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

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

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

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

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

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

————————-

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

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

Polli A¹, Van Oosterwijck J^2,3, Meeus M^3,4, Lambrecht L⁵, Nijs J⁶, Ickmans K⁶

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

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

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

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

5 Private Practice for Internal Medicine, Ghent, Belgium

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

Samenvatting

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

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

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

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

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

1. Inleiding

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

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

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

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

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

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

2. Methodes

2.1. Individuen

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

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

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

2.2. Procedure

[…]

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

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

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

[…]

2.3. Uitkomst-metingen

2.3.1. ‘Pain pressure thresholds’

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

2.3.2. Bepaling van C4a-produkten

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

2.3.3. Bepaling van elastase-aktiviteit

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

2.4. Inspanning-testen

2.4.1. Sub-maximale inspanning test

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

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

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

2.5 Statistische analyse

[…]

3. Resultaten

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

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

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

Anderzijds vonden we geen correlaties bij gezonde controles.

4. Bespreking

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

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

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

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

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

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

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

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

5. Besluit

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

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

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

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

————————-

Frontiers in Pediatrics (March 2019) Volume 7 Article 82

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

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

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

2 Workwell Foundation, United States

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

Samenvatting

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

INLEIDING

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

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

HET VERBAND TUSSEN HARTSLAG EN BELASTING IS REPRODUCEERBAAR EN VOORSPELBAAR

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

VERSTORING VAN DE CHRONOTROPISCHE RESPONS IS MEETBAAR

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

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

VERMOEIENDE GEZONDHEID-AANDOENINGEN OMVATTEN VERSTOORDE CHRONOTROPISCHE RESPONSEN

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

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

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

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

[gedetailleerde omschrijving van de gevonden studies.]

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

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

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

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

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

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

Vergelijkingen tussen metingen verkregen tijdens seriële CPETs

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

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

Vergelijkingen tussen ziektegraad bij M.E./CVS

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

BESLUIT

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

————————-

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

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

————————-

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

1. Inleiding

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

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

2. Materialen en methodes

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

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

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

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

[…]

3. Resultaten

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Bespreking

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

4.1.Het fysiologisch en klinisch belang van CK

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

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

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

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

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

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

Sommige researchers hebben eerder melding gemaakt van intrigerende bevindingen aangaande serum-CK bij M.E./CVS-patiënten. Bijvoorbeeld: twee studies met 30 en 33 individuen vergeleken de CK serum-concentratie van M.E./CVS-patiënten (diagnose volgens de CDC-1994 criteria) met deze van gezonde controles vóór en na inspanning, om de fysieke capaciteit te evalueren [Riley MS et al. Aerobic work capacity in patients with Chronic Fatigue Syndrome. BMJ (1990) 301: 953-956 /// Vermeulen RCW et al. Patients with Chronic Fatigue Syndrome performed worse than controls in a controlled repeated exercise study despite a normal oxidative phosphorylation capacity. J. Transl. Med. (2010) 8: 93]. De gemiddelde CK bij M.E./CVS-patiënten lag lager (hoewel niet significant) dan bij controles, en steeg niet door inspanning bij degenen met M.E./CVS (zoals wordt gezien bij gezonde individuen). De resultaten suggereren dat tekort aan acute lichamelijke inspanning niet de voornaamste factor was die de CK-waarden bij M.E./CVS bepaalt. Een andere studie bij M.E./CVS-patiënten vond hoger serum-CK bij deelnemers met enterovirus-specifiek RNA (detektie via spierbioptie) dan degenen zonder bewijs voor enterovirale infekties. Die studie suggereerde dat een subgroep M.E./CVS-patiënten spierschade zou kunnen vertonen secundair aan enterovirus-infektie maar jammer genoeg specifieerden de auteurs de CK-concentraties in de groep patiënten met lagere waarden niet [Archard C et al. Postviral fatigue syndrome: persistence of enterovirus RNA in muscle and elevated creatine kinase. J. Royal Soc. Med. (1988) 81: 326-329].

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

4.2. Andere studie-bevindingen

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

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

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

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

4.3. Studie-sterktes en zwakheden

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

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

5. Besluiten

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

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

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

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

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

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

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

————————-

Autoimmunity Reviews (2019) [pre-print]

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

1. Inleiding

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

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

2. M.E./CVS-definities

[…]

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

[…]

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

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

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

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

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

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

4. M.E./CVS en vaccins

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

4.1. Eerste sterk signaal: HBV-vaccinatie

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

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

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

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

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

* Gebrek aan evaluatie van multipele vaccinaties als geheel;

* Gebrek aan of symptomen die specifiek zijn voor vaccinatie;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5.1.1. Karakterisatie bij mensen

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

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

5.1.2. Opruiming van het letsel in dieren-modellen

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

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

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

5.1.3. Genetisch voorbestemmende factoren

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

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

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

5.2.1. Klinische karakterisatie

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

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

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

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

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

5.2.2. Consistentie-analyse

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

(1) post-immunisatie aanvang van symptomen;

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

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

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

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

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

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

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

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

6.1. Huidige discussies

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

7. Inzichten door experimentele studies

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

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

7.1. Oud dogma onderste-boven gezet

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

7.3. Van Al-toxiciteit naar chronische immuun-stimulatie

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

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

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

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

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

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

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

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

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

9. Een poging tot pathofysiologisch model

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

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

10. Besluit

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

————————-

Frontiers in Immunology (Pre-print Mei 2019)

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

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

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

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

3 Roslin Institute, University of Edinburgh, United Kingdom

Samenvatting

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

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

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

INLEIDING

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

Acute virale infekties bleken frequent geassocieerd met de aanvang van M.E./CVS maar er is geen bevestiging van specifieke virale etiologie en er is geen consistent verband tussen persistente of chronische virus-infektie en M.E./CVS. Eén mogelijkheid is dat mensen met M.E./CVS (PWME) vatbaar zijn voor acute virale infekties ten gevolge een onderliggende immuun-dysfunktie. Er werden talrijke immuun-abnormaliteiten, inclusief gewijzigde plasma cytokine-profielen, abnormale T-lymfocyt aktivatie en verstoorde cytotoxische respons, beschreven bij individuen met M.E./CVS maar systematische en observationele studies waren niet in staat om robuuste en reproduceerbare immuun-biomerkers voor ziekte of ziektegraad te identificeren [bv. Nijs J et al. Altered immune response to exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: a systematic literature review. Exerc Immunol Rev (2014) 20: 94-116].

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

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

MATERIALEN & METHODES

Recrutering en klinische evaluatie

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

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

Berekening van de statistische ‘power’

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

Afname & verwerking van de stalen

[…]

Fenotypering van de leukocyten

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

Funktionele testen

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

Analyse van de gegevens

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

[…]

RESULTATEN

Karakteristieken van de deelnemers aan de studie

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

Serologie

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

Leucocyten-fenotypering

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

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

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

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

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

Als we in meer detail kijken naar het fenotype van de NK-cel populatie, zagen we geen significante verschillen qua hoeveelheden CD56^bright cellen, verdeling van CD57^–, CD57⁺ of CD57⁺⁺ cellen of hoeveelheden cellen die NKG2C of NKp46 tot expressie brengen, of wat betreft expressie van zes verschillende ‘killer’ cel immunoglobuline-achtige receptoren (KIR [receptoren op het oppervlak van NK-cellen waarmee ze ‘self’ MHC klasse-I molekulen (KIR-liganden) op het cel-oppervlak herkennen om dan een inhiberend signaal te geven om zo de eliminatie van normale cellen te voorkomen]) (aangepaste of niet-aangepaste analyse).

T-cel & NK-cel funktie

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

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

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

Herpesvirus-infektie, vooral infektie met CMV, staat er om bekend zowel het maturatie-fenotype en de funktie van menselijke CD8⁺ T-cellen en NK-cellen te beïnvloeden. Daarom vergeleken we lymfocyten-fenotype en funktie bij die individuen die seropositief of niet voor CMV waren. In alle studie-groepen hadden deelnemers die CMV-seropositief waren, significant minder CD4⁺ en meer of CD8⁺ T-cellen bij hun PBMCs. Na stimulatie met PMA en ionomycine, produceerden meer CD4⁺ en CD8⁺ T-cellen IFN-γ, en meer cellen waren IL-2 en IFN-γ dubbel-positief, bij de CMV-seropositieve individuen. Het deel van de PBMCs die CD3⁺CD56⁺ (‘NKT-like’) cellen waren, was zeer significant verhoogd bij de CMV-positieve deelnemers. In de NK-cel populatie, waren meer cellen NKG2C⁺, en er waren gedaalde hoeveelheden CD56^dimCD57^intermediate en verhoogde hoeveelheden CD56^dimCD57^bright bij de CMV-seropositieve deelnemers. Bij de CMV-seropositieve individuen was er een verminderde in vitro respons na IL-12 en IL-18 stimulatie, met significant gedaalde CD25, CD107 en IFN-γ expressie.

BESPREKING

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

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

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

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

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

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

————————-

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

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

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

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

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

————————-

Physiological Reports Vol 11, e1413 (2019)

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

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

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

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

Inleiding

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

Een cardiopulmonaire inspanning test (CPET) geeft een accurate en objectieve beoordeling van de funktionele capaciteit. Herhaalde CPETs [‘dubbele fiestesten’] hebben aangetoond dat M.E./CVS-patiënten niet in staat zijn tot herhaling van de zuurstof-opname en power-output bij piek inspanning (VO₂peak) en/of bij gas-uitwisseling drempel (gedefinieerd volgens de ‘V-slope’ methode [zie verder]), bij testen op twee opéénvolgende dagen [Vermeulen RC et al. Patients with Chronic Fatigue syndrome performed worse than controls in a controlled repeated exercise study despite a normal oxidative phosphorylation capacity. J. Transl. Med. (2010 8: 93 /// Snell CR et al. Discriminative validity of metabolic and workload measurements for identifying people with Chronic Fatigue Syndrome. Phys. Ther. (2013) 93: 1484-1492 /// Keller BA et al. Inability of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome patients to reproduce VO₂peak indicates functional impairment. J. Transl. Med. (2014) 12: 104 /// Nelson MJ et al. Diagnostic sensitivity of 2-day cardiopulmonary exercise testing in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. J. Transl. Med. (2019) 17: 80]. De gas-uitwisseling drempel is het punt waar VCO₂ stijgt in relatie tot VO₂, en wordt traditioneel gezien als een overgang van aërobe naar anaërobe energie-produktie, samenvallend met het begin van lactaat-accumulatie. De notie van weefsel-hypoxie [zuurstof–gebrek] als voornaamste oorzaak van lactaat-accumulatie wordt echter niet meer aanvaard is. Lactaat is altijd het eind-resultaat van glycolyse, ook onder aërobe omstandigheden. Glycolyse stijgt tijdens inspanning en lactaat wordt snel uit de circulatie verwijderd, voornamelijk door oxidatie en gluconeogenese [vorming van glucose uit niet-koolhydraat bronnen]. Tijdens een oplopende inspanning test, treedt bloed lactaat accumulatie op wanneer de snelheid van het verschijnen van lactaat de snelheid van lactaat-verwijdering overschrijdt. Getrainde individuen hebben een lagere lactaat-concentratie in het bloed en een verhoogde lactaat verwijdering-snelheid voor een absolute inspanning-intensiteit, vergeleken met ongetrainde individuen. De snelheid waarmee lactaat verschijnt, bleek echter gelijkaardig voor getrainde en ongetrainde individuen bij dezelfde relatieve intensiteit, gedefinieerd als percentage VO₂peak (%VO₂peak).

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

Materialen & methodes

Goedkeuringen

[…]

Individuen

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

Inspanning-testen

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

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

Analyses van biochemische merkers

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

Analyses van inspanning-variabelen

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

Staal-grootte

[…]

Statistiek

[…]

Resultaten

Individu-karakteristieken

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

Piek-inspanning responsen

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

Lactaat-concentraties bij ‘baseline’ en tijdens de testen

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

Gas-uitwisseling drempel

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

Het lactaat-omslagpunt en aanvang van bloed lactaat accumulatie

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

Bespreking

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

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

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

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

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

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

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

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

Er werd een verstoord energie-metabolisme bij M.E./CVS aangetoond door meerdere onderzoekers. Myoblasten opgegroeid in aanwezigheid van serum van patiënten met ernstige M.E./CVS vertonen verhoogde mitochondriale ademhaling en lactaat-sekretie [Fluge O et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight (2016) 1: e89376]. Perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMC) van M.E./CVS-patiënten hebben een verstoorde maximale respiratie-capaciteit vergeleken met gezonde PBMCs, wat een onvermogen om de respiratie adequaat te verhogen in respons op verhoogde metabole stress suggereert [Tomas C et al. Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2017) 12: e0186802]. In vitro elektrische puls stimulatie van spiercellen als een model om metabole veranderingen tijdens inspanning te onderzoeken, heeft verstoorde AMPK-fosforylatie en glucose-opname getoond in cellen van M.E./CVS-patiënten, en verminderde afgifte van IL-6 vergeleken met gezonde spiercellen [Brown AE et al. Abnormalities of AMPK activation and glucose uptake in cultured skeletal muscle cells from individuals with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE (2015) 10: e0122982]. Inspanning leidt tot een voorbijgaande upregulering van pyruvaat-dehydrogenase-kinase (PDK), bijzonderlijk tijdens herstel, maar keert terug naar rust-waarden binnen 24 h. PBMCs van M.E./CVS-patiënten tonen ge-upreguleerde expressie van PDK [zie Fluge O et al. hierboven], wat een verstoorde PDK-regulering suggereert die de pyruvaat-flux kan beperken met het potentieel de ‘clearance’ van lactaat te beïnvloeden via oxidatie. M.E./CVS-patiënten hebben verhoogde lipopolysaccharide (LPS) waarden in het bloed vergeleken met gezonde controles [Giloteaux L et al. Reduced diversity and altered composition of the gut microbiome in individuals with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Microbiome (2016) 4: 30]. Inspanning leidt tot verhoogde bakteriële translocatie bij M.E./CVS-patiënten en dit wordt voorgesteld als een mogelijke oorzaak van PEM [Shukla SK et al. Changes in gut and plasma microbiome following exercise challenge in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). PLoS ONE (2015) 10: e0145453]. LPS zou het metabolisme kunnen beïnvloeden, ofwel via inflammatie en/of gestegen catecholaminen. Meerdere aandoeningen bleken geassocieerd met verhoogd lactaat en gestegen lactaat zou een poging kunnen zijn om de effekten van letsel en stress te lenigen eerder dan deze te veroorzaken.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

————————-

PLoS ONE 14(5): e0216079

Is insulin resistance the cause of fibromyalgia? A preliminary report

Pappolla MA^1,2, Manchikanti L³, Andersen CR⁴, Greig NH⁵, Ahmed F², Fang X¹, Seffinger MA⁶, Trescot AM⁷

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

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

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

Inleiding

[…]

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

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

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

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

Materialen & methodes

Beschrijving van het staal

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

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

[…]

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

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

Statistische analyses

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

Resultaten

1. Verband tussen FM en HbA1c-waarden

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

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

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

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

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

Bespreking

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

————————-

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

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

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

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

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

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

Samenvatting

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

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

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

1. Inleiding

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

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

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

2. Methodiek

2.1. Populatie

2.1.1. Patiënten-groepen

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

2.1.2. Gezonde controles

[…]

2.2. Procedure

[…]

2.3. Studie-ontwerp en ethiek

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

2.4. Vragenlijsten

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

2.5. Interview

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

2.6. Bloedafname

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

2.7.Statistische analyse

[…]

3. Resultaten

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

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

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

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

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

4. Bespreking

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

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

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

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

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

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

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

4.1. Zwaktes & sterktes

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

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

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

5. Besluiten

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

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

Het mag nu wel duidelijk zijn dat er bij M.E.(cvs) sprake is van een probleem met de cellulaire energie-voorziening/produktie. De voorbije jaren zijn er meerdere rapporten geweest over een verstoord metabolisme. Het werk van de Australische metaboloom-specialisten Prof. Neil McGregor & Christopher Armstrong kwam hier dan ook al meermaals ter sprake.

Op het EMERGE 2019 ‘ME/CFS International Research Symposium’ kondigde McGregor onderstaande studie al aan. De bevindingen van McGregor suggereerden nogmaals dat glycolyse – de vroege stap in het proces van energie-produktie – bij M.E.(cvs) uit de hand loopt. Er zijn flink wat enzymen bij glycolyse betrokken dus er kan heel wat mis gaan. Hier wordt weer een stukje van de puzzel ontrafeld…

McGregor gelooft dat een chronische depletie van essentiële metabolieten een cruciale rol speelt bij M.E.(cvs) en aanleiding geeft tot post-exertionele malaise, inflammatie, enz. Het probleem bij de glycolyse zou verband kunnen houden met veranderingen in de acetylering, wat een effekt heeft op de DNA-transcriptie, resulterend in de brede en systemische problemen.

————————-

Diagnostics Vol 9, #3, p 70 (juli 2019)

Post-Exertional Malaise is associated with hypermetabolism, hypoacetylation and purine metabolism deregulation in M.E./CVS cases

Neil R. McGregor (1), Christopher W. Armstrong (2), Donald P. Lewis (3), Paul R. Gooley (2)

1 Faculty of Medicine, Dentistry and Health Sciences, University of Melbourne, Parkville VIC 3010, Australia

2 Department of Biochemistry and Molecular Biology, Bio21 Molecular Science and Biochemistry Institute, 30 Flemington Road, Parkville VIC 3010, Australia

3 CFS Discovery, Donvale Medical Centre, Donvale VIC 3111, Australia

Samenvatting

Post-exertionele malaise (PEM) is een fundamenteel voorspellend symptoom voor de definitie van Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Als de patiënten zich te veel inspannen, ondervinden ze wat ‘payback’ wordt genoemd, resulterend in een verslechtering van de symptomen of een terugval die dagen, weken of zelfs maanden kan aanslepen. Het doel was het beoordelen van de veranderingen in de biochemie geassocieerd met de door de patiënten zelf-gerapporteerde PEM-scores over een periode van 7 dagen en de frequentie waarmee die worden gerapporteerd over een periode van of 12 maanden. 47 M.E./CVS-gevallen en voor leeftijd/geslacht gematchte controles werden klinisch onderzocht, vulden vragenlijsten in, werden onderworpen aan standaard serum-biochemie testen, en hun serum- en urine-metabolomen werden geanalyseerd in een observationele studie. 35 van de 46 M.E./CVS-patiënten rapporteerden PEM in de laatste 7 dagen en deze werden toegewezen aan de PEM-groep. De voornaamste biochemische verandering gerelateerd aan de PEM-ernst van deze 7 dagen was de daling van het purine-metaboliet, hypoxanthine. [purinen = bouwstenen, organische basen van DNA/RNA] Deze afname correleerde met wijzigingen van de glucose/lactaat-verhouding die zeer suggestief is voor een glycolytische anomalie. Verhoogde excretie van urine-metabolieten in de 7-daagse respons-periode geven een hyper-metabole gebeurtenis aan. Er werden stijgingen van de urine-excretie van methylhistidine (spier-proteïne afbraak), mannitol (ontregeling van de intestinale barrière) en acetaat opgemerkt bij het hyper-metabool voorval. Deze gegevens duiden er op dat hypo-acetylatie aan de gang was, wat ook gerelateerd kan zijn met ontregeling van meerdere cytoplasmatische enzymen en DNA-histoon regulering. [Histonen zijn specifieke eiwitten die samen met het DNA in de celkern het chromatine vormen. Een nucleosoom is een complex van DNA en histoon-eiwitten dat de gen-expressie regelt.] Deze bevindingen suggereren dat de primaire gebeurtenissen die gepaard gaan met PEM te wijten zijn aan hypo-acetylering [acetyleren = (enzymatisch) plaatsen van acetyl-groepen (O=C-CH₃) op proteïnen; in het geval van histoon-eiwitten regelt dit de vertaling van DNA (dat rond de histonen is gewikkeld) naar RNA] en verlies van metabolieten tijdens de acute PEM-respons.

1. Inleiding

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een medisch onverklaarde aandoening die overwegend voorkomt bij vrouwen. Ze wordt gekenmerkt door persisterende of terugkerende vermoeidheid en veranderde responsen op inspanning, en wijzigingen in de normale slaap-struktuur. Post-exertionele malaise (PEM) komt 10,4 keer frequenter voor bij M.E./CVS-patiënten vergeleken controles [Brown A & Jason LA. Meta-analysis investigating post-exertional malaise between patients and controls. J. Health Psychol. (2018)]. Er is echter weinig bekend omtrent de onderliggende pathofysiologie van PEM.

