijn de wijzigingen die we zagen betreffende orale microbiota substantieel verschillend van wat eerder werd gerapporteerd omtrent wijzigingen in de intestinale microbiota van CVS-patiënten. In vergelijking met gepubliceerde studies over veranderingen in de intestinale microbiota van CVS-patiënten, zijn de wijzigingen die we opmerkten in de mondholte minder significant. Bv.: de intestinale microbiota van CVS-patiënten heeft een significant gedaalde diversiteit-index t.o.v. de gezonde controles, wat we niet zagen in de orale microbiota. Daarnaast waren de specifieke taxa die veranderd waren in de intestinale microbiota verschillend van deze die veranderd waren in de orale microbiota. Bv.: in een LEfSe analyse van CVS-patiënten waren de intestinale microbiota van CVS-patiënten aangerijkt voor Oscillospira, Lactococcus & Anaerotruncus van het Firmicutes fylum, en Coprobacillus & Eggerthella van het Actinobacteria fylum. Verder waren 18 geslachten met leden die voornamelijk behoren tot de Firmicutes verminderd, vergeleken met gezonde controles. In een andere studie vertoonden de intestinale microbiota van Noorse CVS-patiënten verhoogde hoeveelheden Lactonifactor & Alistipes, en verlaagde hoeveelheden Holdemania & Syntrophococcus, terwijl de intestinale microbiota van Belgische CVS-patiënten gestegen Lactonifactor en gedaalde Asaccharobacter vertooden. CVS-patiënten onderinden dus wijzigingen in de microbiota zowel de mondholte als de darm, maar de veranderingen die optreden in de mondholte en de darm van CVS-patiënten zijn anders. We vonden echter enkele geslachten waarvan de hoeveelheden gewijzigd waren de mondholte als het darm-kanaal. Bv.: Haemophilus was verminderd in onze studie en Giloteaux’s studie van de intestinale microbiota van CVS-patiënten. Haemophilus, samen met Veillonella & Prevotella, bleken ook veranderd bij mond-letsels en in het oraal microbioom van HIV-positieve individuen. Hoewel de pathogenese van CVS onbekend blijft, kunnen gewijzigde microbiota, van de darm en de mondholte, een belangrijke rol spelen bij de etiologie. Omdat we veel geslachten vonden die veranderd waren bij CVS-patiënten, is verder onderzoek vereist omtrent de verbanden van deze veranderingen en of ze allemaal evenveel betekenis hebben bij de CVS-etiologie.

CVS is een agnogene [van ongekende oorsprong] ziekte, waarvan de symptomen veel systemen en systemische inflammatoire factoren omvatten. Zodoende zijn wijzigingen van het oraal microbioom bij CVS wellicht slecht één klinische indicator voor CVS-pathogenese. Het kan zijn dat wijzigingen van het oraal microbioom de ernst van de symptomen verhogen en zodoende leiden tot of veranderingen versnellen van inflammatorire factoren. Maar ook het omgekeerde kan waar zijn: door CVS geïnduceerde orale symptomen kunnen het gevolg zijn van wijzigingen in het oraal microbioom. Ongeacht het oorzakelijk verband tussen veranderingen in het oraal microbioom en orale CVS-symptomen, zijn deze 2 kenmerken samen met gewijzigde inflammatoire factoren echter geassocieerd met infekties. Zodoende kunnen infekties ook bijdragen tot CVS-symptomen, hoewel verdere research vereist is om deze hypothese te testen.

Daarnaast vonden we dat het 16s rRNA bakterieel profiel van gezonde controles in onze studie lichtjes verschillend was van andere publicaties. Deze discrepanties kunnen o.a. ook te wijten zijn aan verschillen qua etniciteit en methodes. Microbioom-profielen van het speeksel worden niet significant beïnvloed door de afname-methode of DNA-extractie protocollen, dus matchten we de stalen van onze controles en CVS-individuen om verschillen in hun oraal microbioom te identificeren.

We gebruikten een gecontroleerde ‘machine-learning’ benadering om CVS-patiënten te identificeren op basis van hun oraal microbioom, een methode die bij meerdere microbioom-studies werd gebruikt om patiënten van gezonde controles te onderscheiden [bv. inflammatoire darm ziekte]. Via deze benadering klassificeerden we patiënten met een middelmatige accuraatheid (AUC ROC waarde ca. 0.7). Om de AUC ROC waarde te verhogen, dienen toekomstige studies inflammatoire factoren en intestinale microbiomen met orale microbiomen te combineren. De grootte van het staal is een bijkomende verstorende factor die de accuraatheid van deze analyse kan beïnvloeden, te samen met etniciteit en enkele methodische verschillen; een grote groep CVS-patiënten en gezonde controles is dus nog nodig. Met deze verbeteringen, kan dit type benadering verder dienen als een aanvulling op andere niet-invasieve methodes om patiënten met een waaier aan, inclusief CVS, te onderscheiden.

We gebruikten PICRUSt om genoom-funkties aanwezig in het oraal microbioom te voorspellen en vonden een verschil. Een correlatie-analyse van voorspelde funkties en geslachten met een LDA groter dan 3.0, identificeerde dat deze geslachten verschillende funkties zouden hebben. Prevotella bv., aangerijkt bij CVS-patiënten, vertoonde de meest significante correlaties met KEGG mechanismen. Gezien hoe significant Prevotella gewijzigd is bij CVS-patiënten, kunnen ze een rol spelen in de pathogenese van CVS of een indicator zijn voor wijzingen in de orale microbiota bij CVS. Verder bleken van de geanalyseerde gen-mechanismen, deze die gerelateerd zijn met het immuunsysteem en infektueuze ziekten significant geassocieerd met vele geslachten die veranderde hoeveelheden vertoonden bij CVS-patiënten, bijzonderlijk Prevotella, Haemophilus & Veillonella (p ≤ 0.001). Dit zou kunnen suggereren dat deze 3 geslachten bijzonder belangrijk zijn voor CVS-pathogenese.

Omdat vermoeidheid het voornaamste symptoom is van CVS, waren we vooral geïnteresseerd in correlaties waarbij mechanismen betrokken zijn die verband houden met het metabolisme. Gedetailleerde analyse van deze mechanismen onthulde significante verschillen in het koolhydraten-metabolisme, energie-metabolisme, xenobiotica-biodegradatie [afbraak van lichaamsvreemde stoffen] en -metabolisme, en glycaan [polysaccharide] -biosynthese en -metabolisme. We merken echter op dat sommige veranderingen beperkt waren; wat te wijten kan zijn aan de complexiteit van CVS, hoe de diagnose is gebaseerd op symptomen en hoe voor elk geval de symptomen een verschillende oorzaak kunnen hebben. Ondanks deze complexiteit, zijn er wijzigingen qua voorspelde funktie in het oraal microbioom van CVS-patiënten en deze corresponderen met CVS-symptomen – bijzonderlijk ernstige vermoeidheid.

Onze studie had enkele beperkingen, vooral verband houdend met de complexe symptomen van CVS. We identificeerden enkel variatie in het oraal microbioom tussen CVS-patiënten en gezonde controles maar we namen geen verstorende factoren zoals ziekte-ernst, ziekte-duur en gekregen medische behandeling in acht. We lieten geen patiënten toe die verbeterd waren na een behandeling, of letten niet op pre- of post-behandeling, wat de conclusies die we uit deze studie kunnen trekken beperkt. Het oorzakelijk verband en mechanisme van de gerapporteerde met de ziekte geassocieerde microben vereist daarnaast verder onderzoek. Er zijn geen andere studies die wijzigingen van het oraal microbioome bij CVS-patiënten bekeek, er zijn dus verdere studies nodig om onze resultaten te bevestigen. Hoewel we het metagenoom voorspelden op basis van onze 16s rRNA gen sequentie-bepaling, zou deze analyse verbeterd kunnen worden met gegevens van het volledige metagenoom ter bepaling van de eigenlijke gen-inhoud van bakterieën die gewijzigd zijn bij de ziekte. Andere ziekten met gelijkaardige symptomen zouden bij toekomstige analyse ook kunnen worden opgenomen om ons begrijpen van het verband tussen veranderingen van het oraal microbioom en CVS-symptomen te verbeteren.