Er werd gerapporteerd dat vrouwen met M.E./CVS biochemische veranderingen vertonen die consistent zijn met de ontregeling van glycolyse en ureum-cyclus aktiviteit [Armstrong CW et al. Metabolic profiling reveals anomalous energy metabolism and oxidative stress pathways in Chronic Fatigue Syndrome patients. Metabolomics (2015) 11: 1626-1639]; deze werden aangegeven door stijgingen van de nuchtere serum metaboloom glucose ‘s morgens vroeg en dalingen qua lactaat en acetaat. De ontregeling van de glycolyse op het niveau van pyruvaat-dehydrogenase werd door andere researchers bevestigd [Fluge O et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight (2016) 1: e89376]. Deze ontregeling van de glycolyse resulteert in afnames qua acetaat en aktivatie van histoon-deacetylatering, alsook ontregeling van acetylering van cytoplasmatische en mitochondriale enzymen. Belangrijk: histoon-deacetylase 2 (HDAC2) bleek 4 maal hoger en HDAC3 2 maal hoger bij M.E./CVS-patiënten vergeleken met controles [Jason L et al. Increased HDAC in association with decreased plasma cortisol in older adults with Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav. Immun. (2011) 25: 1544-1547]. Ter verdere ondersteuning: een studie van gen-upregulering bij M.E./CVS-patiënten, na een inspanning-test, onthulde dat twee histoon-genen ge-upreguleerd waren [Whistler T et al. Exercise responsive genes measured in peripheral blood of women with Chronic Fatigue Syndrome and matched control subjects. BMC Physiol. (2005) 5: 5]. Analyse van HDAC binding-plaatsen binnen de genen van die studie, toonde dat 19 van de 20 ge-upreguleerde genen binding-plaatsen hadden voor HDAC1 & HDAC2 maar ook leden van de SMAD transcriptie-factor familie [intracellulaire proteïnen die signalen van buiten de cel overbrengen naar de cel-kern waar ze gen-transcriptie aktiveren] die het signaal overbrengen van de ‘transforming growth factor’ beta (TGF-β) receptor, – namelijk SMAD1, SMAD4 & SMAD5. De studie door Whistler et al. [zie hierboven] ondersteunt ook de hypothese dat wijzigingen qua acetylering kunnen optreden wanneer M.E./CVS-patiënten PEM hebben. Er werden ook anomalieën in TGF-β geïdentificeerd in enkele M.E./CVS-studies [bv. Montoya JG et al. Cytokine signature associated with disease severity in Chronic Fatigue Syndrome patients. Proc. Natl. Acad Sci. USA (2017), 114: E7150-E7158; zie ook ‘TGF-β1 expressie in PBMCs bij CVS’] maar niet bij alle. Geen enkele daarvan werden echter beoordeeld in funktie van PEM-aktiviteit. Deze gegevens duiden er op dat de verandering qua glycolyse bij M.E./CVS gerelateerd kan zijn met op z’n minst één of een combinatie van effekten: (1) histoon-deacetylering; (2) een chronische daling van de acetaat-produktie via glycolyse; (3) ontregeling van cytoplasmatische en mitochondriale enzyme acetylering.

Er werden ook dalingen van het purine-metaboliet, hypoxanthine, gevonden in de serum-metabolomen van vrouwen in ochtendlijke nuchtere stalen [zie Armstrong CW et al. hierboven] en die wezen mogelijks op reducties van de capaciteit om ATP aan te maken. Tijdens inspanning gebeurt de afgifte van hypoxanthine door spieren gedeeltelijk via een hyper-metabole gebeurtenis wanneer de waarden van mitochondriaal/cytoplasmatisch ATP dalen. De hyper-metabole gebeurtenis van de afgifte van metabolieten door de spieren gaat gepaard met inhibitie van proteïne-synthese in spieren op het moment dat de inspanning start. Die zelfde gebeurtenis treedt op in lymfocyten wanneer de glycolyse geïnhibeerd wordt. Hoewel er meerdere immune kwesties werden ontdekt bij M.E./CVS-patiënten, werd het onderliggende mechanisme achter de veranderingen nog niet geïdentificeerd. Aktivatie van glycolyse en histoon-acetylering zijn essentiële stappen bij in immuun-aktivatie, in het bijzonder voor T-cellen en NK-cellen. Een interessante studie [niet specifiek over M.E.(cvs)] met lymfocyten toonde dat wanneer de ATP-waarden daalden na inhibitie van de glycolyse en de adenosine afbraak-produkten stegen, het inbouwen van leucine [aminozuur] in proteïnen dramatisch werd geïnhibeerd. Dus: de immuunsysteem-kwesties bij M.E./CVS kunnen het resultaat zijn van glycolyse- en acetylering-ontregeling, resulterend in een verminderd vermogen om DNA te vertalen naar proteïnen en daardoor proteïne-synthese. Er is ook bewijsmateriaal dat een switch aangeeft naar het gebruiken van vertakte-keten aminozuren als energiebron, bijzonderlijk tijdens uitputtende omstandigheden [Georgiades E et al. Chronic Fatigue Syndrome: New evidence for a central fatigue disorder. Clin. Sci. (2003) 105, 213-218].

Acetaat [zout of ester van azijnzuur] wordt geassocieerd met controle van meerdere enzymen binnenin de cel, die cruciaal kunnen zijn voor de biochemische veranderingen bij M.E./CVS. Er werden in het totaal of 1.750 cellulaire proteïnen geïdentificeerd met het kenmerk acetaat te binden en de proteïne-funktie te wijzigen; deze omvatten DNA-replicatie (52 proteïnen), DNA-herstel (72 proteïnen), cel-cyclus omschakeling (132 proteïnen), nucleotide uitwisseling factoren (55 proteïnen), en acetylering en deacetylering (21 proteïnen). De biochemie van deze door acetaat gereguleerde gebeurtenissen kan secundair zijn aan de afname van acetaat maar hebben waarschijnlijk diepgaande effekten op de cellulaire funktie bij M.E./CVS.

De doelstelling voor dit artikel was het beoordelen van de 7-dagen PEM-ernst en 12-maanden symptoom-frequentie scores, en gerelateerde biochemie (bloed & urine) bij M.E./CVS-patiënten en controles. Verbanden tussen de PEM-scores werden onderzocht gebruikmakend van standaard serum-biochemie, beoordeling van 24uurs urine, en een bloed- en urine-metaboloom.

2. Methodes

Er werden 46 M.E./CVS-patiënten en 26 individuen voor leeftijd en geslacht gematcht, zonder vermoeidheid gerecruteerd. […] De M.E./CVS-groep had de diagnose gekregen op basis van de Canadese richtlijnen en bijbehorende exclusie-criteria. De ‘Depression Anxiety Stress assessment’ (DASS) werd gebruikt ter beoordeling van de psychiatrische co-morbiditeit. […]

2.1. Klinische metingen

De individuen ondergingen een volledig klinisch onderzoek […] criteria voor de Canadese M.E./CVS-richtlijnen. Ze vulden allemaal meerdere vragenlijsten in. […]

2.2. Biochemie

[…] Bloedafname voor standaard serum-biochemie […] of een metaboloom. Tweede urine-staal na het opstaan […]. Binnen 6 h bloedstaal […] opslag -80 °C […] voor NMR-analyse […]. Er werden 29 metabolieten per serum-staal en 30 per urine-staal geïdentificeerd.

2.3. Data-analyse

De metaboloom-gegevens werden voorbereid in µM en als % (metaboliet-concentratie gedeeld door totale concentratie of metabolieten in elk staal). […]

3. Resultaten

3.1. Demografie

Om de PEM biochemie te onderzoeken, kozen we voor een opdeling van de M.E./CVS-groep op basis van aan-/afwezigheid van significante PEM-responsen gedurende de laatste 7 dagen (PEM, NoPEM – d.w.z. degenen zonder huidige symptomen, controles (C)). […] Er werden geen verschillen gevonden voor plotse vs graduele aanvang of triggers bij aanvang (bv. infekties) (significantie p < 0.01). […] Los va de PEM-scores waren er geen verschillen qua symptoom-profielen tussen de NoPEM- en PEM-groepen. Beiden groepen vertoonden hogere scores t.o.v. controles.

3.2. Biochemie

[…] De M.E./CVS-groepen hadden significante dalingen qua serum-hypoxanthine (NoPEM 4,4 maal lager, PEM 2,4 maal lager vs controles), serum-lactaat (NoPEM 1,9 maal lager, PEM 1,6 maal lager vs controles), fenylalanine [aminozuur] (zowel NoPEM als PEM 1,3 maal lager vs controles). Glucose was gestegen bij de M.E./CVS-patiënten (zowel NoPEM als PEM 1,2 maal hoger vs controles). In de urine was de daling van acetaat het grootst (NoPEM 2,5 maal lager, PEM 1,5 5 maal lager vs controles) en dit was statistisch verschillend tussen de NoPEM- and PEM-subgroepen (p < 0.01). De excretie van methylhistidine was hoger in de PEM-subgroep (1,6 maal) en controle-groep (1,3 maal), respectievelijk, vergeleken met de NoPEM-subgroep. In het faecaal metaboloom was het % butyraat [boterzuur; een neven-produkt van fermentatie met een voordelige impact op de werking van de intestinale barrière en anti-inflammatoire effekten] verhoogd in de NoPEM-groep vergeleken met zowel de PEM- als controle-groep. […]

[…] Uit de correlatie-analyse van de totale groep bleek dat de 7-dagen PEM score en 12-maanden frequentie van PEM scores positief gecorreleerd waren met serum-glucose en negatief gecorreleerd met hypoxanthine, fenylalanine, lactaat en threonine. […] De absolute urine-waarden toonden een significante correlatie tussen de 7-dagen PEM score met mannitol, serine, acetaat, methylhistidine en glucose. De 12-maanden frequentie van PEM correleerde enkel met een afname qua acetaat. De gegevens omtrent urine-percentage toonden afnames qua ureum, pyruvaat en acetaat met zowel de 7-dagen PEM ernst als 12-maanden frequentie scores. De enige faecale component die statistische significantie bereikte, was het percentage uracil [RNA-base]. Deze gegevens tonen dat een significante renale concentrering kwestie speelt bij de M.E./CVS-groep tijdens een PEM-gebeurtenis en dit was hoofdzakelijk gerelateerd met afnames qua ureum en acetaat. Om dit na te gaan, berekenden we de serum/urine-verhoudingen van meerdere metabolieten. De 7-dagen PEM van PEM correleerde met de volgende verhoudingen: serum-acetaat/urine-acetaat (r = -0.44, p < 0.002), serum-tyrosine/urine-tyrosine (r = -0.40, p < 0.006), serum-serine/urine-serine (r = -0.39, p < 0.008), serum-creatine/urine-creatine (r = -0.38, p < 0.009) en serum-leucine/urine-leucine (r = -0.37, p < 0.01). Dus: de 7-dagen ernst van PEM was geassocieerd met een gestegen urinaire excretie van metabolieten in de M.E./CVS-groep en dit was geassocieerd met een reductie van meerdere serum-metabolieten inclusief het belangrijk proteïne-synthese regulerend aminozuur leucine.

De serum glucose/lactaat verhouding is zeer vergelijkbaar met de veranderingen in de urine glucose/lactaat verhouding, die consistent is met de verandering die wordt gezien in de serum-acetaat/urine-acetaat verhouding. Dit suggereert dat de serum en urine veranderingen zeer vergelijkbaar zijn. Het beschikbaar acetaat in het serum lijkt dus significant gereduceerd en is het laagst bij de NoPEM-patiënten.

3.3. Purine-metabolisme veranderingen

Aangezien serum-hypoxanthine de voornaamste voorspellende variabele voor wijzigingen van de PEM-scores was, beoordeelden we de verbanden tussen serum-hypoxanthine en de purine-gerelateerde metabolieten. Serum- en urine-hypoxanthine waren lager in de PEM-subgroep vs controles. Hoewel er geen verschil was qua serum-uraat waarden, was de merker voor purine-degradatie in de lever, de serum hypoxanthine/uraat verhouding lager in de M.E./CVS-groep. De verhouding in de NoPEM-subgroep was 5,4 maal lager terwijl in de PEM-groep ze 3,5 maal lager lag. De hypoxanthine/uraat verhouding was negatief gecorreleerd met serum-glucose (p < 0.001), en positief gecorreleerd met serum-lactaat (p < 0.001), de purine-ring precursor aminozuren (p < 0.001), acetaat (p < 0.001) en de totale serum aminozuren (p < 0.006). De correlatie tussen serum-hypoxanthine en de purine-ring precursoren, indicatief voor purine-synthese, was niet verschillend tussen de M.E./CVS-patiënten en de controles […]. De verhouding was echter was significant lager in de M.E./CVS-groep en de purine-ring precursor aminozuren correleerden positief met serum-acetaat (p < 0.001). Zodoende waren de synthese en mogelijks hergebruik van hypoxanthine gereduceerd terwijl purine-afbraak binnen de normale grenzen lag. De waarden van hypoxanthine in het serum waren geassocieerd met de beschikbaarheid van de purine-ring precursoren, de glucose/lactaat verhouding en acetaat. Dit suggereert dat acetylering een belangrijke factor voor de verandering in het purine-metabolisme ontregeling bij M.E./CVS is. De toename van het verlies qua urine-metabolieten tijdens inspanning bij M.E./CVS-patiënten resulteert dus in een verlies van purine-ring precursoren en een daling qua acetaat en hypoxanthine.

4. Bespreking

Dit artikel identificeerde dat de post-exertionele malaise die wordt ervaren door een Australische groep M.E./CVS-patiënten, geassocieerd is met een ontregeling van het purine-metabolisme en lage acetaat-concetraties. Deze ontregeling van het purine-metabolisme gaat gepaard met een wijziging qua glycolytische aktiviteit en een omschakeling naar de ureum-cyclus creatine-fosfaat energie-verbruik [zie Armstrong CW et al. hierboven]. Dit heeft het effekt van het reduceren van de beschikbaarheid van acetaat en upregulering van de histoon-deacetylase aktiviteit. Een 4- en 2-voudige toename van HDAC2 & HDAC3, respectievelijk, werden bevestigd bij M.E./CVS [zie Jason L et al. hierboven], en een zeer hoge waarde van HDAC1 & HDAC2 binding-plaatsen treedt op in de genen die ge-upreguleerd zijn bij M.E./CVS na inspanning [zie Whistler T et al. hierboven]. Hypoxanthine-fosforibosyltransferase is een belangrijk enzyme voor het hergebruik van purinen, adenosine en guanine. Het coderend gen (HPRT1) ligt op het X-chromosoom en geeft aanleiding tot een ongewoon probleem qua regulering. Acetylering en methylatie van één X-chromosom leggen de aktiviteit bij vrouwen stil, wat resulteert in het feit dat slechts één X-chromosoom aktief is voor transcriptie, zoals bij mannen. Dit vormt een mogelijks belangrijk probleem als er een verlies is wat betreft het stilleggen van het tweede X-chromosoom. Deze studie omvatte te weinig mannen om dit behoorlijk te kunnen beoordelen. Ontregeling van het stilleggen van een of X-chromosoom kan gerelateerd zijn met de daling qua hypoxanthine-hergebruik en het feit dat vrouwen ernstiger ziek zijn dan mannen [zie Brown A & Jason LA. hierboven]. Studies om deze interessante mogelijkheid te onderzoeken, zijn gerechtvaardigd.

Er is verhoogde urine-excretie van metabolieten geassocieerd met de 7-dagen PEM scores, in het bijzonder van mannitol, methylhistidine, acetaat en glucose. Deze gestegen metabolieten-uitscheiding correleert met de door M.E./CVS-patiënten gerapporteerde 7-dagen ernst van PEM-symptomen. De beoordeling van de relatieve hoeveelheid toont dat de uitstroom van metabolieten geassocieerd is met dalingen qua urinair ureum, pyruvaat en acetaat, suggestief voor een energie- en renale concentrering -kwestie, mogelijks geassocieerd met hypo-acetylering, die hoogstwaarschijnlijk optreedt op het tijdstip van het metabolieten-verlies. Bij diabetische nefropathie [langdurig verhoogde glucose-waarden zijn nefast voor de filter-funktie van de nieren], zorgen de renale tubulaire cellen [tubuli = nierbuisjes, onderdelen van de nefronen (filter-eenheden)] voor upregulering van de glycolyse en lactaat-produktie. Dit zou ook het geval kunnen zijn bij deze studie, aangezien de uitscheiding van glucose & acetaat positief gecorreleerd waren met 7-dagen PEM-ernst. Belangrijk: acetaat was negatief gecorreleerd met de 12-maanden frequentie van PEM. Deze wijziging qua renale retentie [al dan niet uitscheiding via de nieren] van acetaat wordt ook ondersteund door de negatieve correlatie tussen de 7-dagen PEM score en de serum-acetaat/urine-acetaat verhouding. Dus: hoe hoger de frequentie aan PEM-gebeurtenissen, hoe groter het verlies aan acetaat. Renale glomerulaire podocyten [glomeruli = groepje capillairen die zorgen voor filtratie van het bloed in de nieren; podocyten = cellen met uitsteeksels die tussenliggende poriën open laten] raken beschadigd door verhogingen van het bloed-glucose bij diabetes-patiënten en dit werd gelinkt aan deacetylering van nefrine [proteïne dat een belangrijk bestanddeel vormt van de filtratie-spleten] en microRNA-aktiviteit. In deze studie lijkt de reductie qua serum-acetaat te resulteren in een conditionele renale hypo-acetylering die verhoogd metabolieten-verlies via de nieren zal toelaten. Renale veranderingen bij diabetes nefropathie gaan ook gepaard met downregulering van beender morfogeen proteïne (BMP [BMP’s = subgroep van de ‘transforming growth factor’s; signaal-molekulen die weefsel-architectuur dirigeren]) receptor funktie en TGF-β gemedieerde transcriptie-factor produktie, en het aanvoeren van BMP-7 herstelt de werking. Hoewel de renale veranderingen gelijkaardig zijn met deze die worden gezien bij centrale diabetes insipidus [stoornis in de produktie van anti-diuretisch hormoon door de hypofyse waardoor het lichaam teveel water gaan verliezen via de urine], proteïne-calorie restrictie en infektie/inflammatoir-gemedieerde gebeurtenissen, waren er geen individuen met diabetes insipidus of met proteïne-calorie restrictie, en ze hadden allemaal een gemiddeld BMI. Deze renale veranderingen bieden bijkomende ondersteuning voor ofwel een inflammatoire oorsprong of mogelijks een energie/acetylering of zelfs een transcriptie-factor probleem. Belangrijk: meerdere studies vonden dat de niveaus van serum-cytokinen niet significant verschillen tussen M.E./CVS en controles, en niet correleren met symptoom-expressie. Daarom zijn studies ter beoordeling van de aktiviteiten van HDAC en BMP transcriptie-factoren bij M.E./CVS aangewezen.

De verandering qua renaal metabolieten-verlies is geassocieerd met gestegen mannitol-excretie, wat suggereert dat een probleem met de gastro-intestinale barrière zou kunnen optreden. NoPEM M.E./CVS-patiënten hadden een 3,2 maal lager urinair mannitol [een suiker-alkohol], anders dan wat wordt gezien bij Multipele Sclerose patiënten. De waarde van urinair mannitol steeg echter met de 7-dagen PEM-scores. Deze toename van mannitol geeft een mogelijke verandering van de intestinale barrière aan, wat consistent is met de bevinding van bakteriemie [aanwezigheid van bakteriën in de bloedbaan] na inspanning bij M.E./CVS [Shukla SK et al. Changes in Gut and Plasma Microbiome following Exercise Challenge in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). PLoS ONE (2015) 10: e0145453]. De aanwezigheid van bakteremie wordt ondersteund door de correlatie tussen faecaal uracil en de 7-dagen PEM-score. De stijging qua faecaal uracil was ook gecorreleerd met de serum-hypoxanthine waarde in de PEM-groep, die aantoont dat ze samen stegen als onderdeel van de PEM-geassocieerde hyper-metabole gebeurtenis. Uracil is een afbraak-produkt van RNA maar kan ook van bakteriële oorsprong zijn. Of dit een afbraak in enterocyten [darmcellen] aangeeft of een wijziging in de faecale flora of hun metabotoxinen/toxinen, is niet geweten. Verder onderzoek van deze veranderingen is gewenst.

Er werd ook een toename van 1,6 maal gezien qua urinaire excretie van methylhistidine bij de PEM-subgroep vergeleken met de NoPEM-subgroep. Methylhistidine is een afbraak-produkt van spier-samentrekking proteïnen, volgend op een kortdurende weerstand-inspanning. De synthese van spier-proteïnen wordt gecontroleerd door het beschikbaar leucine & fenylalanine [aminozuren], en door BMP proteïne receptor aktiviteit. In deze studie was urinair methylhistidine positief gecorreleerd met urinair creatine (p < 0.001), leucine (p < 0.001), fenylalanine (p < 0.001) & acetaat (r = +0.47, p < 0.001) voor alle groepen. Een daling qua beschikbaar acetaat tijdens inspanning is geassocieerd met een vermindering qua fosfocreatine-afbraak en is daardoor geassocieerd met verhoogd fosfocreatine [creatine-fosfaat; een gefosforyleerde creatine-molekule die een belangrijke energie-voorraad in spieren en in de hersenen vertegenwoordigt] en mitochondriale energie-voorziening, wat consistent is met de glycolyse/ureum-cyclus energie omschakeling die bij deze M.E./CVS-groep werd geïdentificeerd [zie Armstrong CW et al. hierboven]. Interessant: 3-methylhistidine in niet-geacetyleerde vorm wordt veel meer uitgescheiden wanneer ratten worden blootgesteld aan bakteriële lipopolysacchariden. Het is waarschijnlijk dat de toegenomen excretie van 3-methylhistidine, die we zagen tijdens de 7-dagen PEM-respons, het resultaat is van de verminderde energie-voorziening en de afname van aminozuren, die gemedieerd kan zijn door acetylering. De respons zou echter ook kunnen worden verslechterd door anomalieën van de gastro-intestinale barrière die wordt gesuggereerd door de gestegen bakteremie die wordt gezien bij M.E./CVS-patiënten [zie Shukla SK et al. hierboven]. Een alternatief: er kan ook een anomalie in de BMP-regulering betrokken zijn bij de verhoogde uitscheiding van 3-methylhistidine. Dus: een combinatie van minstens drie verschillende gebeurtenissen kan bijdragen tot de gestegen 3-methylhistidine excretie en dit kan worden weerspiegeld in verschillende genetische vatbaarheden binnen verschillende individuen.

De bevindingen dat de PEM geassocieerd is met een verlies aan metabolieten, daling van de acetylering, ontregeling van het purine-metabolisme, verhoogde afbraak van spier-samentrekking proteïnen en bakteremie geassocieerd met inspanning, suggereert dat behandeling zoals graduele inspanning meer schadelijk dan nuttig (wat in sommige studies wordt geclaimd) zijn. Tot het moment dat deze biologische veranderingen verder kunnen worden onderzocht, zou het gebruik van graduele inspanning als therapie voor mensen met een ernstige vorm van M.E./CVS als potentieel schadelijk worden beschouwd. Ter ondersteuning hiervan: het gebruik van graduele inspanning therapie heeft significant protest uitgelokt vanwege M.E./CVS-patiënten die het als nadelig ervaren [zie bv. Geraghty KJ. & Blease C. Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome and the biopsychosocial model: A review of patient harm and distress in the medical encounter. Disabil. Rehabil. (2018) 1-10].

Deze studie werd opgezet om metabole veranderingen te onderzoeken bij M.E./CVS-individuen op basis van een ontdekking-hypothese en niet een specifieke hypothese-gestuurde methode om specifieke biochemische gebeurtenissen te beoordelen. De studie, met deze beperkingen, resulteerde in de ontwikkeling van een hypothese die nu dient te worden nagegaan via een typisch hypothese-gestuurd proces. Hoewel de grootte van de studie-groep klein is, reproduceerde het toch eerdere bevindingen maar die dienen te worden bevestigd bij een grotere groep of via meerdere centra. Het gebruik van zelf-gerapporteerde symptomen kan een herinnering-bias introduceren bij de individuen subjects en in een grotere studie moet elke van de variabelen waarvan wordt gevonden dat ze geassocieerd zijn met de ernst van de symptomen (en de verdeling ervan) worden geëvalueerd via andere methodes. Studies die acetylering en z’n gerelateerde DNA-transcriptie veranderingen, en de wijziging van cytosol enzyme-aktiviteit onderzoeken, zouden moeten toelaten meer kennis te krijgen omtrent de mechanismen van het ontstaan van PEM en geschikte therapieën te vinden op basis van de onderliggende biochemie.

5. Besluiten

Deze studie onthulde dat post-exertionele malaise geassocieerd is met veranderingen in glycolyse en acetylering bij M.E./CVS. Deze wijzigingen zijn consistent met een toestand van hypo-acetylering en veranderen waarschijnlijk op een significante manier de histoon-acetylering, en de werking van acetylering en deacetylering bij het controleren van cellulaire enzymatische gebeurtenissen. Gedegen ontworpen studies die deze belangrijke factoren evalueren, zijn aangewezen.

Onderstaand artikel geeft de resultaten van een studie waarbij vermoeidheid en pijn werd beoordeeld bij fibromyalgie-patiënten vóór en tijdens een behandeling van 4 weken met het voeding-supplement Celergen® (dat anti-inflammatoire en anti-oxidante eigenschappen zou hebben): de significante verbeteringen kunnen verband houden met een daling van Tumor Necrose Factor & Substantie-P in het serum. (ClinicalTrials.gov identifier: NCT03911882)

Het toegediende product – “een marine sperm extract” met toegevoegd gehydrolyseerd collageen, CoQ10, luteïne en selenium – is gepatenteerd en wordt verdeeld door de firma Celergen (gevestigd Luxemburg maar blijkbaar eigenlijk Zwitsers) die ook de studie financierde. Het wordt blijkbaar in de markt gezet als “een cel-therapie die de genezende krachten van ons eigen lichaam stimuleert”…

We willen hier dus zeker geen publiciteit voor maken maar eerder patiënten waarschuwen niet al te voorbarig naar dergelijke ‘voedingsupplementen’ te grijpen. Laat u begeleiden door professionele behandelaars. De studie werd dan wel mede uitgevoerd door Prof. Theoharides (de mest-cel specialist die op deze pagina’s reeds aan bod kwam); de studie werd gepubliceerd in het officieel tijdschrift van de ‘European Association for Clinical Pharmacology and Therapeutics’ (peer-reviewed) waarvan hij in de ‘editorial board’ zit. Een dergelijke kritische houding omtrent de bronnen blijft noodzakelijk bij het interpreteren van ‘wetenschappelijke studies’.

Voor meer achtergrond-informatie lees o.a. ‘Mest-cellen & Substantie-P’ & ‘Systemische inflammatie & neuro-inflammatie bij fibromyalgie’. Ons verslag hier handelt dus over fibromyalgie maar wegens de overlap aan symptomen en/of co-morbiditeit met M.E.(cvs) blijft het ook hierbij relevant. Zie bv. ‘Karakterisatie van mest-cel fenotypes uit PBMCs bij M.E.(cvs)’ & ‘Mogelijke rol van mest-cellen bij inflammatie in de hypothalamus bij M.E.(cvs)’.

————————-

Clinical Therapeutics. 2019 [pre-print]

Effects of an Extract of Salmon Milt on Symptoms and Serum TNF and Substance P in Patients With Fibromyalgia Syndrome

Tsilioni I¹, Pipis H², Freitag MSC², Izquierdo MDC³, Freitag K², Theoharides TC⁴

1 Immunopharmacology & Drug Discovery Laboratory, Department of Immunology, Tufts University School of Medicine, Boston, MA, USA

2 Clinica DKF, Madrid, Spain.

3 Clinica Medica Clinalgia, Murcia, Spain

4 Immunopharmacology & Drug Discovery Laboratory, Department of Immunology, Tufts University School of Medicine, Boston, MA, USA; Department of Internal Medicine, Tufts University School of Medicine & Tufts Medical Centre, Boston, MA, USA; Department of Psychiatry, Tufts University School of Medicine & Tufts Medical Centre, Boston, MA, USA

Samenvatting

DOELSTELLING: Het doen van deze studie was het evalueren van de effekten van een voeding-supplement met in hoofdzaak een extract van zalm-kuit (-sperma) op de symptomen en bloedwaarden van pro-inflammatoire molekulen bij patiënten met het fibromyalgie-syndroom (FMS), een chronische, pijnlijke musculoskeletale ziekte zonder een uitgesproken pathogenese of behandeling. We rapporteerden eerder verhoogde serum-waarden van de pro-inflammatoire molekulen substantie-P (SP) en tumor necrose factor (TNF) bij patiënten met FMS vergeleken met die van normale controles.

METHODES: Deze prospectieve, open-label studie werd uitgevoerd bij patiënten met FMS (n = 87; 80 vrouwen, 7 mannen; leeftijd 18-80 jaar) geselekteerd uit 2 klinische centra in Spanje. De patiënten kregen het supplement toegediend en werden geëvalueerd op week 1 (vóór behandeling), 4, 8 & 12 (eind van de behandeling) wat betreft klinische parameters (funktioneren, vermoeidheid & pijn), alsook globale impressie. Er werd de patiënten opgedragen om 1 capsule per dag (‘s morgens) in te nemen gedurende de eerste 4 weken, gevolgd door 1 capsule ’s morgens en 1 capsule ’s avonds voor de resterende 8 weken. De verschillen qua symptoom-scores van de FMS-patiënten tussen week 1 & week 4, 8 & 12 werden statistisch geëvalueerd. Er werd bloed afgenomen en serum afgescheiden op week 1 & 12 bij de FMS-patiënten en een afzonderlijke populatie gezonde controles (n = 20; 15 vrouwen, 5 mannen; leeftijd 25-65 jaar). De serum-waarden van SP & TNF werden gemeten bij de FMS-patiënten op week 1 & 12 week, en bij de gezonde controles, via ELISA. De TNF- & SP-waarden van de FMS-patiënten werden statistisch vergeleken tussen week 1 & 12, alsook tussen de patiënten en onbehandelde controles.

BEVINDINGEN: De klinische parameters voor funktioneren, vermoeidheid en pijn, alsook de globale impressie, waren significant verbeterd op week 4 vergeleken met week 1 en bleven onveranderd voor de duur van de studie (P < 0.0001). Serum TNF- & SP-waarden waren significant verhoogd op week 1 bij de FMS-patiënten t.o.v. de controles en waren significant gedaald op week 12 week t.o.v. week 1 (P < 0.0001).

IMPLICATIES: Onze bevindingen geven aan dat dit voeding-supplement de symptomen bij patiënten met FMS significant kan verbeteren. Dit is naar ons weten de eerste keer dat een molekule geassocieerd bleek met een reductie van de waarde van SP in het serum. Bijgevolg kan het supplement of z’n hypothetisch aktief hoofd-bestanddeel, spermine, aanleiding geven tot een nieuwe behandel-benadering voor FMS of andere neuro-inflammatoire aandoeningen.

INLEIDING

Het fibromyalgie-syndroom (FMS) wordt wereldwijd gekenmerkt door chronische breed-verspreide musculoskeletale pijn, slaap-stoornissen, stijfheid, vermoeidheid en cognitieve dysfunktie, en er wordt geschat dat het 2%-8% van de volwassen bevolking aantast. FMS wordt beschouwd als de meest courante oorzaak van veralgemeende, musculoskeletale pijn bij vrouwen van 20 tot 55 jaar. De diagnostische criteria voor FMS zijn over de jaren geëvolueerd. De pathogenese van FMS wordt nog niet goed begrepen. Verscheidene studies rapporteerden problemen met allergenen, centrale sensitisatie, chemische blootstellingen, infektueuze agentia, inflammatie, irriterende stoffen en stress.

Er bleken enkele neuro-immune mediatoren abnormaal bij patiënten met FMS maar de bevindingen waren niet éénduidig. TNF was het meest dikwijls verhoogd in het serum van FMS-patiënten. [Theoharides TC et al. Fibromyalgia, a syndrome in search of pathogenesis and therapy. J Pharmacol Exp Ther (2015) , 355: 255-263] We hebben bevestigd dat TNF gestegen is in het serum van patiënten met FMS en toonden verder significant verhoogde serum-waarden van het neuropeptide substantie-P (SP) [Tsilioni I 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] dat bekend staat voor z’n pro-inflammatoire aktiviteit. SP kan afgegeven worden in respons op fysiologische of psychologische stressoren waarvan is gekend dat ze FMS verergeren. SP kan dan immuun-cellen, bijzonderlijk mest-cellen, stimuleren tot het sekreteren van TNF; mest-cellen zijn de enige immuun-cellen die TNF opslaan en het snel kunnen afgeven. Mest-cellen zijn niet alleen betrokken bij allergische aandoeningen maar ook bij inflammatoire ziekten. We hebben eerder gesuggereerd dat mest-cellen mogelijks betrokken zijn bij FMS en andere co-morbide aandoeningen. In het bijzonder: mest-cellen bleken significant verhoogd in de papillaire dermis [dunne laag net onder de buitenste laag van de huid, bestaande uit bindweefsel] van FMS-patiënten, die ook dikwijls chronische netelroos ervaren. Geaktiveerde mest-cellen sekreteren talrijke neuro-sensitiserende en pro-inflammatoire mediatoren die kunnen bijdragen tot FMS-symptomen. Mest-cellen zijn perivasculair gelokaliseerd, gelegen bij neuronen van de huid en het brein, en bleken geassocieerd met pijn. [Aich A et al. Mast cell-mediated mechanisms of nociception. Int J Mol Sci (2015), 16: 29069-29092]

Deze studie werd ondernomen om de effekten te bepalen van een voeding-supplement op basis van een gepatenteerde mix van ingrediënten afkomstig van zalm, in het bijzonder de ‘milt’ (mannelijk voorplantingsorganen als ze sperma – kuit – bevatten), op de symptomen van FMS alsook op de serum-waarden van de pro-inflammatoire molekulen TNF & SP. Er werd eerder gerapporteerd dat dit supplement anti-inflammatoire aktiviteit vertoonde in primaire huid-fibroblasten. [Squadrito F et al. Pharmacological activity and clinical use of PDRN. Front Pharmacol (2017), 8: 224 — PDRN = gepatenteerd mengsel van deoxyribonucleotiden gepurifieerd uit zalm-sperma DNA]

Hier rapporteren we de effekten van een voeding-supplement met voornamelijk zalm-kuit op de symptomen van FMS en op de serum-waarden van TNF & SP.

MATERIALEN & METHODES

Studie-formulering

Het voeding-supplement [merknaam: Celergen (Celergen Ltd, Luxemburg, Luxemburg)] in deze studie bevat een gepatenteerd mengsel van ingrediënten uit zalm-kuit (mannelijke genitalia van zalm wanneer deze sperma bevatten; 46 mg), gehydrolyseerd collageen [proteïne dat een zeer belangrijk onderdeel vormt van het bindweefsel] (35 mg), zalm proteïnen-hydrolysaat (6 mg), CoQ10, luteïne [carotenoïde, biologische kleurstof] en selenium [spoor-element met anti-oxidatieve eigenschappen], zoals eerder gemeld. [Catanzaro R et al. Effect of Celergen, a marine derivative, on in vitro hepatocarcinogenesis. Drug Discov Ther (2013), 7: 196-200 — Celergen van Swisscap company]

Evaluatie-formulering

De instrumenten die werden gebruikt om dit produkt te evalueren omvatten: (1) de ‘Fibromyalgia Impact Questionnaire-Revised’ (FIQ-R), de schaal die het meest courant wordt gebruikt om de ernst en impact van FMS te beoordelen; (2) de ‘Brief Pain Inventory’ (BPI) ([…] die zowel pijn-intensiteit als interferentie met aktiviteiten van het dagelijks leven evalueert; (3) de ‘Health Short Form’ (SF)-12, een verkorte vorm van de SF-36 [‘36-item Short-Form’ vragenlijst naar medische uitkomsten] […] & (4) de ‘Clinical Global Impression-Improvement’ schaal […] gebruikt bij klinische proeven en andere studies om de percepties van patiënten over de evolutie van de ziekte in relatie met een behandeling te beoordelen.

Studie-ontwerp

Deze prospectieve, open-label, ongecontroleerde studie werd uitgevoerd bij patiënten met een voorgeschiedenis van ≥ 13 weken van FMS (n = 87; 80 vrouwen, 7 mannen; leeftijd 18-80 jaar). Er werden volwassen blanke patiënten geselekteerd uit 2 reumatologie-centra in Spanje […] als ze voldeden aan de 1990 ‘American College of Rheumatology Research Classification Criteria’ […] en ‘consent’/toestemming gaven. De patiënten werden uitgesloten als één van de volgende zaken vertoonden: (1) een co-morbide reumatische ziekte; (2) ernstige osteoartritis in gewicht-dragende gewrichten; (3) een onstabiele of onbehandelde endocrinopathie [hormonale ziekte]; (4) congestief hart-, nier- of lever-falen; (5) kanker in de 6 voorafgaande maanden; (6) ongecontroleerde systemische hypertensie; (7) dementie; (8) drug- of alkohol-afhankelijkheid; (9) gebruik van lang-werkende opioïden in de 3 voorafgaande maanden; (10) gebruik van een experimenteel medicijn of apparaat 30 dagen vóór de start van de studie; (11) een psychiatrische aandoening (DSM-IV-R) maar niet majeure depressie; (12) een klinisch significante abnormaliteit bij klinisch laboratorium-onderzoek; (13) een allergie voor vis en/of (14) borstvoeding of zwangerschap.

Bij het eerste bezoek (week 1) werd een algemene medische anamnese (inclusief eerdere of aan de gang zijnde interventies – farmacologisch of niet – voor de behandeling of FMS) opgetekend. De inclusie- en exclusie-criteria werden nagegaan, de ‘informed consent’ werd uitgelegd en ondertekend, en er werd bloed afgenomen (serum bewaard bij -80 °C).

Bij het tweede bezoek (week 1) werden de FIQ-R, de SF-12 & BPI vragenlijsten ingevuld. De studie-formule [preparaat, mengsel van molekulen] werd verstrekt met aanwijzingen omtrent de toediening: 1 capsule na het ontbijt gedurende 1 maand, gevolgd door 1 capsule ’s morgens en 1 ’s avonds (na de maaltijd) als toevoegsel bij andere medicatie die de patient al nam vóór het begin van de studie.

Bij het derde en vierde bezoek (week 4 & 8) werden de FIQ-R, BPI, SF-12 & PGI-I vragenlijsten ingevuld. De verdraagbaarheid van het supplement werd beoordeeld door het optekenen van het voorkomen van nadelige gebeurtenissen.

Bij het vijfde bezoek 5 (week 12) werden weer de FIQ-R, BPI, SF-12 & PGI-I vragenlijsten ingevuld. […] Verdere nadelige reakties die door de patiënten werden meegedeeld, werden opgetekend. Er werden weerom bloedstalen afgenomen en gestockeerd. Er werd van alle patiënten bloed verkregen bij het tweede en vijfde bezoek (week 1 & 12). Het serum werd afgescheiden en ingevroren. […] Er werd ook serum verkregen van gezonde individuen (15 vrouwen, 5 mannen; leeftijd 25-65 jaar) zonder voorgeschiedenis van musculoskeletale pijn of inflammatoire ziekten, en die niet verwant waren met de FMS-patiënten. De serum-stalen van de gezonde controles werden aangekocht […].

[…]

Biomerker-testen

[…] Commercieel beschikbare ELISA-kits […].

Statistische analyse

Alle gegevens werden gecontroleerd op uitschieters. […]

[…] Significantie: P < 0.05.

RESULTATEN

De studie ving aan met 100 deelnemers die eerder de diagnose van FMS hadden gekregen, daarvan verlieten er 10 de studie om persoonlijke redenen. 3 andere patiënten werden uitgesloten omwille van andere onderliggende medische problemen. De uiteindelijke FMS-groep bestond uit 87 blanke patiënten (80 vrouwen, 7 mannen) met een gemiddelde leeftijd van 56,81 (SD 13,49) jaar. Voor de subgroep mannen was het gemiddeld gewicht 82,13 (8,46) kg, voor de vrouwen 67,32 (12,78) kg. De opleiding-geschiedenis gaf aan dat > 70% hoger onderwijs had genoten. 30% waren in loondienst.

Klinische beoordeling

De invaliditeit bij de patiënten lag op > 50% voor alle symptoom-indexen (funktioneren, impact, symptomen) bij het begin van de studie (week 1). De scores voor alle indexen waren significant gedaald na de eerste week behandeling (week 4; P < 0.0001) en bleven daarna onveranderd voor de duur van de behandeling (week 12). Er was geen statistisch significant verschil tussen de scores op week 4, 8 & 12.

De patiënten vertoonden ook significante verbeteringen wat betreft pijn-interferentie en pijn-ernst (P < 0.0001; week 1 vs op week 4, 8 & 12). De mentale component van de SF-12 was ook verbeterd op week 4 (P < 0.0001) en de SF-12 fysieke aktiviteit component was verbeterd op week 12 (P = 0.0004).

Serum-biomerkers

Aan het begin van de studie was de gemiddelde serum-waarde voor TNF significant verhoogd bij de FMS-patiënten in vergelijking met gezonde controles (3,34 [3,1] vs 0,55 [0,41] pg/ml; p = 0.0001). De gemiddelde serum-waarde voor SP was ook significant verhoogd bij de FMS-patiënten in vergelijking met gezonde controles (0,68 [0,31] vs 0,41 [0,31] ng/ml; p = 0.0001).

Op het einde van de studie (week 12) was de gemiddelde serum-waarde voor TNF significant gedaald t.o.v. de aanvang van de studie, vóór de behandeling werd gestart (week 1) (3,34 [3,1] vs 1,64 [1.24] pg/ml; p = 0.0003). De FMS serum-waarde voor SP was significant gedaald vergeleken met deze aan het begin van de studie (0,68 [0,31] vs 0,27 [0,09] ng/ml; P < 0.0001).

Wat betreft de TNF serum-metingen: slechts 80 i.p.v. 87 stalen werden opgenomen omdat de statistische computer-software 7 waarden als uitschieters bestempelde die dienden te worden uitgesloten.

BESPREKING

Onze bevindingen geven aan dat het voeding-supplement geassocieerd was met significante verbeteringen van symptomen en significant gereduceerd serum-TNF bij patiënten met FMS. We rapporteerden eerder dat TNF verhoogd was in het serum van FMS-patiënten. TNF-waarden bleken ook verhoogd in het plasma van patiënten met FMS. TNF is, zowel lokaal als in het ruggemerg, ge-upreguleerd bij persistente pijn. Zelfs al wordt TNF gesekreteerd door vele immuun-cellen, is het interessant dat mest-cellen in het brein TNF kunnen synthetiseren en sekreteren. Bovendien zijn mest-cellen de enige immuun-cellen die vooraf gevormd TNF opslaan en snel kunnen afgeven. Dit is naar ons weten de eerste keer dat een interventie serum-waarden van SP bleek te reduceren bij een ziekte, specifiek: bij patiënten met FMS, zoals we aantonen bij dit supplement.