Samengevat: we onderzochten hier wijzigingen in het menselijk oraal microbioom bij CVS en bevestigden dat de samenstelling ervan kleine maar significante verschillen vertoont in vergelijking met gezonde controles. De geslachten waarvan de hoeveelheden zijn veranderd zijn gecorreleerd met KEGG mechanismen, in het bijzonder deze die verband houden met het metabolisme. Deze studie biedt nieuwe inzichten betreffende de CVS-pathogenese en we denken dat het begrijpen van het verband tussen ontwrichting van het oraal microbioom en CVS-symptomen kan leiden tot betere behandeling en in diagnose.

september 22, 2018

Biomerker voor M.E.(cvs) d.m.v. ‘single’ cel Raman micro-spectroscopie

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 7:43 am
Tags: , , , , , ,

‘Single’ cel Raman spectroscopie (SCRS – Raman is een Indiaans fysicus) is een niet-invasieve technologie waarbij geen labeling nodig is en die analyse van individuele levende cellen toelaat ‘in vivo’. Spectroscopie is een wetenschappelijke techniek om stoffen te onderzoeken aan de hand van hun spectrum, een beschrijving van de in een signaal voorkomende golflengtes en hun sterkte. Dit wordt dikwijls gebruikt in de scheikunde. Een ‘single’ cel Raman spectrum omvat gewoonlijk 1.000 Raman-banden die informatie geven over de cel (bv. over nucleïnezuren, proteïnen, koolhydraten en lipiden) en een weerspiegeling zijn van cellulaire genotypes, fenotypes en fysiologische toestanden. Een Raman-spectrum fungeert als een molekulaire/strukturele ‘fingerprint’ van een individuele cel, waardoor het mogelijk wordt verscheidene cellen te identificeren/differentiëren zonder voorafgaande kennis over de cellen. Een belangrijk nadeel van SCRS is het feit dat spontane Raman-signalen van nature zwak zijn…

Monochromatisch licht (één golflengte), gewoonlijk van een laser interageert met de molekulaire vibraties, herschikkingen van atomen/molekulen of excitaties, waardoor de energie van de laser-fotonen (fotonen zijn elementaire deeltjes waaruit licht en alle andere elektromagnetische straling bestaat) wordt verschoven. Deze verschuiving geeft informatie over de vibraties in het systeem. De zgn. Raman ‘scattering’ (verstrooing/verspreiding) of het Raman effekt is de niet-elastische (de kinetische energie van een partikel blijft niet behouden) ‘scattering’ van een foton door molekulen waarbij het wordt geëxciteerd tot een hoger energie-niveau. Wanneer fotonen door een atoom of molekule worden verstrooid, is dat meestal ‘elastisch’: de verspreide fotonen hebben dezelfde energie (frequentie & golflengte) als de verstorende fotonen. Een klein deel (ca. 1 op 10 miljoen) wordt niet-elastisch verstrooid door een excitatie (frequentie en energie is anders en gewoonlijk lager dan die van de veroorzakende fotonen).

Het gebruik van deze techniek in onderstaande piloot-studie gaf (weerom) aanwijzingen voor metabole stoornissen bij M.E.(cvs).

————————-

Analyst (Pre-print augustus 2018)

A new approach to find biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis (CVS/ME) by single-cell Raman micro-spectroscopy

Jiabao Xu (1), Michelle Potter (2), Cara Tomas (3), Jo Elson (3), Karl J. Morten (2), Joanna Poulton (2), Ning Wang (4), Hanqing Jin (4), Zhaoxu Hou (4) & Wei E. Huang (1)

1. Department of Engineering Science, University of Oxford, Begbroke Science Park, Woodstock Road, Oxford, OX5 1PF, United Kingdom

2. Nuffield Department of Women’s and Reproductive Health, University of Oxford, the Women Centre, John Radcliffe Hospital, Headley Way, Headington, Oxford, OX3 9DU, United Kingdom

3. Institute of Cellular Medicine, Newcastle University, Newcastle Upon Tyne, NE2 4HH, United Kingdom

4. Mathematical Institute, University of Oxford, Andrew Wiles Building, Radcliffe Observatory Quarter, Woodstock Road, Oxford, OX2 6GG, United Kingdom

Samenvatting

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS), ook Myalgische Encefalomyelitis (M.E.) genaamd, is een invaliderende aandoening die wordt gekenmerkt door lichamelijke en mentale uitputting. Er werd onderzoek verricht naar mitochondriale en energetische dysfunktie bij CVS-patiënten omwille van een kenmerkend verband met vermoeidheid; er werd echter nog geen consistent besluit getrokken. ‘Single’ cel Raman spectra (SCRS) zijn label-vrije biochemische profielen, die fenotypische ‘fingerprints’ van individuele cellen aangeven. In deze studie pasten we een nieuwe benadering op basis van ‘single’ cel Raman micro-spectroscopie (SCRM) toe om ρ0 cellen die mitochondriaal DNA (mtDNA) missen en perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) te onderzoeken van CVS-patiënten en gezonde controles. De resultaten van de experimenten tonen dat Raman-banden geassocieerd met fenylalanine in ρ0 cellen en PBMCs van CVS-patiënten significant hoger waren dan in het ‘wild type’ model en bij gezonde controles. Opmerkenswaardig is dat er ook een toename van de intensiteiten van Raman fenylalanine banden werd gezien bij CVS-patiënten. Aangezien gelijkaardige veranderingen werden gezien in het ρ0 cel model met een gekende deficiëntie in de mitochondriale respiratoire keten alsook bij CVS-patiënten, suggereren onze resultaten dat de stijging qua cellulair fenylalanine verband kan houden met mitochondriale/energetische dysfunktie in beide systemen. Interessant is dat fenylalanine kan worden gebruikt als een potentiële biomerker voor de diagnose van CVS d.m.v. SCRM. Een ‘machine-learning’ klassificatie-model bereikte een accuraatheid van 98% wat betreft het correct toewijzen van Raman-spectra aan de CVS- of de controle-groep. SCRM gecombineerd met een ‘machine-learning’ algoritme heeft daarom het vermogen om een diagnostisch instrument voor CVS te worden.

Inleiding

[…] Het blijft een uitdaging voor artsen en researchers, en een onvolledig gekarakteriseerde ziekte, ten dele omwille van de controversiële definitie, pathogenese en diagnose. Daarom is het vinden van potentiële biomerkers van groot belang voor het begrijpen van de ziekte en het ontwikkelen van een doelgerichte behandeling.

Mitochondrieën bleken van groot belang voor CVS-onderzoek omwille van nieuw bewijsmateriaal voor mitochondriale dysfunktie als een vermoedelijk biologisch mechanisme voor vermoeidheid. De onderliggende hypothese is dat vermoeidheid en andere vergezellende symptomen ten dele te wijten zijn aan een verstoord energie-metabolisme op cellulair niveau, dat grotendeels wordt bepaald door mitochondrieën als energie-fabriek en z’n ATP-produktie. Het ATP-profiel van perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) werd aangewend als een diagnostisch instrument voor CVS maar de resultaten waren echter controversieel. Meerdere studies hebben gedaald ATP-niveau getoond in patiënten-groepen [bv. Castro-Marrero J et al. Could mitochondrial dysfunction be a differentiating marker between Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia? Antioxid Redox Signal. (2013) 19: 1855-60], terwijl andere geen verschillen konden detekteren of verrassend genoeg een verhoogde energie-produktie vonden bij CVS-patiënten [bv. 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].