SP werd gekarakteriseerd in rat-hersenen en is betrokken bij de pathogenese van inflammatie. We hadden eerder getoond dat SP verhoogd is in het serum van FMS-patiënten. Er werden ook verhoogde waarden van SP gerapporteerd in het cerebrospinaal vocht (CSV) van patiënten met FMS. [Russell IJ et al. Elevated cerebrospinal fluid levels of substance P in patients with the fibromyalgia syndrome. Arthritis Rheum (1994) 37: 1593-1601] Het is interessant dat serum-waarden van SP gestegen zijn bij patiënten met mastocytose [ongecontroleerde groei van mest-cellen] die ook vermoeidheid ervaren en ook dikwijls de diagnose van FMS krijgen. SP kan de sekretie van TNF door mest-cellen stimuleren bij knaagdieren en mensen.

SP kan worden afgegeven in respons op fysiologische of psychologische stressoren, wat kan verklaren hoe stress FMS-symptomen verergert. Er is bewijs van verhoogde waarden qua corticotropine-afgevend hormoon (CRH) in het CSV van FMS-patiënten en een correlatie met pijn. We rapporteerden verhoogde serum-waarden van CRH, afgegeven onder stress bij patiënten met FMS. We hebben ook gemeld dat SP de expressie van CRH receptor-1 op mest-cellen induceert, de aktivatie daarvan induceert selektieve afgifte van vasculaire endotheliale groei-factor [VEGF; signalisering-proteïne], wat inflammatie toelaat. CRH-positieve zenuw-uiteinden komen overvloedig voor in de mediane verhevenheid van de hypothalamus [deel waaruit regulerende hormonen vrijkomen], waar mest-cellen het overvloedigst zijn. Mest-cellen komen voort uit voorlopers in het beenmerg en rijpen in weefsels afhankelijk van het micro-milieu. Mest-cellen zijn cruciaal voor de ontwikkeling van allergische reakties maar zijn ook betrokken bij immuniteit en inflammatie.

Het mechanisme voor de werking van het supplement aangaande de klinische verbetering bij FMS-patiënten, alsook voor de dalingen qua TNF & SP, is tot op heden onbekend. Het supplement bleek eerder lever-carcinogenese en pancreas-kanker te reduceren. Er werd gerapporteerd dat de poly-deoxyribonucleotiden van zalm anti-inflammatoire aktiviteit hebben mogelijks via de aktivatie van de adenosine A2A receptor.

We suggereren dat een plausibeler werking-mechanisme van het supplement verband zou kunnen houden met de polyaminen spermidine en spermine in de zalm-kuit. Bijvoorbeeld: er werd gerapporteerd dat de hoeveelheid spermine in zalm 5,96-6,04 mg/100 g bedraagt, en in makreel 22,1-26,9 mg/100 g. Deze natuurlijke kationische molekulen [dragen positief geladen amino-groepen; binden aan de negatief geladen fosfaat-groepen van nucleïnezuren] worden geproduceerd door [het enzyme] ornithine-decarboxylase, en bleken immunomodulerende en anti-inflammatoire aktiviteit te hebben. Spermine zou ook een directe inhiberende aktiviteit op SP uitoefenen. Bv.: er werd gerapporteerd dat spermine kan binden op SP en het inaktiveren. Polyaminen zouden ook conformationeel gelinkt kunnen zijn met SP via transglutaminase [enzyme] en z’n binding-capaciteit kunnen omschakelen van pro-inflammatoire neurokinine-1 naar neurokinine-3 receptoren. Bovendien werd gerapporteerd dat spermine een negatieve regulator van macrofagen-aktivatie in muis-lever en -huid is. Daarnaast meldden we dat geoxidieerde polyaminen mest-cellen kunnen inhiberen, de sekretoire granulen bevatten spermine, waar het hun vermogen om pro-inflammatoire mediatoren te sekreteren regelt.

Een andere mogelijkheid is dat de kuit in het supplement het cytokine interleukine (IL)-37 zou bevatten, wat werd geïdentificeerd in menselijk zaadvocht. Er werd gerapporteerd dat IL-37 anti-inflammatoire eigenschappen heeft. Serum-waarden van IL-37 werden echter nog niet gemeten bij patiënten met FMS.

Beperkingen

In deze open-label studie was de klinische beoordeling subjectief. Deze studie dient te worden herhaald op een dubbel-blinde, gerandomiseerde manier. Hoewel we hypothiseren dat de voordelige effekten van het supplement te wijten zouden kunnen zijn aan spermine, is het belangrijkste aktief ingredient van het supplement op dit moment niet gekend. Het controle-serum werd aangekocht en werd niet verkregen/gestockeerd door de onderzoekers van deze studie. De demografische gegevens van de donoren waren over het algemeen gelijkaardig met deze van de patiënten. Dergelijke aangekochte controle serum-stalen (van dezelfde firma) werden eerder gebruikt in een studie bij patiënten met FMS. Serum-TNF & -SP werden gemeten op een geblindeerde manier en fashion vormen cruciale objectieve bevindingen.

BESLUITEN

Onze bevindingen geven aan dat het gebruik van dit supplement kan resulteren in significant klinisch voordeel bij FMS-patiënten. Zelfs al werden SP receptor-antagonisten ontwikkeld: dit is naar ons weten de eerste maal dat werd gemeld dat een molekule geassocieerd was met significant gereduceerde serum SP-waarden. Bijgevolg kan dit supplement of z’n voornaamste aktief ingredient worden ontwikkeld als een nieuwe behandel-benadering voor FMS of andere neuro-inflammatoire aandoeningen.

In een bijdrage getiteld ‘Vibratie-therapie voor M.E.(cvs)?’ probeerden we aanwijzingen te vinden voor het nut van een dergelijke behandeling. Het team rond de italiaanse professor Pizzigallo rapporteerde positieve resultaten bij een kleine groep M.E.(cvs)-patiënten die dit combineerde met sub-maximale inspanning.

Er werd ook verwezen naar gelijkaardig onderzoek bij fibromyalgie-patiënten. Ook daar werd een traditioneel inspanning-programma gecombineerd met vibratie-therapie: de pijn en vermoeidheid bleek te verminderen (inspanning alleen kon geen verbeteringen induceren). Het verschil tussen FM en M.E.(cvs) is natuurlijk de post-exertionele malaise… Wellicht is dat laatste moeilijker of niet aan te pakken met vibratie-therapie. Er is weinig tot geen gepubliceerd onderzoek bij M.E. (cvs).

Hier maken we melding van een alternatieve aanpak bij FM-patiënten (vibratie-therapie tijdens de slaap; dus niet de traditionele ‘tril-plaat’) die blijkbaar voor een significante reductie van de pijn en de vermoeidheid zorgde, en de slaap-kwaliteit verbeterde. Wegens de overlap/co-morbiditeit van beide aandoeningen toch mogelijks relevant…

————————-

Arthritis Res Ther. (2019) 21: 148

Testing the effects of gentle vibrotactile stimulation on symptom relief in fibromyalgia

Pujol J^1,2, Ramos-López D³, Blanco-Hinojo L^3,4, Pujol G³, Ortiz H⁵, Martínez-Vilavella G³, Blanch J⁶, Monfort J⁶, Deus J^3,7

1 MRI Research Unit, Department of Radiology, Hospital del Mar, Passeig Marítim 25-29, 08003, Barcelona, Spain

2 Centro Investigación Biomédica en Red de Salud Mental, CIBERSAM G21, Barcelona, Spain

3 MRI Research Unit, Department of Radiology, Hospital del Mar, Passeig Marítim 25-29, 08003, Barcelona, Spain

4 Centro Investigación Biomédica en Red de Salud Mental, CIBERSAM G21, Barcelona, Spain

5 Department of Project and Construction Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), Barcelona, Spain

6 Rheumatology Department, Hospital del Mar, Barcelona, Spain

7 Department of Clinical and Health Psychology, Autonomous University of Barcelona, Barcelona, Spain

Samenvatting

ACHTERGROND: Zintuigelijke stoornissen bij fibromyalgie reiken verder dan nociceptie [pijn-waarneming]. Er werd voorgestel dat een onevenwicht in de onderlinge competitie tussen pijn-input en niet-pijnlijke sensorische aktiviteit, in belangrijke mate, verantwoordelijk kan zijn voor de verhoogde subjectieve perceptie van pijn. In deze context zou niet-nociceptive somatosensorische stimulatie misschien fibromyalgie-symptomen kunnen verlichten door het herstellen van het sensorisch evenwicht. We testten specifiek het effekt van vibrotactiele [met betrekking tot of betrokken bij de perceptie van trillingen door aanraking] stimulatie op symptoom-verlichting bij fibromyalgie-patiënten via een gerandomiseerde, dubbel-blinde, ‘sham’ [nep/namaak] gecontroleerde, ‘crossover’ klinische proef.

METHODES: Er werden 77 vrouwelijke patiënten willekeurig verdeeld en er werden gegevens van 63 geldige gevallen geanalyseerd. De aktieve interventie omvatte uitgebreide lichamelijke stimulatie door zachte mechanische vibraties toegediend gedurende 3 h ‘s nachts gedurende 3 weken, en er werd gecontroleerd op een placebo-effekt gebruikmakend van identieke instrumenten om een alternatieve behandel-optie te simuleren. De primaire uitkomst-meting combineerde pijn, vermoeidheid en klachten over slechte cognitie.

RESULTATEN: Vibrotactiele stimulatie bleek significant beter dan ‘sham’ wat betreft het verlichten van fibromyalgie-symptomen (globaal). De statistische analyses toonden echter dat het effekt niet universeel was. Er werden voordelen ondervonden voor onaangename somatische sensaties zoals veralgemeende pijn en vermoeidheid, maar niet voor slechte cognitie, bezorgdheid en depressie. De vibrotactiele stimulatie werd bijzonderlijk goed getolereerd en de slaap-kwaliteit verbeterde significant ondanks het feit dat de vibraties ’s nachts werden toegediend.

BESLUITEN: De resultaten bieden dus nieuw bewijs dat niet-nociceptive somatosensorische stimulatie gunstig kan zijn voor het gewijzigd somatosensorisch evenwicht bij fibromyalgie. Vanuit een klinisch perspectief lijken zowel de mate van verbetering en de gemakkelijke toepassing een mogelijke rol te ondersteunen voor vibrotactiele stimulatie bij de symptomatische behandeling van fibromyalge.

REGISTRATIE VAN DE PROEF: ClinicalTrials.gov #NCT03227952

Achtergrond

Fibromyalgie is een controversiële aandoening in bepaalde medische contexten door de subjectieve aard van de symptomen. Patiënten klagen inderdaad van veralgemeende pijn, vermoeidheid, niet-verfrissende slaap en slechte cognitie in afwezigheid van een observeerbare organische oorzaak. Niettemin bieden de huidige methodes voor het bestuderen van de neurale funktie nieuwe mogelijkheden om subtiele klinische fenomenen te verkennen. Een dergelijk instrument dat bijdraagt tot het karakteriseren van de pathofysiologie van fibromyalgie is funktionele MRI. Door middel van funktionele connectiviteit en taak-aktivatie benaderingen hebben we funktionele wijzigingen gezien die verder reiken dan het domein van de nociceptie, en die suggereren een zwakke integratie van andere sensorische input bijdragend tot de klinische pijn bij fibromyalgie. Andere research heeft gegevens opgeleverd die consistent zijn met een dergelijke downregulering van de niet-nociceptieve component van somatosensorische verwerking.

Er werd voorgesteld dat een onvenwicht in de onderlinge competitie tussen pijn-input en niet-pijnlijke sensorische aktiviteit in belangrijke mate verantwoordelijk kan zijn voor de verhoogde subjectieve perceptie van pijn en fysiek ongemak. In deze context zou niet-nociceptieve somatosensorische stimulatie mogelijks fibromyalgie-symptomen kunnen afzwakken door het herstellen van het sensorisch evenwicht, ongeacht of niet-pijnlijke sensorische aktiviteit verandering een primair fenomeen is of een bijwerking van oorspronkelijke gefaciliteerde (of ontoereikend gefilterde) nociceptieve signalen. Er zijn empirische studies die de voordelige effekten aantonen van behandelingen die gebaseerd zijn op fysieke/sensorische stimulatie die zich niet direct richten op het nociceptief systeem. Geteste procedures (met een verschillende mate van succes) omvatten, bijvoorbeeld, fysieke inspanning en op beweging gebaseerde behandelingen, hydrotherapie en stimulatie van perifere zenuwen. Interessant: de voordelen van niet-nociceptieve stimulatie contrasteren met de paradoxale slechte doeltreffendheid van authentieke analgetische medicijnen bij het verlichten van fibromyalgie-pijn.

Een manier om de niet-nociceptieve component van het somatosensorisch systeem selektief te stimuleren, is het aanwenden van mechanische vibraties. Vibrotactiele stimuli worden gecapteerd door een waaier van wijdverspreide huid en musculoskeletale weefsel-receptoren, en doorgegeven via gemyeliniseerde vezels met grote diameter afgescheiden van het nociceptief mechanisme. Het is interessant dat experimentele studies suggereren dat fibromyalgie-pijn doeltreffend kan worden gemoduleerd door vibrotactiele stimuli [Staud R et al. Attenuation of experimental pain by vibrotactile stimulation in patients with chronic local or widespread musculoskeletal pain. Eur J Pain. (2011) 15: 836-842 — Hier werd gebruik gemaakt van de Bio-Thesiometer (Biomedical Instrument Co., Ohio), een instrument dat gradueel vibratie-stimuli met een frequentie van 100 Hz doorgeeft via een ronde voet-plaat (diameter 4 cm) aan de huid en diepe weefsels.]. Bovendien zijn er empirische studies die specifiek het potentieel nut van verticale oscillerende platformen testten; die hebben optimistische resultaten gerapporteerd [referenties voor FM beschikbaar; zie ook ‘Vibratie-therapie voor M.E.(cvs)?’]. Er zijn echter geen studies geweest die controleren voor mogelijke placebo-effekten van op vibratie gebaseerde behandelingen toegepast bij fibromyalgie-patiënten.

In onze studie testten we het effekt van vibrotactiele stimulatie op de verlichting van symptomen bij fibromyalgie-patiënten via een gerandomiseerde, dubbel-blinde, ‘sham’-gecontroleerde, ‘crossover’ klinische proef. De interventie omvatte uitgebreide lichaam-stimulatie met zachte mechanische vibraties toegediend gedurende 3 h ‘s nachts (3 weken) en het placebo-effekt werd gecontroleerd gebruikmakend van identieke instrumenten om een alternatieve behandel-optie te simuleren. De primaire uitkomst was verandering van de sleutel-symptomen van fibromyalgie (combinatie van pijn, vermoeidheid en klachten over slechte cognitie.

Studie-interventies

De aktieve behandeling omvatte sensorische stimulatie van het ganse lichaam met mechanische stimuli van het vibrotactiele (pallesthetische [pallesthesie = gevoeligheid voor/appreciatie van vibraties]) type aan een relatief hoge snelheid, lage intensiteit en lange duur toegediend tijdens het slapen. Om mechanische vibrotactiele stimuli te genereren, werden 6 vibratie-motoren (t.t.z. conventionele elektrische motoren met een excentrische massa aan de rotor bevestigd) aangebracht in een standaard matras (80 x 190 cm), symmetrisch gepositioneerd om deze volledig te beslaan, met uitzondering van het gebied waar het hoofd van de patient zou komen te liggen tijdens het slapen. De 6 vibratie-motoren genereerden een traag variërend spectrum aan frequenties (2 tot 90 Hz), die mechanisch werden overgebracht naar de ganse matras. Er werd een elektronisch programmatie-apparaat gebouwd om de stimulus-afgifte voor duur en intensiteit te controleren. Het ganse vibratie-systeem werd vervaardigd door LED SpA (Aprilia, Italië).

De behandeling omvatte de toepassing van vibrotactiele stimulatie met een totale dagelijkse duur van 3 h verdeeld over een periode van 2 h in bed en 1 h vóór het opstaan. De intensiteit werd ingesteld op 30% tijdens het slapen en op 45% vóór het opstaan. Er werd de patiënten voorgeschreven het systeem aan te zetten voor het slapengaan en te proberen op een natuurlijke manier te gaan slapen. Het systeem werd geprogrammeerd om automatisch te stoppen 2 h later. De volgende morgen, als de patiënten natuurlijk waren wakker geworden, moesten ze het apparaat instellen om een uur verder te gaan en in hun bed blijven. De patiënten mochten tijdens deze periode weer in slaap vallen.

De intensiteit en frequenties van de vibraties werden gemeten onder reëele omstandigheden d.m.v. een tri-axiale accelerometer die specifiek was ontworpen om de blootstelling de vibraties te meten die arbeiders ondervonden […] volgens de ‘International Organization for Standardization’ norm ISO 2631-1. De accelerometer werd gecalibreerd gebruikmakend van een multi-frequentie vibratie calibrator. Het vibratie-spectrum werd bepaald via een vibratie-analyse camera […].

De verkregen metingen gaven aan dat de genormaliseerde vibratie-intensiteit toegepast over het lichaam aan 30% van de kracht gedurende een blootstelling van 3 h 0,03 m/s² was en gedurende 3 h aan 45% was dit 0,04 m/s². Een dergelijke energie-afgifte is veel lager dan de dagelijkse beroepsmatige blootstelling toegelaten voor vibraties over het ganse lichaam bij arbeid (1,15 m/s²) volgens de Europese regelgeving […]. En ook lager dan de grens die aanbevolen wordt voor risico-preventie bij arbeid (0,5 m/s²). Wanneer de stimulus werd ingesteld op 30% van de kracht, bleken de dominante frequenties wijd verspreid met een piek op 22 Hz en secundaire pieken van 4 tot 90 Hz. Wanneer de stimulus werd ingesteld op 45%, piekte de dominante frequentie op 30,6 Hz.

Er werd een namaak-behandeling toegepast gebruikmakend van identieke instrumenten, en met een kracht en duur die identiek werden geprogrammeerd. In dit geval was de output echter niet het signaal dat de vibratie-motoren aktiveert maar enkel een elektrisch signaal, dat een ingebouwd indicatie-lichtje – dat aangeeft dat de (gesimuleerde) behandeling in werking is – aanzet. Er werd de patient verteld dat “de studie vergelijkingen van 2 behandel-opties (vibratie vs magnetische golven) omvatte die beide potentieel doeltreffende behandelingen voor fibromyalgie zijn”. De patiënten werden echter duidelijk geïnformeerd dat de studie-interventies al dan niet doeltreffend konden zijn in de context van een klinische test. De deelnemers werden ook geïnformeerd dat de interventies geen gekende relevante gezondheidsrisico’s inhielden onder de toegepaste omstandigheden.

Er werd speciale aandacht geschonken aan het verzekeren van blindering. Eén geblindeerde researcher verzamelde alle uitkomst-metingen. Ook de beoordeling-interviews waren volledig gestruktureerd, en de interaktie tussen persoon die de gegevens verzamelde en de patiënten was strikt beperkt tot de vragen die van belang zijn. Er waren geen andere conversaties toegelaten tijdens het interview. Voorafgaand aan de studie verklaarden de patiënten zich formeel akkoord om niet te interageren met de researcher die de uitkomst-metingen verzamelde. Een andere onderzoeker was gedurende de ganse studie beschikbaar voor consultatie door patiënten in geval van twijfel, nadelige effekten of incidenten. De beoordeling en monitoring werden uitgevoerd in verschillende centra, zonder interaktie tijdens de evolutie van de studie.

Bespreking

Vibrotactiele stimulatie bleek significant superieur aan een nep-behandeling wat betreft het verlichten van fibromyalgie-symptomen in het algemeen. Statistische analyses toonden echter dat het effekt niet universeel was. Er werden voordelen ervaren aangaande onaangename somatische sensaties zoals veralgemeende pijn en vermoeidheid, maar niet voor slechte cognitie, bezorgdheid en depressie. Vibrotactiele stimulatie werd opmerkelijk goed getolereerd en de slaap-kwaliteit verbeterde significant ondanks het feit dat de vibraties ’s nachts werden toegediend. De mate waarop de symptomen verbeterden is voldoende relevant om een potentiële rol voor vibrotactiele stimulatie als symptomatische behandeling bij fibromyalgie te suggereren. Bovendien kan het gemak waarmee het kan worden toegediend tijdens de slaap, met geen andere vereiste aktie dan het systeem aan te zetten voor het slapen-gaan, de naleving op lange termijn vergemakkelijken, wat een relevante beperkende factor is voor het succes wat betreft het behandelen van chronische aandoeningen.

We hebben voorgesteld dat niet-nociceptieve somatosensorische stimulatie, hier toegediend onder de vorm van uitgebreide en zachte mechanische vibraties, het herstel van het sensorisch evenwicht bij fibromyalgie kan begunstigen. Onze empirische resultaten zijn inderdaad consistent met deze hypothese. Het effekt van vibrotactiele stimulatie op het sensorisch systeem werd echter niet direct getest in deze studie. Het bewijs voor sensorische veranderingen in het centraal zenuwstelsel werd verkregen uit funktionele connectiviteit en taak-aktivatie MRI. Er is dus verder ‘neuro-imaging’ research noodzakelijk om specifiek de effekten van vibrotactiele stimulatie op het sensorisch evenwicht te testen. Niettemin is het belangrijk om te benadrukken dat symptoom-verbetering in onze studie overdag (zonder vibraties) werd ervaren en dat de effekten aanhielden 2 weken nadat de behandeling werd stopgezet. Het feit dat de effekten aanhielden na de stimulatie geeft wellicht aan dat er enige funktionele herschikking is opgetreden in tegenstelling tot een voorbijgaande interferentie met ingaande pijn-signalen.

Symptomen van het fibromyalgie-syndroom zijn geen onafhankelijke klinische expressies maar zijn zeer sterk onderling verbonden. Bijvoorbeeld: chronische pijn, een stressvolle situatie, kan vermoeidheid bevorderen en, omgekeerd, kan vermoeidheid de pijn-perceptie vermeerderen. Verder kan een niet-verfrissende slaap zowel pijn als vermoeidheid versterken. De slaap-kwaliteit verbeterde significant in onze studie. Daarom bestaat er een mogelijkheid dat verbetering van de slaap in zekere mate een primaire aansturende factor was voor de verbeterde pijn en vermoeidheid. Op z’n beurt kan een significante mate van pijn-verlichting bijdragen tot het verbeteren van de slaap-kwaliteit. Toekomstig onderzoek kan worden opgezet om symptoom-interakties bij fibromyalgie te ontwarren.

Belangrijke methodologische aspecten van onze studie omvatten de controle van therapeutische effekten met strikte ‘sham’ behandeling en de rigoureuze inachtneming van geblindeerde omstandigheden. Onze studie nam de strategie aan van het gebruik van hetzelfde apparaat om beide interventie-types toe te dienen, aan de patiënten aangeboden als twee mogelijks doeltreffende opties. De uitrusting rond de interventies, die de installatie thuis van een gemotoriseerde matras gecontroleerd door een gecomputeriseerd apparaat impliceren, was identiek voor vibrotactiele stimulatie en ‘sham’. Het placebo-effect was onder deze omstandigheden inderdaad groot en significant (bv. De vermindering van de vermoeidheid in de eerste periode in de ‘sham’-groep bleek eerst signifcant; p = 0.001). Het placebo-effect was echter virtueel onbestaand wanneer ‘sham’ werd toegediend in de tweede periode. Dit is relevant op een manier dat het er kan op kan wijzen dat de controle van de effekten van de behandeling met onze ‘sham’-benadering niet volledig was in deze periode, wat – toegegeven – een beperking is bij onze studie. Aan de andere kant kunnen de gegevens ons ook informeren over de grootte-orde van de placebo-respons en z’n dynamiek bij dergelijke ingewikkelde chronische pijn aandoening als fibromyalgie en draagt dit bij tot de inspanningen om de karakterisatie van placebo-effekten op pijn te verbeteren. Het is ook opmerkenswaardig dat, in studies die rapporteren over het effekt betreffende niet-farmacologische behandeling van chronische pijn, de meest courante vergelijking deze tegen ‘gewone zorg’ is, zonder controle van het placebo-effect.

Een beperking bij onze studie betreft echter net de ‘carry-over’ effekten [aanhoudende effekten van een behandeling nadat deze is gestopt]. Hoewel een complete tegengewicht-vorming in onze studie inflatie-effekten van om ‘t even welke behandel-optie voorkomt, was er geen significante invloed van ‘carry-over’ op de grootte-orde van de verandering tijdens de tweede periode, op twee manieren. Ten eerste: symptoom-verandering was verzwakt in de tweede periode (het eerder beschreven ontbreken van significante placebo-effekten) en, ten tweede, het effekt van vibrotactiele stimulatie hield aan, ten minste tot week 5. Hoewel dit kan suggereren dat het effekt van vibrotactiele stimulatie bij fibromyalgia langdurig is, zou de ‘wash-out’ tijd [periode in een klinische studie waar de deelnemers geen behandeling krijgen en de effekten van eerdere behandeling uitgeschakeld (of verondersteld geëlimineerd) worden] beter aangepast moeten worden bij toekomstige studies.

Een andere studie-beperking heeft betrekking tot de algemene problemen inherent aan subjectieve symptoom-metingen. Het is zeer moeilijk voor personen, bijzonderlijk voor patiënten met chronische pijn, om op een betrouwbare manier de hoeveelheid ervaren pijn, of gevoelens in het algemeen, in te schatten. We opteerden om uitkomst-metingen vast te stellen aan het einde van de studie ten einde de vergelijking van de behandel-effekten te vergemakkelijken, gebruikmakend van ‘baseline’ scores als referentie.

Besluiten

Het effekt van zachte vibrotactiele stimulatie van het lichaam op symptoom-verlichting werd getest binnen het kader van een gecontroleerde klinische proef bij fibromyalgie-patiënten. De resultaten tonen een significante reductie van pijn en vermoeidheid, en de slaap-kwaliteit verbeterde ondanks het feit dat de stimulatie tijdens de slaap gebeurde. De mate van verbetering en de makkelijke toepassing lijkt voldoende relevant om een mogelijke rol voor vibrotactiele stimulatie bij de behandeling van fibromyalgie-symptomen te suggereren.

————————-

Ter info: Braziliaanse onderzoekers rapporteerden (zie ‘Inflammatory biomarkers responses after acute whole body vibration in fibromyalgia’ in Braz J Med Biol Res. (2018) 51: e6775) dat zelfs één enkele sessie ‘whole body’ vibratie (WBV) op het vibratie-platform FitVibe (GymnaUniphy nv, België) (frequentie 40 Hz, amplitude 4 mm) – maar dan weer samen met hurk-oefeningen – de inflammatoire toestand van patiënten met FM kan verbeteren. Er was een “ziekte vs vibratie interaktie” voor de plasma-waarden van de adipo(cyto)kinen adiponectine (P = 0.0001) & leptine (P = 0.0007), de oplosbare tumor necrose factor receptoren sTNFR1 & sTNFR2 (P = 0.000001 & P = 0.0052), het vetweefsel-secifiek hormoon resistine (P = 0.0166), en BDNF (P = 0.0179).

In een artikel (Unexplained exertional dyspnea caused by low ventricular filling pressures: results from clinical invasive cardiopulmonary exercise testing. Pulmonary Circulation (2016) 6: 55-62) o.l.v. David M. Systrom (‘Brigham and Women’s hospital’ in Boston) – niet zo zeer over M.E.(cvs) maar over onverklaarde inspanning-intolerantie – wordt besloten: “Ontoereikende ventrikel-vulling die verband houdt met lage veneuze druk is klinisch relevant voor inspanning-intolerantie. Deze onderzoekers gaven de bertrokken individuen ook een IV zout-oplossing. Velen verbeterden en dit suggereert dat lage bloed-volumes een deel van het probleem zijn. Maar sommige problemen bleven en dat zette de researchers aan te zeggen dat ‘venous capacitance’ (“ontoereikende veneuze terugkeer – mogelijks een gevolg van verstoorde venoconstrictie van uitzetbare bloedvaten”) belangrijker is dan het totaal intravasculair volume.” Andere studies hadden het over een mogelijke bijdrage van ontoereikende perifere vasoconstrictie, cardiale sympathische dysautonomie of auto-immune autonome neuropathie. (Deconditionering is dus niét de oorzaak van inspanning-intolerantie.) Zie ‘Gedaald hart-volume bij CVS geassocieerd met plasma-volume maar niet met ziekte-duur’.

Voor terminologie, zie verwante artikels: ‘Verhoogd BNP bij CVS – verband met cardiale dysfunktie’, ‘Renine-aldosteron paradox bij patiënten met M.E. & orthostatische intolerantie’, ‘Verstoorde hart-funktie bij CVS (MR ‘tagging’)’, ‘Verstoorde cardiovasculaire respons op staan bij CVS’, ‘Arteriële Stijfheid en Inflammatie bij CVS’, …

Een uitgebreid artikel aangaande eventuele neuropathie bij M.E.(cvs) is nog niet gepubliceerd (wel bij FM; zie ‘‘Small-fibre’ polyneuropathie i.p.v. fibromyalgie’) maar er is wel een zgn. ‘Meeting Abstract’ – een korte samenvatting voorgesteld op een internationaal congres – dat een gelijkaardige problematiek linkt aan ‘small-fibre’ polyneuropathie (SFPN).

————————-

American Thoracic Society 2019 International Conference (ATS 2019) * Pulmonary Function and Exercise Testing and Training Thematic Poster Session – ATS Journals (mei 2019)

The pathophysiology of Chronic Fatigue Syndrome: Results from an invasive cardiopulmonary exercise laboratory

Joseph (1), J. Sanders (1), A.L. Oaklander (2), T.C.A. Arevalo Rodriguez (1), R. Oliveira (2), M. Faria Urbina (1), A.B. Waxman (1), D.M. Systrom (1)

1 Pulmonary and Critical Care Medicine, Brigham and Women’s Hospital, Boston, MA, United States

2 Department of Neurology, Massachusetts General Hospital, Boston, MA, United States

3 Respiratory Medicine, Federal University of Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil

Rationale: Chronische Vermoeidheid Syndroom en Myalgische Encefalomyelitis (ME/CFS) presenteren zich met een wisselende mate van inspanning-vermoeidheid en kortademigheid. Er is een klinische overlap tussen posturaal orthostatisch tachycardie syndroom [POTS], fibromyalgie en M.E./CVS, waarbij de eerste twee gelinkt zijn met ‘small-fibre’ polyneuropathie (SFPN). We hebben getoond dat lage vulling-drukken in de twee ventrikels (“pre-load failure”) [pre-load = uitrekking van de myocard-spier vóór de contractie; druk waarmee het hart zich vult] tijdens inspanning een oorzaak is van onverklaarde kortademigheid, waarbij een aantal van deze individuen positief testen voor autonome dysfunktie. De doelstelling van deze studie is het beoordelen van de prevalentie van ‘small-fibre’ polyneuropathie bij patiënten met lage vulling-drukken en M.E./CVS.

Methodes: We voerden een review uit van 1.516 invasieve cardiopulmonaire inspanning testen (iCPET) afgenomen in het ‘Brigham and Women’s Hospital’ van 2008 tot 2018. De iCPET omvat het plaatsen van katheters in de long- en pols-arterie. Elke minuut worden de druk van de hart-kamer en gas-uitwisseling gemeten, en arteriële en veneuze bloedstalen afgenomen. De ‘cardiale output’ [hoeveelheid bloed die per minuut door het hart wordt voortgestuwd] kan worden berekend via de vergelijking van Fick [wiskundige schatting van iemand’s theoretische VO₂max]. Patiënten met ‘pre-load’ falen worden gedefinieerd door een piek druk in het rechter atrium [hart-boezem] < 6,5 mmHg bij exclusie van sub-maximum inspanning, pulmonaire mechanische beperkingen, exertionele pulmonaire hypertensie en inspanning-geïnduceerd hart-falen bij behouden ejectie-fractie [fractie van het bloed dat per hartslag uit het linker ventrikel wordt gepompt]. Gegevens werden verkregen uit elektronische medische dossiers betreffende de aanwezigheid van skin-biopt resultaten en symptomen van M.E./CVS.

Resultaten: Er voldeden 712 patiënten aan de criteria voor ‘pre-load’ falen. Daarvan ondergingen 229 een klinisch geïndiceerde huid-bioptie voor de evaluatie van SFPN. Uit 43% (99/229) van de huid-biopten bleek onherroepelijk of zeer waarschijnlijk de diagnose van SFPN. 30% (69/229) had definitief SFPN, gedefinieerd als een epidermale zenuw-vezel densiteit onder het 5e percentiel, aangepast voor geslacht, leeftijd en ras. Uit 13% (30/229) van de huid-biopten bleek waarschijnlijk SFPN, gedefinieerd als een zenuw-vezel densiteit tussen het 5^e & 15e percentiel. Er waren geen significante correlaties tussen fysiologische metingen en de mate van SFPN. Een significant aantal patiënten met SFPN had symptomen die een diagnose van M.E./CVS ondersteunen.

Besluiten: Het is mogelijk dat een ‘small-fibre’ (autonome) polyneuropathie een onderliggend mechanisme voor exertionele intolerantie van ‘pre-load’ falen en M.E./CVS betekent. SFPN is geassocieerd met een gebrek aan perifere sympathische tonus, verzwakte venoconstrictie [samentrekking van bloedvaten] tijdens inspanning, lage vul-drukken in het hart, verminderde ‘cardiale output’ en exertionele intolerantie. De anatomische graad van SFPN correleert niet met inspanning-problemen. Er zijn verdere studies nodig om de funktionele stoornis achter SFPN, de perifere vasculaire veranderingen in respons op SFPN en de inspanning-respons op sympathische stimulatie te evalueren bij patiënten met ‘pre-load’ falen en SFPN.

————————-

David Systrom, een long-arts die een klinisch cardiopulmonair lab leidt, onderzoekt – op vraag van behandelende artsen – mensen met inspanning-intolerantie (niet enkel patiënten met M.E.(cvs) maar ook fibromyalgie, POTS, enz.) d.m.v. invasieve cardiopulmonaire inspanning testen (iCPET). Dank zij een beurs van het ‘Solve ME/CFS Initiative’ kon zijn gegevens-database herbekijken met een focus op M.E.(cvs).

Een iCPET kan aantonen of er al dan niet sprake is van inspanning-intolerantie, de aërobe en anaërobe bijdragen aan inspanning definiëren, long-problemen beoordelen, enz. Hierbij wordt de bloeddoorstroming, zuurstof-inhoud en andere parameters gemonitord via het inbrengen van katheters in de long-slagader en pols-slagader, dit om te bepalen of de zuurtsof-opname problemen optreden in de longen of de spieren. Door het bepalen van de veranderingen qua zuurstof-gehalte in het bloed tijdens inspanning kan men vaststellen hoeveel zuurstof de spieren gebruiken. De techniek kan daarom ook worden aangewend voor de diagnose van mitochondriale kwesties.

M.E.(cvs)-aktivist Cort Johnson ‘onderzocht’ het werk van Systrom en legt uit:

iCPET-testen kunnen verschillende types inspanning-intolerantie identificeren. Van belang voor M.E.(cvs) is het zgn. ‘pre-load’ falen of het onvermogen van de bloedvaten die het hart voorzien van genoeg bloed om doeltreffend te kunnen pompen. Er zijn meerdere studies die suggereren dat dit ‘pre-load’ falen het voorkomen van een ‘klein hart’ veroorzaakt (Miwa K. Cardiac dysfunction and orthostatic intolerance in patients with Myalgic Encephalomyelitis and a small left ventricle. Heart Vessels (2015) 30: 484-9). [Zie ook ‘Evenwicht-stoornis als oorzaak van orthostatische intolerantie bij M.E.’]

In een ‘review’ (Circulation (2013) 127: 1157-1164) verklaarden Systrom et al. wat zou kunnen gebeuren als M.E.(cvs)-patiënten zich inspannen: spieren hebben zuurstof nodig om energie te genereren, bij inspanning verhoogt de ademhaling zodat de longen het bloed van meer zuurstof kunnen voorzien; eerst verhoogt het hart z’n slag-volume zodat meer bloed naar de spieren gaat; als het maximum slag-volume is bereikt verhoogt de hartslag om meer bloed rond te pompen. Om te voldoen aan de verhoogde behoefte aan bloed naar het hart, worden de aders die er naar leiden groter zodat ze meer bloed kunnen bevatten.

Wanneer de limieten van het aëroob metabolisme worden bereikt (anaërobe ‘threshold’, AT, of drempel) schakelt het lichaam over op het anaëroob metabolisme (waarbij lactaat wordt gevormd, wat vermoeidheid en pijn veroorzaakt). Een CPET geeft de AT aan: er is een abrupte toename van de CO₂. Van belang bij M.E.(cvs), FM & POTS is – zo staat in het artikel dat in 2016 verscheen in het tijdschrift Pulmonary Circulation (ref. zie hierboven): “Mensen met een lage anaërobe drempel (d.i. mensen die waarbij het vermogen om energie te genereren snel uitgeput raakt en vlug omschakelen naar het anaëroob metabolisme) hebben één of twee problemen: ofwel raakt de zuurstof niet in de mitochondrieën van de spieren, ofwel nemen de mitochondrieën de zuurstof niet op…”

In een interview stelde Systrom dat zowat de helft van de patiënten die hij onderzocht POTS, M.E.(cvs) of FM hebben. Analyse onthulde een aantal patronen: 1) dysautonomie (weerspiegelt problemen met de bloedvaten: ‘inadequate venoconstrictie’ – de autonome zenuwen doen de aders onvoldoende samentrekken om zo voldoende bloed/zuurstof rond te brengen), 2) verminderde zuurstof-opname (door skeletspieren – de mitochondrieën krijgen niet zo veel zuurstof als nodig), 3) genetische kwesties (minder courant). De eerste twee problemen zijn de belangrijkste.

(1) Dysautonomie, ‘small-fibre’ neuropathie & auto-immuniteit:

Systrom gelooft dat een auto-immuun proces optreedt dat de autonome zenuwen beschadigt. Alles begint in de huid: wat daar optreedt, gebeurt ook op andere plaatsen (autonome zenuwen rond de aders die hun aktiviteit reguleren, en waarschijnlijk die van de slagaders). De problemen met de autonome zenuwen zijn waarschijnlijk verwant met en een voortzetting van de ‘small-fibre’ neuropathie. Samen met Anne Oaklander (die in feite de ‘small-fibre’ neuropathie (SFN) bij FM ontdekte – zie ‘‘Small-fibre’ polyneuropathie i.p.v. fibromyalgie’) onderzoekt hij deze hypothese verder.

Een andere studie [Cort Johnson vermeldt geen referentie] vond bij fibromyalgie inderdaad schade aan de autonome zenuwen die de bloeddoorstroming van de microcirculatie naar de longen reguleren. Analyses toonden dat verminderde diffusie-capaciteit van de longen waarschijnlijk te wijten was aan een significante reductie van het capillair volume in de longen. De auteurs stelden voor dat de receptoren op de endotheliale cellen die ervoor zorgen dat bloedvaten uitzetten, bij FM-patiënten zodanig over-gestimuleerd zijn dat ze niet meer reageren op de signalen om te dilateren (uit te zetten); zodat ze samengetrokken blijven en resulteren in gedaalde bloeddoorstroming.

De problemen met de autonome zenuwen in de endotheliale cellen van de bloevaten zijn zoals gezegd dus wellicht waarschijnlijk verantwoordelijk voor de verminderde ‘pre-load’ en kleine harten bij M.E.(cvs).

Systrom test regelmatig het autonoom zenuwstelsel bij z’n patiënten. Huid-biopten tonen verlies van autonome zenuwen aan bij ca. 70% van z’n patiënten met M.E.(cvs)/FM/POTS. (Blijkbaar is hij de eerste die zoekt naar the SFN bij M.E.(cvs).) Hij kijkt ook naar ev. aanwezigheid van auto-immune ziekte. Er duiken frequent auto-antlichamen op tegen acetylcholine (neurotransmitter vereist voor spier-funktie en aanwezig in beide takken van het autonoom zenuwstelsel) – zie ‘POTS & auto-immuniteit’. Het feit dat auto-antilichamen tegen acetylcholine worden gevonden, betekent wellicht dat de problemen niet beperkt zijn tot de bloedvaten…

(2) Gedaalde zuurstof-opname:

Omdat Systrom de zuurstof-waarde in het bloed kan meten vóór inspanning en nadat de spieren het hebben verbruikt, kan hij zeggen hoeveel zuurstof de longen opnemen en hoeveel er over is nadat de spieren het verbruikt hebben. Hij vond dat de zuurstof-waarden in het bloed van M.E.(cvs)-patiënten gewoonweg te hoog zijn; d.w.z. dat er bij inspanning niet genoeg zuurstof wordt opgenomen door de mitochondrieën van de spieren. Ook de gereduceerde zuurstof-opname is waarschijnlijk te wijten aan beschadiging van de autonome zenuwen rond de bloedvaten, of aan een vertakking van de micro-circulatie die er voor zorgt dat de ‘slow-twitch’ [traag samentrekkende] spiervezels onvoldoende bloed krijgen (reductie van bloedvoorziening aan de mitochondrieën) of aan problemen met de mitochondriale energie-produktie (ofwel bereikt te weinig zuurstof de spier-mitochondrieën, ofwel verbruiken deze het niet).

Samengevat: er is een circulatie-probleem of een probleem met de cellulaire energie-produktie (of misschien wel beide…)

In het gesprek zei Systrom ook dat er een samenspel is tussen dysautonomie en de hyperventilatie die bij inspanning courant wordt vastgesteld bij veel M.E.(cvs)-/FM-/POTS-patiënten. Deze hyperventilatie wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een dysfunktie van de kleine zenuwen die de metaboreflex [reflex waarbij metaboreceptoren van de spieren signalen versturen omtrent de metabole omstandigheden (lactaat, kalium, adenosine) om de bloeddoorstroming te regelen – verhoging van de hartslag en hart-contractiliteit] reguleren. Misschien veroorzaakt een over-reaktie op het laag zuurstof-gehalte tijdens inspanning de versnelde hartslag en ademhaling?) Vernselde ademhaling of hyperventilation veroorzaakt echter meer verlies van CO₂ (wat aanleiding geeft tot hersenmist, vermoeidheid, enz.). Hoe CO₂ wordt geregeld bij M.E.(cvs)-/FM-/POTS interesseert Systrom en z’n team ook…

Een behandeling zou pyridostigmine-bromide [cholinesterase-remmer; tracht de prikkeloverdracht van de zenuw naar de spier te verbetere door de afbraak van acetulcholine te vertragen] kunnen zijn… Eén van z’n POTS-patiënten – een moeilijk geval met mitochondriale myopathie en uitgebreide dysautonomie – verbeterde enorm. Het zou mogelijks ook nuttig kunnen zijn bij ‘small-fibre’ neuropathie. Het heeft geen effekt op mitochondrieën maar door het bevorderen van het ‘vuren’ door zenuwen, verhoogt het de doorstroming van bloed (en zuurstof) naar de mitochondrieën van de spieren. Het verhoogt ook het bloed-volume.