Hier, in een poging om mitochondriale dysfunktie en CVS-pathogenese te linken, probeerden we ‘single’ cel Raman-spectra (SCRS) te analyseren en universele biomerkers in cellen te identificeren. Een SCRS kan worden beschouwd als een intrinsieke chemische ‘fingerprint’ van een cel met zeer doorslaggevende Raman-banden voor belangrijke cellulaire bouwstenen zoals proteïnen, aminozuren, lipiden en fosfolipiden, en koolhydraten. Daarom zijn SCRS biochemische profielen van individuele cellen die fysiologische toestanden en metabole veranderingen weerspiegelen. Door de rijke en semi-kwantitatieve metabole informatie van afzonderlijke cellen, kan SCRS worden gebruikt om het cellulair metabolisme te beschrijven en ziekte-gerelateerde biomerkers te tonen.

In deze studie gebruikten we ten eerste ‘single’ cel Raman micro-spectroscopie (SCRM) om fenotypische profielen van menselijke ρ0 cel-lijnen volledig ontdaan van mitochondriaal DNA (mtDNA) te bekomen om het effekt te bestuderen van ernstige mitochondriale dysfunktie. Ten tweede vergeleken we SCRS van PBMCs van 5 CVS-patiënten en 5 gezonde controles als piloot-studie om potentiële biomerkers voor CVS-diagnose te vinden. De vergelijking van de 2 resultaten biedt inzichten omtrent het verband van mitochondriale dysfunktie met de pathofysiologie van CVS en toont een coherente en consistente benadering voor de diagnose van de ziekte.

Experiment

Cel-cultuur, generatie van WT cybriden en PicoGreen-kleuring

De gebruikte 143B ρ0 cel-lijn zonder mtDNA […] wordt veelvuldig gebruikt bij studies die het pathogeen effekt van mtDNA-mutaties onderzoeken. […] De wild-type (WT) lijn werd gegenereerd door 143B ρ0 cellen te fuseren met normaal mtDNA […]. Het ‘herbevolken’ van de ρ0 lijn is een beter controle-systeem dan de originele 143B wild-type cellen […].

De aanwezigheid van mtDNA werd bevestigd d.m.v. kleuring met PicoGreen. […] Het mtDNA ‘copy-number’ van de ρ0 cellen en de WT cellen werd ook bepaald via ‘real-time’ PCR (vergelijking van celkern en mitochondriaal DNA). […]

ATP-metingen van WT en ρ0 cellen

[…]

Ethiek

[…]

Isolatie van PBMCs uit bloed-stalen

[…] Er werden morfologisch 2 types cellen met verschillende groottes (5-7 µm & 15-20 µm) in de PBMC-fractie gezien. Enkel de cellen met grotere afmetingen werden geselekteerd voor de Raman-experimenten na vergelijking van de resultaten (gegevens niet getoond), om de heterogeniteit door de verschillende cell-types te minimaliseren. Er dienen verdere experimenten te worden gedaan om de identiteit van de cellen te bevestigen (nu geloven we dat het monocyten zijn, op basis van de cel-populatie en grootte).

Metingen van ‘single’-cel Raman-spectra (SCRS)

[…] De gefixeerde cellen werden op een specifiek behandeld microscopisch plaatje gelegd (dat geen achtergrond Raman-signaal geeft). SCRS m.b.v. een Raman-microscpop en een 532 nm […] laser. […] Spectraal bereik: 330 tot 1900 cm-1 […] 5 s per spectrum, 10 spectra per cel & 20-30 ‘single’ cellen per conditie.

Voor-verwerking en analyse van Raman-gegevens

[…] Kwantificering van intracellulaire bio-molekulen via integratie van de corresponderende Raman-banden in SCRS. Banden geassocieerd met fenylalanine tussen 993-1013 cm-1 & 1022-1036 cm-1 werden gebruikt om de intracellulaire concentratie te kwantificeren. […]

‘Machine-learning’ klassificatie-model

Er werd een ‘machine-learning’ [wetenschappelijke discipline over het ontwerpen en ontwikkelen van instruktie-lijsten die computers moeten toelaten ‘gedragingen’ te ontwikkelen op basis van empirische gegevens (bv. van sensoren of uit databases; ook wel ‘data-mining’] klassificatie-model geconstrueerd op basis van SCRS van 5 CVS-patiënten en 5 controles (80 & 126 SCRS respectievelijk). Er werd een niet-lineaire ‘support vector machine’ (SVM [een ‘binaire klassificeerder’; wijst, aan de hand van een aantal kenmerken, objecten toe aan één van twee klassen – daarvoor moet ze eerst een numeriek model van deze objecten maken als punten in een wiskundige struktuur; in de training (inoefening) -fase brengt de SVM op basis van een verzameling van voorbeelden, waarvan is aangegeven tot welke klasse ze behoren, een scheiding aan die de twee klassen zo goed mogelijk van elkaar scheidt (die scheiding is een hyper-vlak); nadien kan de SVM dan voor een nieuw te klasseren object beslissen tot welke klasse het behoort door te kijken langs welke kant van het hyper-vlak het corresponderende punt in de ruimte ligt]) algoritme gebruikt om het model op te bouwen […]. Er werden niet-lineaire hyper-vlakken gebruikt om de gegevens te scheiden. ‘Leave-one-out’ kruis-validatie [kruis-validatie = techniek om na te gaan welke resultaten de statistische analyse van een voorspellend model zal hebben voor onafhankelijke gegevens] (LOOCV [zie hieronder]) werd aangewend om het model te evalueren en de sensitiviteit werd voor elke conditie en globaal berekend.

Extracellulaire flux analyse

De OXPHOS van PBMCs werd bepaald d.m.v. de Seahorse XFe96 extracellulaire flux analyser [zie ‘Cellulaire bio-energetica verstoord bij patiënten met M.E.(cvs)’] […] Daarbij wordt de zuurstof-consumptie (OCR) opgenomen na opéénvolgende toediening van 1 μM oligomycine, 3 μM carbonyl cyanide-4-(trifluoromethoxy)-fenylhydrazone (FCCP), en een combinatie van 0,5 μM rotenon en 0,5 μM antimycine-A. […]

Resultaten en bespreking

Cellen zonder mtDNA hebben specifieke ‘single’-cel Raman spectra (SCRS)

PicoGreen kan specifiek worden aangewend om mitochondriaal DNA (mtDNA) te kleuren in levende cellen. Na incubatie met de kleurstof vertoonden ρ0 cellen waarin opnieuw wild-type mtDNA werd geïntroduceerd (WT cellen) helder gekleurde cel-kernen omgeven door talrijke heldere cytoplasmatische spikkels, terwijl ρ0 cellen slechts helder gekleurde cel-kernen zonder de omringende spikkels vertoonden, wat de depletie van mtDNA in ρ0 cellen bevestigt.

Aangezien mitochondrieën de primaire energie-fabriek van de meest eukaryote cellen zijn en de cel bevoorraden met metabole energie onder de vorm van ATP, hebben we de ATP-produktie van WT cellen en ρ0 cellen gemeten bij 50.000 of 75.000 cellen. Verrassend was dat bij beide cel-aantallen, ρ0 cellen gelijkaardige hoeveelheden ATP aanmaakten in vergelijking met WT cellen, als de toegevoegde glucose-concentraties hoog waren (11 mM & 25 mM). Aan de andere kant was de ATP-concentratie in ρ0 cellen significant lager dan in WT cellen bij lage glucose-concentraties (0 mM tot 5 mM). Onze resultaten suggereren dat, als er voldoende glucose is, ρ0 cellen zich kunnen aanpassen om ATP-produktie te stimuleren via niet-mitochondriale glycolyse ter compensatie voor de slechte mitochondriale respiratoire keten. Wanneer de glucose laag en ATP-produktie uit glycolyse beperkt is, is de WT cel-lijn in staat om switchen naar een mitochondriale manier van ATP-produktie gebruikmakend van de respiratoire keten via elektronen-transport gekoppelde fosforylatie (ETCP). De ρ0 cellen zijn echter niet in staat de ETCP te gebruiken omwille van de defekte mitochondrieën.