Onderzoek loopt…

Jammer genoeg zijn weinig artsen in de lage landen bereid te controleren op de aanwezigheid van ‘small-fibre’ neuroptahie.

Er zijn reeds meerdere publicaties verschenen (ook op onze pagina’s) omtrent een verlaagd bloedvolume bij M.E.(cvs). Dit wordt in onderstaand artikel bevestigd. Het betreft een studie bij een kleine groep (omwille van de hoge kostprijs van de bloed-volume metingen) vrouwelijke patiënten. Er werd dan nog onderscheid gemaakt tussen mensen mét en zonder orthostatische intolerantie (OI) – wat bij andere studies niet werd gedaan. Bij het eerste groepje waren de resultaten significant lager dan bij het tweede. Het in acht nemen van symptomen van OI kan dus helpen bij het detekteren van een subgroep met gereduceerd bloed-volume.

De resultaten werden ook gepubliceerd in ‘Frontiers in Pediatrics’ (2018; Volume 6) met Peter C. Rowe van de ‘Johns Hopkins University’ als co-auteur: ‘Blood volume status in CFS/ME correlates with the presence or absence of orthostatic symptoms’. Daar heeft men het over 12 patiënten: het gemiddelde absolute bloed-volume was 59 (± 8) ml/kg (-11 (± 7) ml/kg onder het referentie bloed-volume). Bij de 8 patiënten met OI waren de absolute bloed-volumes ook significant lager dan bij de 4 zonder OI (56 vs. 66) en de verschillen met het referentie bloed-volume -14 vs. -4.

————————-

International Journal of Clinical Medicine (2018) 9: 809-819

Blood volume status in patients with Chronic Fatigue Syndrome: Relation to complaints

(Linda) M.C. van Campen, Frans C. Visser [cardioloog]

Stichting CardioZorg, Hoofddorp, The Netherlands

Samenvatting

Er zijn vier studies die een mogelijke daling qua volume circulerend bloed bij patiënten met Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) vergeleken met een gezonde populatie. Een andere studie toonde een correlatie aan tussen RBC-volume en orthostatische intolerantie bij patiënten met chronische OI zonder de diagnose van M.E./CVS. Het doel van de huidige studie was de gemeten bloed-, RBC- en plasma-volumes (absoluut & percentage) in verband te brengen met de klachten van orthostatische intolerantie bij M.E./CVS-patiënten. Bij de in de studie opgenomen 11 vrouwelijke M.E./CVS-patiënten was het percentage afname qua genormaliseerd bloed-, RBC- & plasma-volume gelijkaardig voor alle drie de componenten: 83% p/m 12%, 83% p/m 12% & 83% p/m 11%. Bij patiënten met een klinisch vermoeden van OI (n = 7) waren alle 3 de volume-componenten significant lager vergeleken met patiënten zonder klinisch vermoeden van OI (n = 4). Het verschil in percentage genormaliseerd bloed-volume was 77 (± 7) vs. 94 (± 10) (p < 0.02), het verschil in percentage genormaliseerd RBC-volume was 76 (± 7) vs. 96 (± 10) (p < 0.01) en het verschil in percentage genormaliseerd plasma-volume was 77 (± 7) vs. 93(± 10) (p < 0.05) bij OI aanwezig tegen afwezig. De plasma-volumes werden uitgezet tegen de RBC-volumes: het gevonden verband was RBC-volume = 0,99 x plasma-volume + 1,55 (p < 0.001). Overéénkomstig met literatuur-gegevens toont deze ‘pilot’-studie dat het totaal bloed-volume en z’n componenten RBC- & plasma-volume verminderd kunnen zijn bij M.E./CVS-patiënten, in het bijzonder bij aanwezigheid van een klinische vermoeden van OI.

1. Achtergrond

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) wordt o.a. gekenmerkt door een persistente ernstige vermoeidheid, verminderde inspanning-tolerantie, post-exertionele malaise, spierpijn, slaap-aandoeningen, en geheugen- en concentratie-stoornissen. Bovendien is een prominent kenmerk dat patiënten met M.E./CVS dikwijls klagen over duizeligheid en/of lichthoofdigheid zowel bij inspanning als in rust. Meer dan in de algemene bevolking, ervaren patiënten syncope [flauwvallen of verlies van bewustzijn uitgelokt door een plotse vagale stimulatie die een onvoldoende doorbloeding van de hersenen uitlokt – een acute reflex-matige verlaging van de bloeddruk] of bijna-syncope [bv. Rowe PC et al. Is Neurally Mediated Hypotension an Unrecognised Cause of Chronic Fatigue? Lancet (1995) 345: 623-624]. Enkele studies toonden dat het circulerend bloed-volume van CVS-patiënten gedaald is in vergelijking met een gezonde populatie [Streeten DH et al. The Roles of Orthostatic Hypotension, Orthostatic Tachycardia, and Subnormal Erythrocyte Volume in the Pathogenesis of the Chronic Fatigue Syndrome. The American Journal of the Medical Sciences (2000) 320: 1-8 /// Farquhar WB et al. Blood Volume and Its Relation to Peak O₂ Consumption and Physical Activity in Patients with Chronic Fatigue. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology (2002) 282: H66-H71 /// Hurwitz BE et al. Chronic Fatigue Syndrome: Illness Severity, Sedentary Lifestyle, Blood Volume and Evidence of Diminished Cardiac Function. Clinical Science (2010) 118: 125-135]. Belangrijk: Farquhar et al. toonden aan dat er een verband is tussen inspanning-capaciteit en de vermindering qua bloed-volume. Een andere studie vond een omgekeerde relatie [Newton JL et al. Reduced Cardiac Volumes in Chronic Fatigue Syndrome Associate with Plasma Volume but Not Length of Disease: A Cohort Study. Open Heart (2016) 3: e000381] tussen de ernst van de CVS-symptomen en de gereduceerde volumes rode bloedcellen (RBC) en plasma. Een Chinese studie [Lin CJ et al. RBC Volume Deficiency in Patients with Excessive Orthostatic Decrease in Cerebral Blood Flow Velocity. Journal of the Chinese Medical Association (2014) 77: 174-178] leverde bewijs voor een verband tussen RBC-volume deficiëntie en de aanwezigheid van orthostatische intolerantie bij patiënten met chronische orthostatische intolerantie en in het bijzonder bij mensen met posturale orthostatische tachycardie syndroom (POTS). Gezien deze observatie een meer algemene populatie [niet M.E.(cvs)] betrof, was de doelstelling van de huidige studie het relateren van de gemeten volumes bloed, RBC en plasma – alsook het verschil in percentage tussen de gemeten volumes en de genormaliseerde volumes – met de klachten van orthostatische intolerantie bij M.E./CVS-patiënten.

2. Patiënten, materialen & methodes

Er werden elf vrouwelijke M.E./CVS-patiënten bestudeerd (2010-2011). M.E./CVS werd als aanwezig beschouwd als de deelnemers voldeden aan de 1994 ‘International Chronic Fatigue Syndrome Study Group’ criteria voor CVS én de 2011 internationale consensus definitie voor M.E. Het klinisch vermoeden van orthostatische intolerantie (OI) werd gemaakt op basis van de gevoelens van het individu onder de volgende omstandigheden: tijdens het wachten in een rij, bij recepties, tijdens het winkelen of in het winkelcentrum, tijdens het gedurende lange tijd stil zitten en bij blootstelling aan warmte/stressvolle omstandigheden (bv. zomer-weer; na warme douches, baden en sauna’s; na episodes van angst, pijn of blootstelling aan bloed […]. Een klinisch vermoeden van OI werd niet gesteld als slechts enkele van deze symptomen maar zelden optrad of zonder een duidelijke basis. Er was informatie over het percentage van de maximale voorspelde VO₂ piek bij een cardiopulmonaire inspanning test beschikbaar voor alle patiënten en deze werd gebruikt om het verband tussen bloed-volume en percentage voorspelde maximale VO₂ piek (zoals gerapporteerd in een eerdere studie [zie Farquhar WB et al. hierboven]) te bestuderen.

De patiënten ondergingen de standaard tweevoudige isotopen erythrocyten labeling-techniek [⁵¹Na₂CrO₄ & ¹²⁵I-humaan serum albumine] ter bepaling van het bloed-, erythrocyten- & plasma-volume […]. Dit werd gedaan op de afdeling nucleaire geneeskunde van het Vrije Universitair Ziekenhuis Amsterdam. De volumes werden uitgedrukt als percentage van de gemiddelde normale referentie-waarden […]. In de rest van dit artikel zal naar deze waarden worden gerefereerd als percentage genormaliseerd volume, voor bloed, rode bloedcellen en plasma. De volumes werden ook uitgedrukt als absolute waarden (totaal en per kg lichaamsgewicht). Dit werd gedaan om het mogelijk te maken een duidelijke vergelijking te maken met eerdere literatuur en bevindingen. […]

Statistische analyse

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

3. Resultaten

Er namen 11 vrouwelijke M.E./CVS-patiënten deel aan de studie. De gemiddelde leeftijd was 33 ± 11 jaar, de mediane ziekteduur was 7 (6-10) jaar. Het percentage genormaliseerd bloed-, RBC- & plasma-volume was gelijkaardig, in de groep als geheel, voor alle drie de componenten: 83% ± 12%, 83% ± 12% & 83% ± 11%. De volumes totaal bloed, RBC & plasma waren 3.707 ± 818 ml, 1.280 ± 316 ml & 2.427 ± 509 ml. De bloed-, RBC- & plasma-volumes uitgedrukt als ml per kg [‘absolute waarden’] waren 59 ± 8 ml/kg, 20 ± 3 ml/kg & 39 ± 5 ml/kg. Wat betreft het verschil tussen gemeten en genormaliseerde volumes uitgedrukt als een percentage van het genormaliseerd volume voor bloed, RBC & plasma voor de ganse groep: van de 11 patiënten was er voor 4 geen klinisch vermoeden van OI-klachten terwijl er voor 7 een klinisch vermoeden van OI-klachten aanwezig was. Die 7 patiënten met een klinisch vermoeden van OI waren huis-gebonden en de 4 patiënten zonder klinisch vermoeden van OI niet. Van de 7 patiënten met een klinisch vermoeden van OI, hadden er slechts 2 POTS (posturale orthostatische tachycardie syndroom), geen enkele patient vertoonde orthostatische hypotensie, vasovagale syncope [tijdelijk en omkeerbaar bewustzijnsverlies (syncope) veroorzaakt door een verwijding van de bloedvaten door stimulatie van de nervus vagus, waardoor de bloeddruk sterk daalt] of neuraal gemedieerde syncope [stoornis van de autonome regulering van de houding, resulterend in hypotensie, verlaagde hartslag en bewustzijnsverlies].

Wat betreft de ‘baseline’ gegevens en de gegevens omtrent bloed-volume componenten bij patiënten zonder (n = 4) en mét (n = 7) een klinisch vermoeden van OI: er werden geen verschillen gevonden tussen de twee groepen met betrekking tot lengte, gewicht en ziekteduur. De patiënten met OI waren wel significant jonger (p < 0.05). Wanneer de volumes werden gemeten en uitgedrukt per kg bleek een significant verschil in bloed-volume (66 ± 9 vs. 55 ± 4: p < 0.05) en in RBC-volume (23 ± 3 vs. 19 ± 1: p < 0.05). Er werd een trend getoond voor het plasma-volume per kg (43 ± 6 vs. 37 ± 9: p = 0.09). De patiënten met een klinisch vermoeden van OI bleken lagere waarden te vertonen terwijl patiënten zonder een klinisch vermoeden van OI hogere waarden hadden. Wanneer deze verschillen tussen gemeten en genormaliseerde volumes werden uitgedrukt als percentages van dat genormaliseerde volume, werd een significant verschil gevonden wanneer de individuen met én zonder OI werden vergeleken voor alle 3 genormaliseerde volume-componenten: bloed-volume (94% ± 10% vs. 77% ± 7%: p < 0.02), RBC-volume (96% ± 10% vs. 76% ± 7%: p < 0.01) & plasma-volume (93% ± 10% vs. 77% ± 7%: p < 0.05). De gemeten volume-componenten in ml/kg, alsook de verschillen tussen gemeten en genormaliseerde volume-componenten uitgedrukt als percentage van genormaliseerde volumes, werden beide gevisualiseerd. Er werd geen significante correlatie gevonden tussen de ziekteduur en het percentage genormaliseerde volume-componenten of de absolute gemeten volume-componenten. De plasma-volumes werden uitgezet tegen de RBC-volumes. Het wiskundig verband wordt weergegeven door de volgende formule: RBC-volume = 0,99 x plasma-volume + 1,55 (p < 0.001). [regressie-coëfficient 0.90; dus nagenoeg rechtlijnig].

Er werd geen significante correlatie gevonden tussen bloed-volume in ml/kg en het percentage piek VO₂. Wanneer echter het gemeten bloed-volume werd uitgedrukt als percentage van een berekend genormaliseerd bloed-volume, werd wel een significant verband gevonden. Aangezien de patiënten met een klinisch vermoeden van OI aan huis gebonden waren, werd dit verschil (vergeleken met degenen zonder een klinisch vermoeden van OI) qua ernst bevestigd door een significant verschil in percentage van voorspelde piek VO₂ (95% ± 10% in de groep zonder OI vs. 67% ± 17% in de groep met OI, p < 0.02).

4. Bespreking

De kenmerkende elementen van patiënten die lijden aan Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) zijn vermoeidheid, orthostatische intolerantie en talrijke somatische klachten. De afwezigheid van een detekteerbare routine laboratorium-test om de diagnose van M.E./CVS te stellen, heeft geleid tot veronderstellingen dat CVS een triviale ziekte of een psychosomatische aandoening zou zijn. Metingen van het bloed-volume worden traditioneel aangewend bij het management van polycytemie [abnormale toename van het aantal rode bloedcellen in het bloed] maar niet bij de evaluatie van CVS. Er werd slechts een beperkt aantal studies aangaande bloed-volume uitgevoerd bij M.E./CVS-patiënten. De belangrijkste bevinding van deze studie was dat een significant lager gemeten bloed-volume per kg en RBC-volume per kg, alsook genormaliseerd percentage bloed-, RBC- & plasma-volumes werden gevonden bij patiënten met een klinisch vermoeden van OI t.o.v. patiënten zonder een klinisch vermoeden van OI. De gegevens omtrent RBC-volumes zijn gelijkaardig met een studie waar enkele OI-patiënten werden onderzocht [zie Lin CJ et al. hierboven]. Deze onderzoekers vonden een RBC-volume tussen 78% (POTS-patiënten) en 85% (non-POTS patiënten), vergeleken met een referentie RBC-volume van 100%. Een daling van het RBC-volume bij OI komt overéén met onze studie waar patiënten met OI een genormaliseerd RBC-volume van 77% hadden.

Een andere bevinding van onze studie was het significant verband tussen gemeten bloed-volume uitgedrukt als percentage van een genormaliseerd bloed-volume en het percentage van voorspelde piek VO₂. Dit bevestigde de beinding van Farquhar et al. [ref. zie hierboven] Zij vonden een trend naar lager bloed-volume bij 17 CVS-patiënten versus 17 controles, maar dit bereikt geen significantie (p = 0.08). De bloed-volumes die werden gevonden voor controle-individuen (64,2 ± 2,5 ml/kg) kwamen overéén met deze in de groep M.E./CVS-patiënten zonder OI (66 ± 9 ml/kg), en het bloed-volume van CVS-patiënten in die proef (58,3 ± 2,1 ml/kg) was gelijkaardig met de bevinding in onze studie bij CVS-patiënten met OI (55 ± 4 ml/kg). Dit kwam overéén met bevindingen van twee andere gepubliceerde studies die deze bevinding beschreven bij gezonde vrouwelijke individuen en bij gezonde mannelijke individuen. Deze beide proeven bij gezonde individuen vond een afname qua total bloed-volume bij stijgende leeftijd. Dit werd reeds in 1937 […] beschreven. Het feit dat we een significant lager bloed-volume vonden bij de patiënten met symptomen van orthostatische intolerantie, die jonger waren dan de patiënten-groep zonder een klinisch vermoeden van OI, zou kunnen suggereren dat het absoluut verschil qua bloed-volume groter geweest zou kunnen zijn, als de patiënten gematcht zouden geweest zijn voor leeftijd. [Het bloed-volume lijkt in de literatuur stabiel te zijn of af te nemen met het ouder worden.]

Streeten et al. [zie hierboven] vond dat RBC-volumes lager waren bij 12 vrouwelijke CVS-patiënten t.o.v. RBC-volumes bij vrouwelijke controle-individuen. In tegenstelling daarmee bleken de volumes van plasma en totaal bloed niet significant verschillend van die van controle-individuen. Het door hen gemeten bloed-volume […] was gelijkaardig als bij ons […]; net zoals het RBC-volume […] en het plasma-volume […]. Informatie aangaande klinische symptomen van orthostatische intolerantie werden niet duidelijk vermeld, informatie over bloeddruk tijdens langdurig staan (tot 84 minuten) suggereerde echter orthostatische hypotensie (systolisch bloeddruk daling ≥ 20 mmHg), zonder klachten tijdens staan of voorgeschiedenis bij 7 op 12 patiënten.

Hurwitz et al. [zie hierboven] vonden dat bij 30 patiënten met ernstige CVS en 26 niet ernstige CVS, het totaal bloed-volume (TBV), RBC- & plasma-volume niet significant verschillend waren van 21 sedentaire […].  Dit is gelijkaardig met de bevindingen van de onderhavige studie waar het gemiddeld TBV 59 ± 8, het gemiddeld PV 39 ± 5 & het gemiddeld RBCV 20 ± 3 ml/kg was. Wanneer echter het verschil met ideale volumes werd herberekend, waren het percentage totaal bloed-volume, percentage plasma-volume en percentage RBC-volume significant verschillend van sedentaire controles en ook lager bij patiënten met ernstige CVS, vergeleken met patiënten met minder ernstige CVS […]. In onze studie waren de verschillen qua percentage van genormaliseerde volumes veel groter bij de patiënten met een klinische- vermoeden van OI. Hurwitz et al. [zie hierboven] keken ook naar maximaal-verbruik bij inspanning maar vonden geen verschil voor de drie groepen (met een verschil voor voorspelde VO₂ max van -25,1 ± 3,2 vs. -32,7 ± 2,9 vs. -25,7 ± 3,3 bij ernstige CVS, niet-ernstige CVS en sedentaire controles respectievelijk). Dit is in tegenstelling met de onderhavige studie. Hoewel de aantallen werden uitgedrukt op een gelijkaardige manier (verschil met voorspelde piek VO₂ van 100%): -6% ± 9% bij de patiënten zonder klinisch vermoeden van OI en -33% ± 16% in de groep met een klinisch vermoeden van OI. Ze vergeleken de resultaten van het zuurstof-verbruik niet met de volume-resultaten.

Newton et al. [zie hierboven] toonden enkel een trend naar lagere bloed-volumes t.o.v. controles. Ze vonden echter dat 68% van een groep van 41 CVS-patiënten een genormaliseerd RBC-volume onder de ondergrens van de normaal-waarde van < 95% had. Een genormaliseerd plasma-volume onder de ondergrens van de normaal-waarde van < 95% was aanwezig bij 32% van de bestudeerde 41 CVS-patiënten. Dit suggereert een verschil in afname tussen plasma- en RBC-volumes. In de huidige studie was de reductie gelijkaardig voor RBC- en plasma-volumes. De curve van de lineaire regressie tussen plasma- en RBC-volumes was nagenoeg identiek. Verder: in de huidige studie had slechts één een RBC-volume > 95%. Dit laag aantal kan te wijten zijn aan de beperkte grootte van het staal in de studie. Het TBV in de studie was 4.236 ± 139 ml bij de 41 CVS-patiënten en 4.396 ± 180 ml bij 10 gezonde controles. Dit komt overéén met de TBV-waarde van patiënten zonder een klinisch vermoeden van OI in onze studie (4.281 ± 821). Het TBV bij de patiënten met een klinisch vermoeden van OI was significant lager (3.380 ± 609 ml). Deze studie toonde dat er geen correlatie tussen ziekteduur en hart-volumes bestond, wat suggereert dat deconditionering niet de oorzaak was van die abnormaliteiten. Dit komt overéén met de bevinding van onze studie wat betreft de ziekteduur en volume-metingen. In geen enkele van de hierboven vermelde studies werd een verband tussen de volume-componenten met OI-symptomen onderzocht.

Beperkingen

In deze studie werden geen gematchte controle-individuen beoordeeld via metingen van circulerend bloed-volume en dus dienen de dit te worden beschouwd als een preliminair rapport. Aangezien een significante reductie van het totaal en RBC bloed-volume één van de weinige objectief aantoonbare laboratorium-abnormaliteiten zou kunnen zijn bij een meerderheid van de M.E./CVS-patiënten met een klinisch vermoeden van OI of wanneer dit werd aangetoond d.m.v. een ‘tilt-table’ [kantel-tafel] test, geloven we dat verdere studies gerechtvaardigd zijn. [Grotere groep patiënten!]