We pasten ‘single’ cel Raman micro-spectroscopie (SCRM) toe om de WT cellen en de ρ0 cellen bij hoog glucose te onderzoeken en de verschillen qua bio-energetisch mechanisme (ondanks een gelijkaardige ATP-aanmaak in de 2 cel-lijnen) te verklaren. […] Er werd een relatief lage standaard-deviatie gezien omwille van de beperkte heterogeniteit bij het in vitro bestuderen van de cel-lijnen. Vergeleken met WT cellen, vertonen ρ0 cellen een verschillend spectraal patroon in het ‘fingerprint’-gebied van hun SCRS (600-1.800 cm-1), wat typisch kan worden gebruikt als een fenotypische ‘fingerprint’ van cellen die de belangrijkste biochemische informatie bevatten.

Er werd dan ongecontroleerde ‘principal component analysis’ (PCA [Statistische analyse-methode een grote hoeveelheid gegevens te beschrijven met een kleiner aantal relevante grootheden, de hoofd- of principale componenten.]) aangewend om de vele dimensies van SCRS (omwille van de aanwezigheid van meer dan 1.500 Raman-banden) te reduceren. Een PCA-grafiek […] illustreert 2 duidelijk afscheidbare clusters die de WT cellen en ρ0 cellen weergeven. Er werd een diagram opgesteld voor de karakterisatie van de belangrijke Raman-banden. Het meest prominente kenmerk werd gezien bij 1003 cm-1, wat kan worden toegeschreven aan de aromatische ring [benzeen-ring; zes koolstof-atomen die in een vlakke ring liggen] van fenylalanine. Andere banden gerelateerd met fenylalanine bleken ook een grote bijdrage te leveren, inclusief 1.609 […], 1.030 […] en 618 […] cm-1. Alle banden gerelateerd met fenylalanine waren hoger in de ρ0 cellen vergeleken met de WT cellen, wat een belangrijke rol van het aminozuur fenylalanine in het metabolisme van cellen met mitochondriale dysfunktie aangeeft.

Andere verschillen omvatten banden rondom 1.658 […] en 1.440 […] cm-1, die beide hoger zijn in WT cellen t.o.v. ρ0 cellen. Dit suggereert dat, ondanks een hogere accumulatie van cellulair fenylalanine, ρ0 cellen een globale gedaalde intracellulaire concentratie van proteïnen lipiden te wijten aan een verstoord metabolisme hebben. Aangezien fenylalanine alleen wellicht onvoldoende is om het pathomechanisme te karakteriseren, dienen meer biomerkers te worden geïdentificeerd om mitochondriale dysfunktie simultaan en meer betrouwbaar te identificeren.

PBMCs van CVS-patiënten kunnen worden onderscheiden via één enkele Raman-merker

[…] Aangezien fenylalanine een potentiële biomerker in ρ0 cellen bleek, werd gehypothiseerd dat het een geschikte kandidaat kan zijn om bij CVS-patiënten – waarvan wordt gedacht dat ze een gelijkaardige bio-energetische dysfunktie hebben – te onderzoeken. Van de 5 patiënten vertoonden er 4 Raman-spectra met verhoogde fenylalanine-band op 1.003 cm-1 (CVS 1-4), terwijl de andere (CVS 5) een gelijkaardige intensiteit vertoonde i.v.g. met de controles. Door het gemiddelde te maken van 80 SCRS van de patiënten en 126 spectra van de controles, is het zichtbaarder dat de fenylalanine-band een uitgesproken stijging in de cellen van patiënten vertoont.

PCA van SCRS van 10 stalen toonde een aanzienlijke afscheiding tussen de CVS- en de controle-groep. Terwijl CVS 1-4 kleinere ellipsoïden vertoonden met weinig overlapping met de controles, had CVS 5 een hogere ‘single’ cel verspreiding en overlapte grotendeels met de ellipsoïden van de controles; wat correleert met de observatie aangaande fenylalanine. Om te verifiëren dat de afscheiding tussen de groepen in de PCA-clustering toe te schrijven was aan fenylalanine, zetten we het Raman golfgetal [hoeveel golven (golflengtes) per lengte-eenheid] uit tegenover de componenten die de grootste afscheiding tussen de groepen toonden. Raman-banden rond 1.003 en 1.030 cm-1 werden geïdentificeerd voor het beschrijven van de maximum varianties […]. De intracellulaire concentratie van fenylalanine werd semi-gekwantificeerd door het integreren van de Raman-banden op 1.003 en 1.030 cm-1, respectievelijk. Beide signatuur-banden voor fenylalanine bleken significant hoger bij de patiënten t.o.v. controles (p < 0.0001).

Eerdere research ondersteunt de mogelijkheid dat het pathomechanisme van CVS gelinkt is met veranderingen qua aminozuren. Er werden reducties van de concentraties van bepaalde aminozuren, inclusief fenylalanine, in het serum en urine van CVS-patiënten gerapporteerd [Armstrong CW, McGregor NR et al. NMR metabolic profiling of serum identifies amino acid disturbances in Chronic Fatigue Syndrome. Clin Chim Acta. (2012) 413: 1525-31 /// Armstrong CW, McGregor NR et al. Metabolic profiling reveals anomalous energy metabolism and oxidative stress pathways in Chronic Fatigue Syndrome patients. Metaolomics (2015) 11: 1626-1639 /// Fluge Ø, Mella O et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight. (2016) 1: e89376]. Deze bevindingen ondersteunen een mogelijk metabool defekt verbonden met het aminozuren-metabolisme bij CVS-patiënten, d.m.v. de analyse van de metabolomica van biologsiche vloeistoffen van de patiënten. Ons werk is, naar ons weten, het eerste dat melding maakt van de veranderingen in ‘single’ perifere bloedcellen van CVS-patiënten. Onze resultaten suggereren dat cellen van patiënten meer aminozuren (bv. fenylalanine) kunnen accumuleren, wat resulteert in een vermindering in de lichaamsvochten die wordt gezien in andere studies. Dit zou te wijten kunnen zijn aan een inductie van secundaire redding-mechanismen om intracellulair meer aminozuren te accumuleren en een normale ATP-produktie te behouden in de metabool dysfunktionele patiënten-cellen [zie Fluge Ø, Mella O et al. hierboven]. Verder toont onze bevinding de impact van fenylalanine in zowel ρ0 cellen zonder mtDNA en bloedcellen van CVS-patiënten, die mitochondriale defekten ook kan linken met CVS. Niettemin: hoe de gestegen fenylalanine-waarden in PBMCs in verband staan met andere weefsels bij de patiënten is nog onduidelijk. Raman-benaderingen die fenotypische spectra kunnen leveren van weefsels zou zeer nuttig kunnen zijn bij toekomstige onderzoeken.

Er werd een extracellulaire flux analyse uitgevoerd bij 4 CVS-patiënten die het meest ongelijk waren van de controles wat betreft SCRS-resultaten (CVS 1-4), om te onderzoeken of er een correlatie bestaat tussen abnormaliteiten qua oxidatieve fosforylatie (OXPHOS) en de SCRS-analyse wanneer PBMCs geïncubeerd worden in laag- en hoog-glucose. Twee van de patiënten hadden een zeer lage OXPHOS in beide condities (CVS 2 & 4) en de andere 2 hadden veel hogere OXPHOS-profielen (CVS 1 & 3). Hoewel bij de OXPHOS-analyse er mitochondriale deficiëntie uitgesproken werd gedetekteerd in 2 van de 4 patiënten, was SCRS van PBMCs in staat bij alle 4 de abnormaliteiten op te pikken. Niettemin is het staal patiënten en controles klein als we de mogelijks grote heterogeniteit bij CVS-individuen in acht nemen. Onze resultaten dienen als een piloot-studie om het potentieel te verkennen van SCRM als instrument om biomerkers voor CVS te identificeren. Er wordt een studie op grotere schaal voorbereid om de resultaten van dit werk te consolideren.