5. Besluit

Overéénkomstig met gegevens in eerdere literatuur, toont deze ‘pilot’-studie dat totaal bloed-volume en z’n componenten – RBC- & plasma-volume – gedaald kunnen zijn bij CVS-patiënten. We bevestigden de bevinding dat er een verband is tussen bloed-volume en percentage voorspelde piek VO₂. Dit werd ondersteund door de bevinding dat een lager bloed-volume leidde tot slechtere uitkomsten van een cardiopulmonaire inspanning test. Eén andere studie bekeek het verband tussen bloed-volume en orthostatische intolerantie en de resultaten komen overéén met die van ons, hoewel de bestudeerde patiënten-populatie er één was met chronische orthostatische incompetentie, met gelijkaardige klachten als bij M.E./CVS, maar zonder dat de diagnose van M.E./CVS was gesteld [zie Lin CJ et al. hierboven]

Een complex artikel waarvan de bespreking voor leken wellicht moeilijk te begrijpen is. We kunnen onmogelijk een cursus mitochondriale biochemie doceren. Veel termen kwamen al aan bod in onze eerdere stukken. Wij vragen de geïnteresseerde lezer de moeite te doen via het intikken van de zoekterm ‘Mitochondria’ (op deze website) zich verder te informeren…

Is er sprake van een mitochondriaal probleem bij M.E.(cvs)? Door de aanhoudende vermoeidheid en post-exertionele malaise lijkt een probleem qua cellulaire energie-voorziening (en dus de mitochondrieën) aannemelijk. Niettemin is (was) de wetenschappelijke literatuur (nog) niet éénduidig.

In een review (‘Pathological Mechanisms Underlying Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic fatigue Syndrome’ in Diagnostics (2019) 9) besprak de gerenommeerde onderzoeker professor Paul R. Fisher – specialist in neurodegeneratieve aandoeningen, mitochondriale biologie en de mitochondrieën bij ziekte – waarom mensen met M.E.(cvs) misschien niet adequaat reageren op hogere energie-vereisten. De regulering van het cellulair energie metabolisme draait rond twee stress-voelende enzyme, AMP-geaktiveerd proteïne kinase (AMPK) en ‘target of rapamycin’ (TOR). Chronische ontregeling van hun aktiviteiten zouden er toe kunnen leiden dat de bijkomende energie-eisen niet voldaan worden. “Er werd al melding gemaakt over contractie geïnduceerde ATP-depletie. Een dergelijke ongevoeligheid kan het gevolg zijn van het feit dat AMPK al in geaktiveerd is in de cellen of van z’n inhibitie door chronisch hyper-geaktiveerd TOR complex 1 (TORC1)”…

Onderstaand artikel (door een Australische groep, o.l.v. Fisher) heeft de kwestie op een alternatieve manier aangepakt: door gebruik te maken van onsterfelijk gemaakte immuuncellen, lymfoblasten (die veel beter lijken op in het lichaam metaboliserende cellen dan de bij andere studies gewoonlijke gebruikte immuuncellen: lymfocyten verkeren buiten het lichaam in een toestand van fysiologische inakiviteit/rust en zijn dus wellicht niet representatief voor metabool aktieve cellen; lymfocyten van M.E.(cvs)-patiënten sterven ook sneller dan die van controles.)…

Er lijkt wel degelijk spraken van een dysfunktie, nl. van Complex-V van de mitochondriale ademhaling keten (één van de stappen die leidt tot de aanmaak van de cellulaire energiebron, ATP). In rust blijkt dit echter te worden gecompenseerd door upregulering van TORC1-aktiviteit en expressie van mitochondriale proteïnen. De belangrijkste verhoogde parameters bleken allemaal gecorreleerd met klinische symptomen, wat bewijst dat de gevonden mitochondriale abnormaliteiten klinisch relevant zijn.

TOR Complex I (TORC1) is één van de belangrijkste regulatoren van de expressie van mitochondriale proteïnen. De auteurs vonden dat de aktiviteit er van verhoogd is bij M.E.(cvs). mTORC1 (‘mammalian target of rapamycin complex 1’ of ‘mechanistic target of rapamycin complex 1’, is een proteïnen-complex dat werkt als een sensor voor nutriënten/energie/redox-toestand en proteïnen-synthese controleert. Het mTOR Complex 1 (mTORC1) is samengesteld uit mTOR (een kinase-enzyme) zelf en ‘regulatory-associated protein of mTOR’. Torin2, een krachtige en selektieve mTOR inhibitor, bleek een effekt te hebben op de TORC1-aktiviteit…

We merken op dat het artikel niet ‘peer-reviewed’ is maar zover we kunnen oordelen is dit héél gedegen werk. Paul Fisher en zijn collega’s hebben bijkomende fondsen verkregen en starten verder onderzoek op (in samenwerking met de ‘Australian Registry and Biobank for Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome’)…

————————-

Preprints 2019090043 (september 2019)

An isolated Complex V inefficiency and dysregulated mitochondrial function in immortalized lymphocytes from ME/CFS patients

Daniel Missailidis, Sarah Annesley, Claire Allan, Oana Sanislav, Brett Lidbury, Don Lewis, Paul Fisher

Physiology Anatomy & Microbiology, La Trobe University, Melbourne, Australia

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een enigmatische aandoening die wordt gekenmerkt door vermoeidheid die niet wordt verholpen door rust en door verergering van symptomen na inspanning (post-exertionele malaise of ‘PEM’). Er is geen definitieve molekulaire merker of gekend onderliggend pathologisch mechanisme voor de aandoening. Er is steeds meer bewijsmateriaal voor een afwijkend energie-metabolisme, suggestief voor een rol voor mitochondriale dysfunktie bij M.E./CVS. Onze doelstelling was daarom het meten van de mitochondriale funktie en cellulaire stress voelende mechanismen in aktief metaboliserende cellen van patiënten. We immortaliseerden lymfoblasten geïsoleerd uit het bloed van 51 M.E./CVS-patiënten die de diagnose kregen op basis van de Canadese Consensus Criteria, en van een voor leeftijd en geslacht gematchte controle-groep. Parameters voor de mitochondriale funktie en het ‘voelen’ van energie-stress werden bepaald d.m.v. Seahorse extracellulaire flux analyse [voor beschrijving, zie ‘Mitochondriale complex aktiviteit in gepermeabiliseerde cellen bij CVS’], proteomica en een waaier aan bijkomende biochemische testen. Als proportie van het basaal zuurstof-verbruik (OCR), bleek de mate van ATP-synthese door Complex-V significant gereduceerd in M.E./CVS-lymfoblasten, terwijl significante verhogingen werden geobserveerd wat betreft Complex-I OCR, maximum OCR, reserve respiratoire capaciteit, niet-mitochondriale OCR en ‘proton-lek’ als onderdeel van de basale OCR. Dit ging gepaard met een stijging van het mitochondriaal membraan-potentiaal, chronicsche hyper-geaktiveerde TOR Complex-I stress-signalisering en ge-upreguleerde expressie van mitochondriale respiratoire complexen, vetzuur-transporters en enzymen van de beta-oxidatie en TCA cycli. In tegenstelling daarmee bleken de mitochondriale massa en het genoom ‘copy-number’ [aantal copieën], alsook de mate van glycolyse en ‘steady-state’ [stabiele rust/evenwicht-toestand] ATP-waarden onveranderd. Onze resultaten suggereren een model waarbij M.E./CVS-lymfoblasten een Complex-V defekt hebben, vergezeld door compenserende upregulering van hun respiratoire capaciteit (de mitochondriale respiratoire complexen, membraan-transporters en enzymen betrokken bij vetzuur beta-oxidatie omvattend). Dit doet de ATP-synthese en ‘steady-state’ naar ‘normaal’ terugkeren in rustende cellen, maar kan er voor zorgen dat ze niet in staat zijn om adequaat te reageren op acute toenames van de energie-vereiste aangezien de relevante homeostatische mechanismen reeds geaktiveerd zijn.

1. Inleiding

Myalgische Encefalomyelitis (M.E.), ook Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) genoemd, is een aandoening die slecht wordt begrepen, met als kenmerken chronische, onverklaarde vermoeidheid en de invaliderende ‘payback’ bij over-inspanning – post-exertionele malaise (PEM). PEM kan optreden na een simpele dag-dagelijkse fysieke taak en kan gepaard gaan met symptomen die een reeks lichamelijke systemen aantasten. Het gebrek aan objectieve en accurate diagnostische criteria zorgt er voor dat patiënten gedurende lange tijd moeten wachten op een duidelijke diagnose of begrip voor de aandoening. Het is van het grootste belang dat er wordt gestreefd naar fundamentele molekulaire verklaringen voor de onderliggende pathofysiologie van M.E./CVS en betrouwbare biomerkers. Deze kunnen leiden tot een betrouwbare, snellere diagnose en, op langere termijn, rationele, doeltreffende behandelingen.

De mitochondriale funktie is van belang voor M.E./CVS-research aangezien een bio-energetische verklaring de terugkerende vermoeidheid en het groot aantal links tussen de karakteristieke immune inflammatie en de mitochondrieën. Er werd de laatste tien jaar bewijsmateriaal voor mitochondriale dysfunktie bij M.E./CVS gezocht maar dit blijft inconsistent. Er werd gedaalde mitochondriale biogenese gerapporteerd maar geen genormaliseerde respiratoire keten enzyme-aktiviteiten in de spieren van M.E./CVS-individuen. De mitochondriale biogenese in spieren wordt ge-upreguleerd door inspanning [studie bij muizen], dus wordt deze reductie waarschijnlijk veroorzaakt door de noodzakelijkerwijs verminderde inspanning die M.E./CVS-patiënten kunnen uitvoeren. Er werd gerapporteerd dat mitochondriale funktie in M.E./CVS-neutrofielen [gecontesteerde resultaten van Myhill S et al.] of respiratie in M.E./CVS perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) [Tomas C et al. Cellular bioenergetics is impaired in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS One (2017) 12: e0186802] gereduceerd zijn maar toch lijken de Oxidatieve Fosforylatie (OXPHOS) complexen normaal [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 /// Lawson N et al. Elevated energy production in Chronic Fatigue Syndrome patients. J Nat Sci (2016) 2], terwijl de expressie van mitochondriale proteïnen in speeksel, bloedplaatjes en lymfocyten van patiënten gestegen zijn [Kaushik N et al. Gene expression in peripheral blood mononuclear cells from patients with Chronic Fatigue Syndrome. J Clin Pathol (2005) 58: 826-832 /// Ciregia F et al. Bottom-up proteomics suggests an association between differential expression of mitochondrial proteins and Chronic Fatigue Syndrome. Transl Psychiatry (2016) 6: e904].

Verschillen (patient vs. controle) qua serum- en urine-metabolomen werden toegeschreven aan gedaalde voorziening van acetyl-CoA aan de TCA-cyclus veroorzaakt door een defekt in de glycolyse [Armstrong CW et al. Metabolic profiling reveals anomalous energy metabolism and oxidative stress pathways in Chronic Fatigue Syndrome patients. Metabolomics (2015) 11: 1626-1639] of een defekt pyruvaat-dehydrogenase (PDH) [Fluge O et al. Metabolic profiling indicates impaired pyruvate dehydrogenase function in Myalgic Encephalopathy/ Chronic Fatigue Syndrome. JCI Insight( 2016) 1: e89376]. Hoewel inconsistent, trekken beide voorstellen de aandacht naar een mogelijke rol voor verstoorde voorziening van reducerende equivalenten aan de mitochondriale OXPHOS (door de TCA-cyclus) bij M.E./CVS. Ondanks de gedeelde overtuiging dat M.E./CVS-cellen fundamentele problemen in het energie-metabolisme vertonen, zetten de tegenstrijdige rapporten aangaande de aard van deze problemen ons aan om de kwestie van de mitochondriale funktie en z’n regulering in M.E./CVS-cellen te her-onderzoeken.

Een belangrijke regulator van de mitochondriale funktie is TORC1 (‘Target of Rapamycin Complex-I’) die cel-groei en energetica reguleert bij verscheidene cellulaire stress voelende mechanismen. Dit mechanisme upreguleert de expressie of nucleair gecodeerde mitochondriale proteïnen, waaronder subunits van de OXPHOS-complexen. Ondanks deze connectie, en de tussenkomst van TORC1 binnen een complex regulerend netwerk dat reageert op intracellulaire stressoren (waaronder energie-voorziening), werd ontregeling van dit signalisering-mechanisme nog niet eerder onderzocht in M.E./CVS-cellen.

Om de rollen van afwijkende mitochondriale funktie en TORC1-signalisering bij M.E./CVS te verduidelijken, hebben we parameters van de mitochondriale funktie in geïmmortaliseerde lymfocyten (genaamd lymfoblasten) uit bloed van patiënten vergeleken met die van gezonde voor leeftijd en geslacht gematchte controles. We vonden dat de mitochondriale funktie in M.E./CVS-cellen inderdaad abnormaal is: een geïsoleerde Complex-V deficiëntie vergezeld van gestegen capaciteit van Complexen I tot IV, verhoogd membraan-potentiaal, upregulering van TORC1-aktiviteit en gestegen expressie van diverse mitochondriale proteïnen betrokken bij ATP-genererende katabole mechanismen. Dit patroon van veranderingen qua mitochondriale funktie in M.E./CVS-lymfoblasten is duidelijk verschillend van wat we observeerden als we gebruik maakten van dezelfde benadering bij andere neurologische aandoeningen (bv. de mitochondriale hyperaktiviteit in lymfoblasten bij Parkinson’s en Fragiel X syndroom [erfelijke aandoening] die we rapporteerden). Het suggereert een model waarbij een primaire deficiëntie qua Complex-V funktie is betrokken, gecombineerd met homeostatische, compenserende upregulering van TORC1-aktiviteit en expressie van mitochondriale proteïnen.

2. Materialen & Methodes

2.1. Deelnemers

Twee groepen: M.E./CVS-patiënten (n = 51, 86% vrouwen, mediane leeftijd 50, leeftijden 26-70) of gezonde controles (n = 22, 68% vrouwen, mediane leeftijd 41, leeftijden 21-58) zonder enige familiale geschiedenis van M.E./CVS of spierpijn en ook niet samenwonend met M.E./CVS-patiënten. […]

M.E./CVS-diagnose op basis van de Canadese Consensus Criteria. Beoordeling van post-orthostatisch tachycardie syndroom co-morbiditeit. ‘Depression, Anxiety and Stress Scale’ vragenlijst [angst, depressie en veralgemeende stress] & ‘Epworth Sleepiness Scale’ vragenlijst [slaap-patroon]. Beoordeling van M.E./CVS-ernst op basis van Richardson & Lidbury’s ‘Weighted Standing Time’ [Weighting of orthostatic intolerance time measurements with standing difficulty score stratifies ME/CFS symptom severity and analyte detection. J Transl Med (2018) 16: 97 => 20 min staan zonder hulp; hartslag, bloeddruk en zuurstof-saturatie meting vóór en om de 2 min + score van de ondervonden moeite]. […]

[…]

2.2. PBMC-isolatie uit bloedstalen en immortalisatie

[…]

2.3. Lymfoblast-culturen

[…]

2.4. Telling van levensvatbare cellen

[…]

2.5. Mitochondriale massa & mitochondriaal membraan potentiaal (MMP)

Testen met de mitochondriale kleurstoffen MitoTracker® Green FM & MitoTracker® Red CMXRos. Beide binden specifiiek op mitochondriale membranen, MitoTracker® Red binding is afhankelijk van het membraan-potentiaal (Δψm), MitoTracker® Green niet. […]

[…]

2.6. Mitochondriale Stress Test (Seahorse respirometrie)

[…] Het zuurstof-verbruik (‘oxygen consumption rate; OCR in pmol/min) werd gemeten vóór (basale OCR) en nadat 1 µM oligomycine (ATP-synthase inhibitor), 1 µM CCCP (carbonyl-cyanide m-chlorofenyl hydrazone, [chemische inhibitor van de oxidatieve fosforylatie, vernietigt het mitochondriaal membraan-potentiaal]), 1 µM rotenon (Complex-I inhibitor) & 5 µM antimycine-A (Complex-III inhibitor) werd toegevoegd. Dit levert OCR-waarden op voor respiratoire ATP-synthese (oligomycine-sensitief), de maximum OCR bij CCCP-ontkoppelde mitochondrieën en de rotenon-sensitieve OCR (toe te schrijven aan ontkoppelde Complex-I aktiviteit), de antimycine-sensitieve Complex-II/III aktiviteit, de OCR door mitochondriale werking (bv. proteïnen-import) buiten de ATP-synthese […] (zgn. ‘proton-lek’ [diffusie van protonen zodat die niet meer kunnen bijdragen tot de synthese van ATP, die energie gaat verloren], niet-respiratoire zuurstof-consumptie (bv. door cellulaire en mitochondriale oxygenasen & oxidasen), en de respiratoire ‘reserve-capaciteit’ (over-capaciteit van de respiratoire elektron-transport-keten die niet wordt gebruikt bij basale respiratie).

2.7. Glycolytische stress test

De extracellulaire verzuring (‘Extracellular Acidification Rate’, ECAR) van levende, intacte lymfoblasten werd gemeten via een gemodificeerde glycolyse stress-test in de ‘Seahorse XFe24 Extracellular Flux Analyzer’ […]. Via de injektie-poorten van het toetsel werden de volgende molekulen (chronologisch) tot de aangegeven finale concentraties toegediend: glucose (10 mM), oligomycine (2 μM), rotenon (1 μM) & antimycine-A (5 μM) (gecombineerd), 2-deoxyglucose (50 mM). De behandeling met rotenon/antimycine liet de bepaling toe van de impact van elektron-transport op de ECAR door respiratoire verzuring gekoppeld aan de passage van glycolytisch pyruvaat door de TCA-cyclus. […]

2.8. ‘Steady-state’ ATP-analyse

De ‘steady-state’ intracellulaire ATP-concentratie werd bepaald d.m.v. luciferine bioluminescentie.

2.9. Intracellulaire Reactive Zuurstof Soorsten Species (ROS)

[…]

2.10. Mitochondriaal of EBV genoom ‘copy-number’

Amplificatie en detektie van twee mitochondriaal gecodeerde genen (mtND1 & mtND4).

[…]

2.11. 4E-BP1 fosforylatie (TOR aktiviteit)

TOR inhibitie door 0,5 μM Torin2 […]

2.12. ‘Western blotting’

[…]

2.13. Cel-proteomica

[…]

2.14. Kwantificatie & statistische analyse

[…]

3. Resultaten

3.1. Ex vivo lymfocyten zijn metabool ‘quiescent’ en die van M.E./CVS-patiënten sterven sneller dan die van controles

Hoewel de expressie van mitochondriale proteïnen gestegen is in het speeksel, de lymfocyten en de bloedplaatjes bij M.E./CVS [zie hierboven], zijn fysiologische metingen van de respiratoire funktie en capaciteit in M.E./CVS lymfocyt-mitochondrieën naar verluidt gereduceerd [zie Myhill S et al. eerder]. Een mogelijke verklaring is dat de ex vivo [buiten het lichaam] M.E./CVS-lymfocyten dieper ‘quiescent’ [in een staat of periode van inakiviteit of rust] zijn (metabolisme meer onderdrukt) dan controle-cellen. We onderzochten dit door het vergelijken van de respiratie in geïmmortaliseerde lymfocyten (lymfoblasten) van M.E./CVS-patiënten en controles met deze van lymfocyten van een subgroep van dezelfde deelnemers-groep. Hoewel de M.E./CVS-lymfocyten lagere graad qua respiratie leken te hebben dan controles, was het verschil niet significant. De basale respiratie in patiënten- zowel als controle-lymfocyten lag 2 orden van grootte lager dan in de geïmmortaliseerde cellen, en benaderde de ondergrens van wat detekteerbaar is voor het instrument, zoals bij eerder gerapporteerde experimenten met dit cel-type [zie Tomas C et al. (2017) eerder]. Dit bevestigde dat ex vivo lymfocyten van zowel patiënten als controles in een toestand van fysiologische quiescentie verkeren en zodoende wellicht niet representatief voor metabool aktieve cellen in vivo.

Een andere mogelijke bijdragende factor tot de gerapporteerde daling qua mitochondriale aktiviteit in M.E./CVS-lymfocyten t.o.v. controles, is een verhoogde sterfte van M.E./CVS-lymfocyten vergeleken met controles. We bepaalden daarom de leefbaarheid met verloop van tijd voor M.E./CVS-lymfocyten versus gezonde controles. Er was een dramatisch grotere sterfte van de M.E./CVS-lymfocyten dan die van controles, suggererend dat eerder gerapporteerde reducties qua M.E./CVS-lymfocyten mitochondriale funktie wellicht het resultaat is van een hoger aandeel dode cellen bij de onderzochte populatie. Als dit de in vivo levensduur van ongeaktiveerde lymfocyten weerspiegelt, zou dit resultaat ook suggereren dat de ‘turn-over’ van ongeaktiveerde lymfocyten bij M.E./CVS-patiënten wellicht dramatisch gestegen is.

3.2. ATP-synthese door Complex-V is inefficiënt in M.E./CVS-lymfoblasten

De voornoemde resultaten suggereren dat lymfoblasten wellicht beter de funktie van aktief metaboliserende cellen in vivo weerspiegelen, inclusief geaktiveerde leukocyten zoals deze die betrokken kunnen zijn bij inflammatoire processen voorkomend bij M.E./CVS-patiënten. We gebruikten daarom in de rest van de studie lymfoblasten om de mitochondriale funktie in M.E./CVS-cellen te onderzoeken. De creatie van lymfoblasten omvat immortalisatie door EBV-infektie en integratie van het EBV-genoom in het lymfocyt-genoom. We bepaalden daarom de EBV-genoom ‘copy-numbers’ (d.m.v. qPCR) en vonden geen significant verschil tussen patiënten en controles [het genoom ‘copy-number’ van een EBV-gen is onveranderd]. Bovendien was er geen effekt van het EBV-genoom ‘copy-number’ op de parameters voor mitochondriale en cel stress-signalisering parameters die we maten, bij geen van de groepen ([…] p > 0.05).