‘Machine-learning’ modellen kunnen CVS-patiënten met succes en met hoge accuraatheid klassificeren

Bij Raman-benaderingen is, naast het afleiden van kenmerken om informatieve biomerkers te vinden, de klassificatie gebaseerd op spectra dikwijls wenselijk voor diagnostische doeleinden. ‘Machine-learning’ benaderingen zijn gewoonlijk geschikt om de gecompliceerde Raman gegevens-set op te delen in componenten. Niet-lineaire ‘support vector machine’ (SVM) [uitgelegd bij ‘Experiment’] is een gesuperviseerd [input en output duidelijk gedefinieerd] leer-algoritme […] om verschillende klassen te scheiden die d.m.v. lineaire klassificatie niet te scheiden zijn. Er werd een klassificatie-model ingeoefend via niet-lineaire SVM om het onderscheid te maken tussen de CVS-groep en controle-groep op basis van hun SCRS (80 SCRS voor de CVS-groep, 126 SCRS voor de controle-groep). Er werd ‘leave-one-out’ kruis-validatie gebruikt om het model te evalueren door éénder welke van 205 spectra te gebruiken om het model te trainen en dan te testen of het model het ene weggelaten spectrum correct kan klassificeren. Dit model was in staat de CVS-groep met succes te klassificeren met een sensitiviteit van 96,3% (77 van de 80) en de controle-groep met een sensitiviteit van 99,2% (125 van de 126). De lagere sensitiviteit die wordt gezien voor de patiënten-groep kan worden verklaard door de aanwezigheid van hogere heterogeniteit bij de CVS-patiënten. Er werd een totale accuraatheid van 98,1% bereikt op basis van 206 Raman-spectra. Opmerkenswaardig: bij een groter wordend staal en aantal Raman-spectra om de referentie-database op te bouwen, kunnen klassificatie-modellen met betere deugdelijkheid worden bereikt. Aangezien één Raman-spectrum binnen luttele seconden kan worden verkregen, kan één patient-staal bestaande uit meerdere spectra en meerdere cellen worden gekarakteriseerd en geklassificeerd binnen enkele minuten, wat een enorm potentieel en haalbaarheid in de klinische praktijk impliceert.

Besluiten

Deze studie werd uitgevoerd om de haalbaarheid van of ‘single’ cel Raman-analyse te evalueren bij de detektie van biomerkers gerelateerd met mitochondriale dysfunktie en CVS. Zodoende identificeerden we een verhoogde intracellulaire concentratie van het aromatisch aminozuur fenylalanine [essentieel aminozuur dat nodig is voor diverse biochemische processen; onder andere voor de aanmaak van de neurotransmitters dopamine, adrenaline en noradrenaline] en toonden dat het kan worden gebruikt als een potentiële biomerker in ρ0 cellen zonder mitochondriaal DNA, alsook in perifeer bloed mononucleaire cellen van CVS-patiënten. Bovendien gaf een ‘machine-learning’ model een accuraatheid van 98,1% correct te klassificeren van patiënten en controles op basis van hun Raman-spectra. De combinatie van Raman-biomerkers en klassificatie-modellen zou kunnen leiden tot verbeteringen omtrent het begrijpen van CVS-pathogenese en het potentieel hebben te worden gebruikt als een diagnostisch instrument voor CVS.

september 8, 2018

Expressie van zeer lange niet-coderende RNAs bij M.E.(cvs)

Er wordt op allerlei vlakken verder gezocht naar molekulaire merkers voor M.E.(cvs)…

De ontdekking van duizenden lange niet-coderende (lnc) RNAs – eenvoudig uitgedrukt: ze worden niet vertaald naar proteïnen – in het menselijk genoom, zet researchers aan om hun mogelijke rol te onderzoeken. Er is al gebleken dat veel lncRNAs betrokken zijn bij belangrijke biologische processen: ‘dosage-compensation’ (proces waarbij organismen de expressie van genen tussen de geslachten gelijkstelt; de geslacht-chromosomen bevatten nl. een verschillend aantal genen), genomische ‘imprinting’ (epigenetische veranderingen worden ‘vastgelegd’ in de spermatozoïden of oöcyten van de ouders en dan doorgegeven via cel-deling aan de biologische cellen van het organisme), chromatine-regulering, alternatieve ‘splicing’ van pre-mRNA (proces waarbij tijdens het verwerken van RNA – na de transcriptie van DNA – niet-coderende stukken – intronen – uit het pre-mRNA worden geknipt en de exonen van het pre-mRNA aan elkaar geplakt) en cel-kern organisatie (verdeling van chromatine in de cel-nucleus). Er zijn studies die rapporteerden dat lncRNAs ontregeld zijn bij een aantal ziekten (kankers en neurologische aandoeningen). Dikwijls kunnen de lncRNAs niet als oorzaak aangeduid maar er worden wel mogelijke rollen gesuggereerd die dieper onderzoek rechtvaardigen.

Onderstaand artikel verkent de mogelijkheid van de betrokkenheid van lncRNAs bij M.E.(cvs). Ze worden (omwille van hun belangrijke werking bij transcriptie, translatie en epigenetica) beschouwd als potentiële merkers voor neurologische ziekte. Er werden hier bij M.E.(cvs)-patiënten significant verhoogde waarden gevonden van de lncRNAs NTT, MIAT & EmX2OS en bovendien waren er 2 gecorreleerd met de ernst van de ziekte.

Dit piloot-onderzoek werd uitgevoerd door Taiwanese onderzoekers die al eerder onderzoek verrichten op het gebied van lncRNAs in samenwerking met de Berlijnse immunologe (en één van de directeuren van EUROMENE – het Europees Netwerk voor M.E./CVS) Prof. Dr Carmen Scheibenbogen, die vooral geïnteresseerd is in een mogelijke auto-immune etiologie voor M.E.(cvs).

————————-

Journal of Translational Medicine Vol 16, #1, p 231 (augustus 2018)

The expression signature of very long non-coding RNA in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Chin-An Yang (1,2,3,4), Sandra Bauer (5), Yu-Chen Ho (3), Franziska Sotzny (5), Jan-Gowth Chang (1,3,4), Carmen Scheibenbogen (5)

1 Department of Laboratory Medicine, China Medical University Hospital, Taichung, Taiwan

2 Division of General Pediatrics, Children’s Hospital of China Medical University, Taichung, Taiwan

3 College of Medicine, China Medical University, Taichung, Taiwan

4 Centre for Precision Medicine, China Medical University Hospital, Taichung, Taiwan

5 Institute for Medical Immunology, Charite-Universitatsmedizin Berlin, Berlin, Germany

Samenvatting

Achtergrond Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een chronische invaliderende ziekte met een enorme socio-economische impact. Er werd gesuggereerd dat immune ontregeling, nitro-oxidatieve stress en metabole stoornissen kunnen bijdragen tot de pathogenese. De etiologie van M.E./CVS blijft echter grotendeels onduidelijk en diagnostische/prognostische ziekte-merkers ontbreken. Er werd gerapporteerd dat meerdere lange niet-coderende RNAs (lncRNA, > 200 bp) rollen spelen bij immunologische ziekten of bij stress-responsen.

Methodes In onze studie onderzochten we de expressie-signatuur van 10 zeer lange lncRNAs (> 5 kb, CR933609, His-RNA, AK124742, GNAS1-AS, EmX2OS, MIAT, TUG1, NEAT1, MALAT1, NTT) in perifeer bloed mononucleaire cellen van 44 M.E./CVS-patiënten.

Resultaten Waarden van de lncRNAs NTT, MIAT & EmX2OS bleken significant verhoogd bij M.E./CVS-patiënten i.v.m. gezonde controles. Bovendien stegen de waarden van NTT & EmX2OS met de ernst van de ziekte. Stimulatie van de menselijke monocytische cel-lijn THP-1 en glioma cel-lijn KALS1 met H2O2 (oxidatieve stress) en poly (I:C) (dubbel-strengig RNA, representatief voor virale aktivatie) verhoogden de expressie-waarden van NTT & MIAT.

Besluiten Onze studie onthulde een met M.E./CVS geassocieerde expressie-signatuur van zeer lange lncRNA, die de regulerende respons op oxidatieve stress, chronische virale infektie en hypoxemie [tekort aan zuurstof in het bloed] bij M.E./CVS-patiënten zou kunnen weerspiegelen. Er dient verder onderzoek te gebeuren om de funkties en potentiële diagnostische waarde van deze lncRNAs bij M.E./CVS bloot te leggen.

Achtergrond

[…]. De pathogenese van M.E./CVS is ingewikkeld en blijft tot op heden grotendeels moeilijk te begrijpen. Er is bewijs dat bij een subset van patiënten infekties resulteren in chronische immuun-aktivatie en auto-immuniteit. Er werden auto-antilichamen tegen neurotransmitters gevonden in een subgroep of M.E./CVS-patiënten. [Loebel M et al. (Fluge O, Mella O, Scheibenbogen C) Antibodies to beta adrenergic and muscarinic cholinergic receptors in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav Immun. (2016) 52: 32-9] Daarnaast faciliteren verhoogde cytokinen en oxidatieve/nitrosatieve stress mogelijks de ontwrichting van de blood-hersen-barrière, neuro-inflammatie, en gliale aktivatie en hypersensitiviteit, welke verder de ontregeling van neurotransmitters en versterking van inflammatoire signalen triggert. Er werd ook gerapporteerd dat mitochondriale dysfunktie en metabole stoornissen aan de basis liggen van de mogelijke mechanismen voor M.E./CVS. [Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proc Natl Acad Sci USA (2016) 113: E5472-80 /// Yamano E et al. Index markers of Chronic Fatigue Syndrome with dysfunction of TCA and urea cycles. Sci Rep. (2016) 6: 34990] Ondanks dit bewijsmateriaal, ontbreken er nog steeds diagnostische merkers en de diagnose wordt gewoonlijk gesteld op basis van klinische criteria.

Lange niet-coderende RNAs worden gedefinieerd als RNAs van meer dan 200 nucleotiden, die niet coderen voor proteïnen. Via RNA-DNA, RNA-RNA of RNA-proteïne interakties, kunnen lncRNA verschillende stadia van de gen-regulering beïnvloeden. LncRNAs zijn belangrijke regulatoren van de chromatine [complex van DNA en eiwitten in de celkern] -toestand, die een groot vermogen hebben om te interageren met meer dan één proteïne in verschillende contexten en de cellulaire respons af te stellen. Er werd gerapporteerd dat lncRNAs essentiële rollen spelen bij complexe ziekten, zoals kanker en auto-immune ziekten. Hoewel er meer en meer lncRNAs ontdekt worden, zijn de meeste van hun funkties en werking-mechanismen nog onbekend, bijzonderlijk voor de zeer lange lncRNAs met afmetingen van meer dan 5.000 nucleotiden. We hadden bijzondere interesse in 10 zeer grote lncRNAs (> 5 kb), waarvan ofwel betrokkenheid bij immuun-regulering werd gerapporteerd ofwel dat ze gelokaliseerd zijn in de buurt van genen die de stress-respons, metabole en neurologische processen reguleren, en dus mogelijks een rol spelen bij M.E./CVS.

De 10 lncRNAs zijn: NTT (17 kb), NEAT1 (23 kb), MALAT1 (7,5 kb), TUG1 (7,1 kb), MIAT (9,9 kb), His-1 RNA (8,4 kb), GNAS1-AS (8,9 kb), EMX2OS (7,3 kb), CR933609 (8,8 kb) & AK124742 (6 kb). NTT werd voor het eerst beschreven in geaktiveerde T-cellen, terwijl werd gerapporteerd dat NEAT1 betrokken was bij lupus en bij de immuun-respons op virale infekties. MALAT1 bleek de door LPS geïnduceerde inflammatoire respons te reguleren en TUG1 is betrokken bij de regulering van door koude geïnduceerde oxidatieve stress en inflammatie. Wat betreft MIAT: het is geweten dat dit tussenkomt bij een waaier aan ziekte-processen, inclusief myocard-infarct, microvasculaire dysfunktie, schizofrenie, enz. His-1 RNA bleek geïmpliceerd in leukemogenese [inductie en ontwikkeling van leukemie] en GNAS1-AS is een anti-sense transcript [‘anti-sense’ sequenties zijn er die het mRNA inaktiveren] op de locus van GNAS1, coderend voor neuro-endocrien secretorisch proteïne. Volgens de lncrnadb database is EMX2OS een tegengestelde streng transcript van het EMX2 gen dat mogelijks EMX2 reguleert. Zowel EMX2OS als EMX2 RNAs werden gedetekteerd in weefsels van het centraal zenuwstelsel (CZS). Omtrent CR933609: we hebben eerder z’n rol bij de bescherming van INO80D tegen downregulering door miRNA-5096 geïdentificeerd. Aangezien INO80D een belangrijke component is van het chromatine-hermodelerend INO80 complex dat glycolytische en respiratoire capaciteiten van de cel reguleert, kan CR933609 betrokken zijn bij het behouden van de metabole stabiliteit. Ten slotte: er werd gerapporteerd dat AK124742 een anti-sense RNA is voor het gen PSMD6, dat codeert voor componenten van het proteasoom [groot eiwit-complex dat afwijkende – overbodige of beschadigde – proteïnen afbreekt] waarbij antigen-presentatie door MHC klasse-I en herstel van DNA-schade betrokken zijn.

In deze studie was ons doel het onderzoeken van de expressie-signaturen en potentiële diagnostische waarden van de 10 zeer grote lncRNAs (> 5 kb) bij M.E./CVS-patiënten. En verder werden de effekten van oxidatieve stress (H2O2) en ‘Toll like’ receptor 3 (TLR3 [‘Toll-like’ receptoren zijn op het oppervlak van leukocyten voorkomende receptoren die molekulaire patronen (van indringers) herkennen]) ligand poly (I:C) (dat virale infektie nabootst) op de waarden van zeer grote lncRNAs geëvalueerd in menselijke monocytische cel-lijn THP-1 en glioma [tumor-type ontstaand in gliale cellen] cel-lijn KALS1.

Methodes

Individuen

Er werden 44 M.E./CVS-patiënten met de diagnose gesteld volgens de Canadese criteria en 30 voor geslacht en leeftijd gematchte gezonde controles gerecruteerd. [64% vrouwen bij M.E./CVS (60% bij controles); 25/44 met Bell-score < 30 (ernstig)]. […]

RNA-extractie en RT-PCR voor lncRNAs

RNAs werden geïsoleerd uit PBMCs [perifeer bloed mononuclaire cellen] […] Omgekeerde transcriptie naar cDNA voor ‘real-time’ PCR [RT-PCR; monitort de amplificatie van een doelwit DNA/RNA tijdens de PCR, in ‘real-time’, en niet op het einde (zoals bij conventionele PCR)]. GAPDH-expressie was de endogene controle. […]

[CT, ‘cycle-treshold’, staat voor het aantal PCR-cycli waarbij de geamplificeerde sequentie boven de ‘background’ komt: op dat punt wordt een detekteerbare hoeveelheid van het te amplificeren stuk DNA/RNA gegenereerd. De CT is omgekeerd evenredig met de oorspronkelijke expressie van het gen: hoe meer er van aanwezig, hoe minder PCR-cycli nodig om het detekteerbaar te maken. ΔCT = CT(een doelwit-gen) minus CT(een referentie-gen)]

Cel-lijn studies

[…]

Bio-informatica en statistische analyse

[…]

Resultaten

PBMC lncRNA-profiel bij patiënten met chronische vermoeidheid en controles

De expressie van de 10 lncRNAs (NTT, NEAT1, MALAT1, TUG1, MIAT, His-1 RNA, GNAS1-AS, EMX2OS, CR933609 & AK124742) in PBMCs van M.E./CVS-patiënten en gezonde controles werden geëvalueerd d.m.v. RT-PCR. De waarden van de 10 ΔCT (CTlncRNA – CTGAPDH) van elke individu werden gebruikt om een correlatie-matrix [matrix met als elementen de paar-gewijze co-varianties] op te bouwen en ‘principle component analysis’ (PCA). [hoofd-componenten-analyse; objectieve techniek om het aantal variabelen op een zinvolle manier te reduceren; een wiskundige procedure om een set observaties van mogelijks gecorreleerde variabelen om te zetten naar een set waarden van niet-gecorreleerde variabelen, genaamd ‘principal components’ (belangrijkste componenten).] De PCA toonde dat het M.E./CVS en controle lncRNA expressie-profiel konden hoofdzakelijk worden gescheiden door component 2. […]

Associatie van lncRNA expressie-waarden met M.E./CVS en ziekte-ernst

Om de test-aantallen van lncRNAs nodig voor het differentiëren van M.E./CVS en gezonde controles te reduceren en het verband tussen lncRNA expressie-waarden en M.E./CVS ziekte-ernst te evalueren, analyseerden we de hoeveelheid van elk lncRNA in PBMCs van controles, mild-matige M.E./CVS (Bell-score ≥ 30) en ernstige M.E./CVS (Bell-score < 30). Interessant was dat de waarden van NTT, MIAT & EMX2OS significant hoger bleken in M.E./CVS PBMCs t.o.v. controles. M.E./CVS mediane ΔCT vs. controle mediane ΔCT: NTT 8,86 vs. 10,05 (p < 0.0001), MIAT 6,22 vs. 6,89 (p < 0.05), EMX2OS 20,69 vs. 18,59 (p < 0.001). Verder: NTT & EMX2OS expressie-waarden correleerden met M.E./CVS ziekte-ernst, waarbij de grootste hoeveelheid werd gedetekteerd bij M.E./CVS-patiënten met een Bell-score van 10 of 20 (< 30).

PBMC NTT, MIAT en EMX2OS expressie-signatuur als M.E./CVS diagnostische merkers

Aangezien we hebben ontdekt dat bij de 10 geteste lncRNAs, slechts de waarden van NTT, MIAT & EMX2OS geupreguleerd waren bij M.E./CVS, zetten we een nieuw PCA-grafiek uit gebruikmakend van een correlatie-matrix met NTT, MIAT & EMX2OS ΔCT-waarden. De M.E./CVS-patiënten konden van de gezonde controles worden gescheiden op basis van component 1. De M.E./CVS groep kon nog steeds van de controle-groep worden gescheiden wanneer de gebruikte lncRNA-waarden werden verminderd tot die van NTT & MIAT of die van NTT & EMX2OS. De M.E./CVS- en controle-groep konden echter niet goed van elkaar gedifferentieerd worden op basis van MIAT & EMX2OS.

Om de diagnostische waarde van het combineren van de expressie van NTT, MIAT & EMX2OS te evalueren, berekenden we eerst de optimale ‘cut-off’ ΔCT-waarde van elk van die 3 lncRNAs d.m.v. ROC-curves [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 perfeke test; AUC = 0.90-1 is excellent (hoge sensitiviteit en hoge specificiteit), 0.80-0.90 is goed]. Deze waren: 9,49 (AUC = 0.82); 6,82 (AUC = 0.65); 19,06 (AUC = 0.77), voor NTT, MIAT & EMX2OS respectievelijk. Er werd dan een bijkomende ROC-analyse uitgevoerd en die onthulde dat de criteria van verhoogde expressie (ΔCT onder de optimale ‘cut-off’) van eender welke 2 van deze 3 lncRNAs bij het stellen van de diagnose van M.E./CVS een gevoeligheid van 67,4 en een specificiteit van 86,7 had, AUC = 0.82 […].

Expressie-waarden van genen die mogelijks gereguleerd worden door de lncRNAs bij M.E./CVS

Om mogelijke werking-mechanismen van de lncRNAs NTT, MIAT & EMX2OS bij M.E./CVS op te helderen, analyseerden we het expressie-profiel van hun potentiële ‘downstream’ genen bij patiënten en controles. Er werd gesuggereerd dat NTT werkt op nabijgelegen genen, inclusief IFNGR1 [coderend voor interferon-gamma receptor 1] & PBOV1 [‘Prostate And Breast Cancer Overexpressed 1’; coderend voor een proteïne dat geupreguleerd is bij sommmige types kanker]. Er werd gerapporteerd dat ZEB1 ‘downstream’ van MIAT ligt; en er werd voorgesteld dat EMX2 gereguleerd wordt door EMX2OS. Terwijl EMX2 niet kon worden gedetekteerd in PBMCs (gegevens niet getoond), bleek ZEB1 matig maar significant verhoogd in M.E./CVS PBMCs t.o.v. controles (M.E./CVS mediane ΔCT vs. controle mediane ΔCT: 7,60 vs. 7,82, p < 0.05). De expressie-waarden van IFNGR1 & PBOV1 bleken niet significant verschillend tussen M.E./CVS en controles. Wat betreft de correlatie tussen de expressies van lncRNAs en ‘downstream’ genen: er werd een positieve relatie tussen ZEB1- en MIAT-waarde gedetekteerd d.m.v. lineaire regressie analyse bij M.E./CVS (p < 0.0001) maar niet bij controles. Ook bleek de IFNGR1-waarde positief gecorreleerd met de NTT-waarde bij M.E./CVS (p < 0.0001) maar niet bij controles. De lineaire regressie analyse tussen NTT en PBOV1 toonde geen statistische significantie, noch voor M.E./CVS en controles.

Upregulering van NTT & MIAT door H2O2 en poly (I:C) in menselijke monocytische en glioma cel-lijnen

Het is geweten dat oxidatieve stress en terugkerende herpesvirus-infektie bijdragen tot de M.E./CVS-pathologie. [Sotzny F et al. (Scheibenbogen C). Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome – evidence for an autoimmune disease. Autoimmun Rev. (2018) 17: 601-9] Om de mogelijke effekten van deze stressoren op de expressie van NTT, MIAT & EMX2OS te onderzoeken, gebruikten we de menselijke monocytische cel-lijn THP-1 en glioma cel-lijn KALS1 als modellen, en behandelden deze met H2O2 (oxidatieve stress) of poly (I:C) (TLR3-agonist, die een herpesvirus-infektie nabootst) gedurende 6h. Terwijl NTT & MIAT geupreguleerd bleken na de stimulaties, kon EMX2OS niet worden gedetekteerd in beide cel-lijnen. In THP-1 cellen verhoogde de NTT expressie-waarde tot gemiddeld 1,47 en 3,06 maal na stimulatie met 10 nM H2O2 en 100 μM poly (I:C), respectievelijk. Verder steeg de MIAT-waarde tot gemiddeld 1,26 en 3,38 maal na THP-1 stimulatie met 10 nM H2O2 en 100 μM poly (I:C), respectievelijk. Er werden ook hogere expressie-waarden voor het potentieel NTT ‘downstream’ gen PBOV1 en het potentieel NTT ‘downstream’ gen ZEB1 gedetekteerd in THP-1 na stimulaties met 10 nM H2O2 en 100 μM poly (I:C), respectievelijk; de waarde van IFNGR1 (een ander potentieel NTT ‘downstream’ gen) vertoonde echter geen evidente verandering na beide stimulaties. In KALS1-cellen, was NTT geupreguleerd tot gemiddeld 1,49 maal bij 100 μM H2O2 en tot gemiddeld 1,65 maal bij 50 μM poly (I:C). Wat betreft MIAT-expressie: in KALS1 werd een stijging van 1,26 maal en 1,31 maal gezien na 6h stimulatie met 10 nM H2O2 en 100 μM poly (I:C), respectievelijk. De expressie-waarden van de potentiële NTT en MIAT ‘downstream’ genen na stimulatie met H2O2 en poly (I:C) in KALS1 vertoonden een gelijkaardig patroon als bij THP-1.

Bespreking

Er werden rollen van zeer grote (> 5 kb) lncRNAs bij immuun-regulering en ziekte-processen ondekt. Hier rapporteren we over de expressie-signatuur van 10 lncRNAs (NTT, NEAT1, MALAT1, TUG1, MIAT, His-1 RNA, GNAS1-AS, EMX2OS, CR933609 & AK124742) in PBMCs afkomstig van M.E./CVS-patiënten. We hebben dit screening-panel geselekteerd op basis van hun mogelijke regulering van immune, stress-, metabole en neurologische responsen, waarvan werd gehypothiseerd dat ze betrokken zijn bij de pathogenese van M.E./CVS. Niettemin is het opmerkelijk om op een PCA-grafiek te zien dat M.E./CVS kon worden gedifferentieerd van gezonde controles via dit lncRNA-profiel. Van de 10 lncRNAs verklaarden NTT, MIAT & EMX2OS expressie-waarden de meeste variantie tussen M.E./CVS en controles. Een verdere ondersteuning voor hun potentiële rol in het ziekte-pathomechanisme is dat hogere NTT- en EMX2OS-waarden geassocieerd bleken met ernstiger M.E./CVS (Bell-score < 30). Op basis van het feit dat de expressie van een combinatie van 2 van deze 3 lncRNAs (NTT, MIAT & EMX2OS) bij het onderscheiden van M.E./CVS en gezonden een AUC van 0.82 gaf, suggereren we een potentiële diagnostische waarde van deze lncRNAs voor M.E./CVS.

Consistent met de hypothese dat de ziekte-pathologie van M.E./CVS kan worden bepaald door oxidatieve stress en virale infekties, vonden we dat de waarden van NTT en MIAT in THP-1 en KALS1 cel-lijnen verhoogd waren na stimatie met H2O2 of poly (I:C), een expressie-patroon dat gelijkaardig is met deze gevonden in PBMCs van M.E./CVS-patiënten. We weten echter nog niet of het hier gevonden lncRNA-profiel specifiek is voor M.E./CVS of bij andere ziekten (gepaard met immuun-ontregeling of oxidatieve stress; zoals auto-immune ziekten en kanker) kan worden gevonden. Er werd gerapporteerd dat MIAT-waarden geupreguleerd kunnen zijn onder hoog-glucose omstandigheden en bij long-kanker, en NTT-expressies kunnen worden gevonden bij processen waarbij T-cel aktivatie is betrokken. Het verder vergelijken van de PBMC expressie-signatuur van NTT, MIAT & EMX2OS bij M.E./CVS met patiënten die lijden onder chronische vermoeidheid te wijten aan auto-immune ziekten of kanker is belangrijk om de lncRNA test-specificiteit te bepalen bij het stellen van de diagnose van M.E./CVS.

De mechanismen van NTT, MIAT & EMX2OS bij M.E./CVS-pathogenese vereisen verder onderzoek. In onze studie detekteerden we een verband van een hogere waarde van ZEB1, een gen dat wordt gereguleerd door MIAT, met M.E./CVS. THP-1 en KALS1 cel-lijnen vertoonden consistent hogere expressie-waarden van MIAT en ZEB1 na stimulatie met poly (I:C), een synthetisch analoog van dubbel-strengig RNA dat representatief is voor een aktieve virale infektie, een mogelijke trigger van M.E./CVS. Er werd gerapporteerd dat ‘Zinc-finger E-box-binding’ proteïne (ZEB) 1, een transcriptie-factor die repressor-complex [proteïne-complex dat transcriptie verhindert of downreguleert] recruteert, IL-2 aktivatie in T-cellen onderdrukt. Upregulering van ZEB1 zou geassocieerd kunnen zijn met de respons op chronische inflammatie bij M.E./CVS. In ‘non-small-cell’ long-kanker cel-lijn resulteerde de ‘knockdown’ [experimentele reductie van de expressie van een gen] van MIAT in verminderde ZEB1-expressie, wat wijst op cis-werking [regulering van expressie van nabijgelegen genen op dezelfde DNA-streng] van MIAT op het reguleren van ZEB1. Interessant is dat MIAT ook betrokken is bij endotheliale dysfunktie, wat frequent wordt gezien bij M.E./CVS. [Newton DJ, Kennedy G et al. Large and small artery endothelial dysfunction in Chronic Fatigue Syndrome. Int J Cardiol. (2012) 154: 335-6] Wat betreft NTT: er werd voorgesteld dat het z’n funktie uitoefent op nabijgelegen genen omwille van z’n grootte (17 kb). Meerdere genen betrokken bij cel-proliferatie, apoptose of inflammatie (inclusief IFNGR1, PBOV1, TNFAIP3, HIVEP2, BCLAF1 & MYB) zijn gelegen dicht bij de chromosoom-positie van NTT. We vonden geen significant verschil qua IFNGR1- en PBOV1-expressie tussen M.E./CVS en controles. Er werd echter een uitgesproken positieve correlatie tussen NTT- en IFNGR1-waarden gezien bij M.E./CVS, niet bij controles. Deze observatie suggereert dat de NTT/IFNGR1-as een subtiele rol kan spelen in de M.E./CVS-pathogenese. Er zijn meer experimenten nog om te weten of andere ‘downstream’ genen beïnvloed worden door de upregulering van NTT bij M.E./CVS en mogelijks belangrijker rollen spelen in de ziekte-pathobiologie. Ten slotte: volgens de lncrnadb, de lncRNA database, is het expressie-niveau van EMX2OS onder normale fysiologische omstandigheden hoger in het brein, gemiddeld in lymfeknopen en zeer laag in leukocyten. Consistent hiermee konden we EMX2OS niet detekteren in PBMCs van verscheidene individuen. De meeste M.E./CVS-patiënten bleken echter verhoogd EMX2OS te hebben in hun PBMCs. De rol van EMX2OS in PBMCs is nog onduidelijk en het potentieel ‘downstream’ gen EMX2 dat gewoonlijk to expressie komt in het CZS kon niet bij alle studie-individuen worden gedetekteerd. Er loopt een EMX2OS over-expressie experiment in THP-1 in ons lab, om deze vraag te beantwoorden. Interessant is dat er EMX2-upregulering werd gevonden bij hersen-hypoxemie. M.E./CVS-patiënten hebben sterke dalingen qua cerebrale bloeddoorstroming, wat kan resulteren in hypoxemie. [Biswal B, Kunwar P, Natelson BH. Cerebral blood flow is reduced in Chronic Fatigue Syndrome as assessed by arterial spin labeling. J Neurol Sci. (2011) 301: 9-11]

Naast onze studie over het gebruiken van een lncRNA-signatuur als diagnostische merker voor M.E./CVS, werd gesuggereerd dat mRNA-expressie profielen in het bloed en plasma-metabolieten diagnostische waarde hebben voor M.E./CVS. Zoals beschreven door Kerr et al. [Gene expression subtypes in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Infect Dis. (2008) 197: 1171-84] waren er 88 genen met differentiële expressie vereist om M.E./CVS diagnostische en prognostisch te groeperen. Bovendien stelden Naviaux et al. [zie ref. hierboven] een set van 8 metabolieten voor om de diagnose van M.E./CVS te stellen bij mannen en een set van 13 metabolieten bij vrouwen. Onze resultaten tonen dat een lncRNA-expressie panel bestaande uit slechts 3 zeer grote lncRNAs (NTT, MIAT, EMX2OS) kunnen leiden tot een goede diagnostische waarde en informatie kunnen bieden over de M.E./CVS ziekte-ernst (NTT, MIAT).

Besluit

Hoewel de pathogene mechanismen van zeer grote lncRNAs bij M.E./CVS nog dient te worden opgehelderd, vonden het eerste bewijs dat een lncRNA expressie-signatuur diagnostische waarde kan hebben bij M.E./CVS.

Volgende pagina »

Blog op WordPress.com.