In M.E./CVS-lymfoblasten, was de basale respiratie lichtjes verhoogd en de mate van O₂-verbruik door ATP-synthese (oligomycine-sensitieve component van de basale respiratie) lichtjes onderdrukt, maar geen van beide veranderingen was statistisch significant. De mate van ATP-synthese door Complex-V, als deel [%] van de basale OCR, was echter significant gedaald (ca. 15% t.o.v. controles) in M.E./CVS-lymfoblasten, wat duidt op een inefficiëntie qua respiratoire ATP-synthese. Deze inefficiëntie, specifiek door Complex-V, impliceert een Complex-V defekt of inhiberende ontregeling.

Aangezien de absolute mate van ATP-synthese niet significant was gewijzigd, ondanks het Complex-V defekt, anticipeerden we dat rustende [‘steady state’] M.E./CVS-cellen homeostatisch normale ATP-waarden behouden. Om dit te verifiëren, bepaalden we de totale-cel ATP-waarden en vonden geen verschil tussen M.E./CVS- en controle-lymfoblasten.

3.3. M.E./CVS-lymfoblasten vertonen gestegen respiratoire capaciteit, aktiviteit en expressie van OXPHOS-complexen die funktioneel normaal zijn (uitgezonderd Complex-V)

Om een normale mate van ATP-synthese en ‘steady-state’ waarden te bereiken, kunnen M.E./CVS-lymfoblasten compenseren voor de verminderde efficiëntie van respiratoire ATP-synthese door het upreguleren van respiratoir elektronen-transport. Dit bleek het geval te zijn gezien de gestegen maximum OCR van de CCCP-ontkoppelde mitochondrieën [zie ‘methodes’] en de voornaamste bijdragen factor hieraan, ontkoppelde O₂-consumptie door Complex-I (rotenon-sensitief) alsook de reserve respiratoire capaciteit die niet wordt aangewend bij basale respiratie. Deze verhoogde respiratoire capaciteit in M.E./CVS-mitochondrieën impliceert een toename van de expressie, import of aktiviteit van de proteïnen van deze complexen en de ondersteunende mechanismen. Om na te gaan of dit het geval was, gebruikten we semi-kwantitatieve ‘western blotting’ op ruwe lysaten van M.E./CVS- en controle-lymfoblasten om de relatieve expressie-waarden van indicatieve subunits van elk van de 5 mitochondriale respiratoire complexen te testen. We vonden significante stijgingen van de waarden voor Complex-I, -II & -IV subunits. Kleinere toenames van de waarden van subunits in de anderen complexen (III, V) waren niet statistisch significant.

Deze resultaten suggereren dat de expressie van de respiratoire complexen in M.E./CVS-cellen homeostatisch toegenomen is om te compenseren voor inefficiënte ATP-synthese. Om deze hypothese verder te testen, voerden we een totale-cel proteomica analyse uit van 16 controle- and 22 patient-lymfoblast cellijnen. Voor meerdere van de individuele subunits van zowel Complex-I en -V, overschreed de gemeten toename in expressie van die subunit alleen de drempel voor statistische significantie. 31 van de 44 Complex-I subunits werden gedetekteerd, 26 daarvan in meer dan 5 stalen, en de meeste vertoonden toenames van hun waarden in M.E./CVS-cellen vergeleken met de controles, significant meer dan wat door toeval zou worden verwacht. De gemiddelde expressie van de Complex-I subunits in M.E./CVS-cellen was significant hoger dan in de controles (1,48 maal, p = 6.3 x 10^-3). 11 van de 12 Complex-V subunits waren ge-upreguleerd, een significant groter deel dan wat door toeval zou worden verwacht. De gemiddelde expressie-waarden waren ook significant gestegen voor de subunits van Complex-V (1,1 maal, p = 3.0 x 10^-3). […]. Als we deze 10% hogere expressie van Complex-V subunits in acht nemen, is de relatieve inefficiëntie van Complex-V in de M.E./CVS-cellen zelfs groter dan gemeten via respirometrie – bijna 25% lager dan de controles.

De expressie van subunits van de andere respiratoire complexen was ook hoger in M.E./CVS-lymfoblasten in onze proteomica-analyse, maar de stijgingen bereikten geen statistisch significante waarden. Hoewel het klein aantal van Complex-II subunits onvoldoende statistische ‘power’ opleverde om significante upregulering te detekteren bij een dergelijke test, leken de waarden van elk van de gedetekteerde subunits gestegen, wat consistent is met de significante toename gezien via ‘western blotting’. Tesamen tonen deze resultaten dat waarden van de belangrijkste mitochondriale OXPHOS-proteïnen verhoogd zijn in M.E./CVS-cellen, wat de gestegen maximum OCR van de Seahorse respirometrie-testen verklaart.

De elekronen-flow van Complex-I naar Complex-III & -IV is de belangrijkste bijdragende factor aan het respiratoir elektronen-transport; de bijdragen van Complex-II in deze cellen is zeer klein. Bij de observatie dat Complex-V inefficiënt funktioneert, een kleinere fraktie bijdraagt aan de basale respiratie in M.E./CVS-cellen dan in controle-cellen, bepaalden we of Complex-I, -III & -IV normaal funktioneren.

In tegenstelling met de partiële bijdrage van Complex-V aan de basale respiratie, vonden we dat de partiële O₂-consumptie bij ontkoppelde elekronen-flow van Complex-I [Complex I OCR als percentage van de ontkoppelde maximum OCR] door Complexen III & IV aan de molekulair zuurstof onveranderd was in M.E./CVS-cellen. Zodoende is het elekronen-transport functioneel normaal in M.E./CVS-cellen en de inefficiëntie qua oxidatieve fosforylatie geïsoleerd tot ATP-synthese door Complex-V. Dit kan worden besloten aangezien een defekt in Complex-I, -III of -IV zou resulteren in het feit dat de elektronen-flow door deze complexen proportioneel minder zou bijdragen aan de totale OCR, zelfs als compenserende upregulering van expressie de respiratie zou normaliseren of zelfs naar hoger dan normale absolute waarden zou brengen. We concludeeren dat elektronen-transport in de M.E./CVS-cellen functioneel normaal is maar qua capaciteit gestegen omwille van verhoogde expressie van de betrokken respiratoir complex proteïnen.

Een andere indicator voor abnormaliteiten qua elektronen-transport is de concentratie radikale zuurstof-soorten (ROS). Deze worden aangemaakt bij elektronen-‘lekkage’ op het punt waar elektronen normaal van Complex-I of -II naar Complex-III gaan. ROS-produktie kan gestegen zijn door een verhoogde flux van elektronen door de elektron-transport-keten of door een ‘downstream’ blokkage die de elektronen-flow afleidt. We hebben daarom de ROS-waarden gemeten in patiënten- en controle-cellen, en vonden geen verandering qua intracellulaire ROS in M.E./CVS-lymfoblasten vergeleken met controles. Dit is consistent met de niet-significante veranderingen qua basale respiratie en suggereert ook dat de elektron-transport-keten (ETC) funktioneel normaal is.

De compenserende stijging van de expressie en aktiviteit van mitochondriale respiratoire complexen aangetoond door onze gegevens, suggereert dat M.E./CVS-mitochondrieën verhoogde door ‘proton motive force’ (PMF [beweging van ionen door het membraan]) aangedreven transport-processen in het mitochondriaal membraan zou moeten vertonen, die mitochondriale biogenese en funktie ondersteunen en behouden. Bijvoorbeeld: de waarden van sleutel proteïnen van de mitochondriale proteïnen-import complexen waren gestegen in de M.E./CVS-proteomen, alsook de waarden van meerdere SLC25 transporters [mitochondriale transporter proteïnen] in het binnenste mitochondriaal membraan. Dergelijke ondersteunende transport-mechanismen dragen bij tot het zogenaamde ‘proton-lek’, dat refereert naar de depletie van de PMF door mitochondriale transport-processen buiten de ATP-synthese door Complex-V. Het proton-lek was significant verhoogd als aandeel van het basaal metabolisme in M.E./CVS-lymfoblasten bij vergelijking met controles.

De voornoemde gegevens duiden er op dat de mitochondriale respiratoire capaciteit in M.E./CVS-lymfoblasten ge-upreguleerd is, vermoedelijk in respons op de inefficiënte ATP-synthese. Dit is gekoppeld met verhoogde depletie van energie door transport-processen waarvan we hypothiseerden dat ze deze zouden omvatten die oxideerbare substraten leveren aan de mitochondrieën. We verwachten daarom dat de niet-mitochondriale katabole processen die deze substraten leveren ook verhoogd zijn. Onze gegevens ondersteunen een dergelijke verschuiving in het metabolisme aangezien de ‘niet-mitochondriale’ OCR, een indicator voor de katabole graad, significant verhoogd was in M.E./CVS-lymfoblasten.

3.4. Mitochondriale abnormaliteiten in M.E./CVS-lymfoblasten zijn gecorrelereerd met ziekte-ernst

Gelet op de voornoemde funktionele abnormaliteiten in M.E./CVS-mitochondrieën, testten we de belangrijkste verhoogde parameters wat betreft correlatie met ziekte-ernst (beoordeling via de ‘Richardson and Lidbury Weighted Standing Test’) [zie ‘methodes’]. We vonden dat ze allemaal gecorreleerd waren met de klinische uitkomsten. Dit levert sterk bewijsmateriaal voor het idee dat de gevonden mitochondriale abnormaliteiten klinisch relevant zijn.

3.5. Mitochondriaal genoom ‘copy-number’ en massa per cel zijn ongewijzigd in M.E./CVS-lymfoblasten maar het mitochondriaal membraan potentiaal is verhoogd

De mitochondriale massa refereert naar totaal mitochondriaal membraan binnen het dynamisch netwerk van mitochondrieën in de cel, terwijl het membraan-potentiaal de lading-gradient over het binnenste mitochondriaal membraan is – wat deel uitmaakt van de totale PMF, die de ATP-synthese door Complex-V (ATP-synthase) aandrijft. Aangezien de expressie van mitochondriale proteïnen ge-upreguleerd is in M.E./CVS-lymfoblasten, was het mogelijk dat dit zou worden weerspiegeld in een toename van de totale cellulaire mitochondriale inhoud. Om dit te beoordelen, hebben we zowel mitochondriaal genoom inhoud t.o.v. het nucleair genoom bepaald, alsook de mitochondriaal membraan ‘massa’ per cel en zagen geen verschillen tussen M.E./CVS- en controle-lymfoblasten. Dit suggereert dat de M.E./CVS-mitochondrieën een hogere concentratie mitochondriale respiratoire proteïnen dan controle-cellen bevatten.

De inefficiënte ATP-synthese door Complex-V betekent dat basale respiratie door M.E./CVS-mitochondrieën ook gereduceerd zou zijn, ware het niet van de compenserende upregulering van hun waarden van het respiratoir complex. Dit laat hen toe normale ATP-synthese te behouden en, zoals werd gezien, gaat dit gepaard met een gestegen respiratoire capaciteit van de elektron-transport-keten (hoofdzakelijke Complex-I aktiviteit). Dit zou resulteren in een overmatig proton-pompende capaciteit met de betrekking tot de gecombineerde vereisten van ATP-synthese door Complex-V en het ‘proton-lek’. De verwachte uitkomst van deze toegenomen reserve qua respiratoire capaciteit zou een verhoogd mitochondriaal membraan-potentiaal in M.E./CVS-cellen zijn, die we hebben bevestigd via het onderzoeken van de verhouding MitoTracker® Red op MitoTracker® Green fluorescentie in M.E./CVS-lymfoblasten.

3.6. De glycolyse in M.E./CVS-lymfoblasten is onaangetast maar waarden van enzymen betrokken bij vetzuur β-oxidatie en de TCA-cyclus zijn verhoogd

Gepubliceerd metabolomica-werk suggereert dat het metabolisme bij M.E./CVS ontregeld is, zodanig dat de voorziening van acetyl-CoA [intermediair voor de TCA-cyclus: pyruvaat + acetyl-CoA => citraat, enz.; levert energie] aan de TCA-cyclus via pyruvaat (afkomstig van de glycolytse) verminderd is en er in plaats daarvan een verschuiving weg van het koolhydraten-metabolisme is, naar alternatieve oxideerbare substraten [zie Armstrong CW et al. hierboven]. Ander werk suggereert dat de glycolyse zelf onverstoord is en dat gereduceerde omzetting van pyruvaat naar acetyl-CoA door PDH verantwoordelijk is voor een gelijkaardig ‘downstream’ gevolg [zie Fluge O et al. hierboven]. Tomas C et al. (2017) [zie eerder] vonden echter geen verschil qua glycolyse tussen lymfocyten van M.E./CVS- en controle-individualen, terwijl Nguyen T et al. [Reduced glycolytic reserve in isolated natural killer cells from Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome patients: A preliminary investigation. Asian Pac J Allergy Immunol (2018) 10] een daling van de glycolytische capaciteit rapporteerden voor een klein staal NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Om de glycolyse in intacte M.E./CVS-lymfoblasten te onderzoeken, ontwierpen we een geoptimaliseerde Seahorse test om de glycolytische produktie van of lactaat in ‘real-time’ in levende cellen te beoordelen, door het meten van de extracellulaire verzuring (ECAR) van het cultuurmedium. We vonden geen verschil tussen M.E./CVS- en controle-cellen wat betreft de mate, reserve of capaciteit van glycolyse.

Eerdere metaboloom-studies suggereerden dat het lipiden-metabolisme ontregeld is bij M.E./CVS [bv. Nagy-Szakal D et al. Insights into Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome phenotypes through comprehensive metabolomics. Sci Rep (2018) 8: 10056 /// 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 /// Naviaux RK et al. Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome. Proc Natl Acad Sci USA (2016) 113: E5472-5480]. Aangezien het vergroot ‘proton-lek’ en ‘niet-mitochondriale’ OCR consistent waren met een toename qua mitochondriale opname en katabolisme van alternatieve oxideerbare substraten, onderzochten we de expressie van mitochondriale vetzuur-transporters en enzymen verantwoordelijk voor vetzuur β-oxidatie in cel-proteomen van M.E./CVS- en controle-lymfoblasten. We vonden dat proteïnen bij beide groepen significant gestegen waren in de M.E./CVS-cellen. De waarden van alle drie de vetzuur-transport-proteïnen (carnitine-acyltransferase-I & -II alsook acyl-carnitine ‘carrier’-proteïne) gestegen waren, hoewel er dit enkel statistische significantie bereikte in het geval van carnitine-acyl-transferase-II. Bovendien waren 17 op 20 proteïnen betrokken bij mitochondriale β-oxidatie ge-upreguleerd (p = 2.6 x 10^-3), met gemiddelde waarden 23 ± 13% hoger dan controles (p = 9.4 x 10^-4). Alle 6 de centrale enzymen van de mitochondriale β-oxidatie cyclus waren ge-upreguleerd (p = 0.016) en de waarde van één ervan (enoyl-CoA hydratase) was significant verhoogd. Als de mate van mitochondriale β-oxidatie verhoogd was in M.E./CVS-cellen in overéénkomst met de expressie van de betrokken proteïnen, zouden deze mechanismen acetyl-CoA aan de TCA-cyclus leveren in een sneller tempo. In overéénstemming hiermee, vonden we dat de expressie van TCA-cyclus proteïnen ook was gestegen in M.E./CVS-cellen. Zodoende bleken 16 op 19 gedetekteerde proteïnen betrokken bij de TCA-cyclus overvloediger aanwezig in het M.E./CVS-proteoom (p = 2.2 x 10^-3). De gemiddelde expressie-waarden van TCA-cyclus proteïnen in M.E./CVS-lymfoblasten lag 17 ± 10% hoger dan in controle-cellen (p = 1.0×10^-3). Tesamen genomen tonen deze resultaten dat M.E./CVS-lymfoblasten een verhoogde capaciteit hebben om mitochondriale β-oxidatie aan te wenden, de oxidatieve fosforylatie aan te drijven met een hoger tempo dan anders het geval zou zijn.

3.7. Stress-voelende mechanismen bij M.E./CVS zijn verstoord – TORC1 is chronisch gehyperaktiveerd

De compenserende werking om ATP-waarden terug naar normaal te brengen in M.E./CVS-lymfoblasten, ondanks de Complex-V inefficiëntie, wordt waarschijnlijk aangedreven door de signalisering-netwerken die diverse soorten cellulaire stress ‘voelen’ en er homeostatisch een antwoord op bieden. Een centraal element bij deze mechanismen, onderling verbonden met alle andere, is het proteïne-kinase TORC1 (‘Target of Rapamycin Complex-I’), dat zorgt voor de coördinatie de translationele upregulering van belangrijke funktionele groepen proteïnen, inclusief nucleair gecodeerde mitochondriale proteïnen. We hebben de aktiviteit ervan gemeten in M.E./CVS- en controle-lymfoblasten door de fosforylatie-toestand te meten van één van z’n belangrijke substraten, 4E-BP1 (‘Eukaryotic translation initiation factor 4E-Binding protein 1’). 4E-BPs worden gefosforyleerd door TORC1, waarvan de katalytische subunit mTOR (‘mechanistic Target Of Rapamycin’) is. Samen met S6-kinase (S6K), medieert 4E-BP1 de rollen van TORC1 bij het reguleren van de translatie van mRNAs coderend voor belangrijke funktionele groepen proteïnen (in het cytosol). Als één van de sleutel-substraten van TORC1 betrokken bij het reguleren van de proteïne-synthese, wordt 4E-BP1 dikwijls gebruikt als een merker van TORC1-aktiviteit. We vonden dat de waarden van 4E-BP1 fosforylatie significant gestegen waren in M.E./CVS-lymfoblasten en vergezeld gingen van een corresponderende verhoogde respons op de mTOR-inhibitor Torin2. Deze chronische toename van TORC1-aktiviteit zou de verhoogde expressie van mitochondriale proteïnen en respiratoire capaciteit die we vonden in M.E./CVS-lymfoblasten kunnen verklaren.

4. Bespreking

Eerdere ‘steady-state’ metingen en metabole flux metingen van de mitochondriale respiratoire funktie in M.E./CVS-lymfocyten hebben gesuggereerd dat er in M.E./CVS-cellen een veralgemeende reductie qua mitochondriale aktiviteit en respiratoire capaciteit is [zie Tomas C et al. (2017) hierboven]. Het is paradoxicaal dat funktioneel normale OXPHOS complex-I tot -IV aktiviteit [Tomas C et al. Mitochondrial complex activity in permeabilised cells of Chronic Fatigue Syndrome patients using two cell types. PeerJ (2019) 7: e6500] en gestegen niet-mitochondriale ATP-produktie [zie Lawson N et al. hierboven] ook werden gerapporteerd voor M.E./CVS-lymfocyten, terwijl de expressie van mitochondriale proteïnen ge-upreguleerd bleek in speeksel, bloedplaatjes en lymfocyten van patiënten [zie hierboven].

In dit werk hebben we deze inconsistenties opgelost door de kwestie van mitochondriale funktie en capaciteit in geïmmortaliseerde lymfocyten (lymfoblasten) te herbekijken. Zoals we hier toonden zijn ongeaktiveerde ex vivo lymfocyten ‘quiescent’ en stervend, zodat een verschil tussen patiënten- en controle-groepen van deze quiescentie en/of de mate van cel-dood de eerder gerapporteerde reductie qua mitochondriale aktiviteiten in M.E./CVS-lymfocyten kunnen verklaren. We vonden dat in cultuur-medium M.E./CVS-lymfocyten dramatisch sneller sterven dan controle-lymfocyten. Het is waarschijnlijk dat de M.E./CVS-lymfocyten waarvan de mitochrondriale aktiviteit werd getest in eerdere studies, een groter deel dode cellen omvatte dan de controles. De hogere mortaliteit voor M.E./CVS-lymfocyten is niet verrassend gezien het feit al lang geweten is dat farmacologische inhibitie van mitochondriale respiratie, inclusief Complex-V stoornis, resulteert in apoptotische cel-dood in ex vivo lymfoïde cellen.

In tegenstelling daarmee, zijn de lymfoblasten die in ons werk werden gebruikt metabool aktieve lymfoïde cellen die geaktiveerde lymfocyten, die neuro-inflammatie in vivo aandrijven, beter vertegenwoordigen. Onze resultaten tonen dat M.E./CVS-lymfoblasten een geïsoleerde Complex-V inefficiëntie vertonen die vergezeld gaat wordt door upregulering van mitochondriale proteïnen expressie, inclusief mitochondriale respiratoire complexen en enzymen betrokken bij de TCA-cyclus, vetzuur-opname en β-oxidatie. Deze bevindingen bevestigen dat M.E./CVS-cellen inderdaad een mitochondriale deficiëntie qua generatie van ATP vertonen maar onthullen dat deze specifiek Complex-V omvatten i.p.v. een veralgemeende reductie van alle mitochondriale funkties. Dit profiel van mitochondriale dysfunktie in intacte M.E./CVS-lymfoblasten is anders dan deze die we eerder vonden bij Parkinson’s lymfoblasten, dus kan het geen simpele weerspiegeling zijn van de neuro-inflammatoire processen waarvan wordt geloofd dat ze optreden bij beide ziekten.

Wat kan de oorzaak zijn van een dergelijke mitochondriale Complex-V inefficiëntie? Er zijn drie mogelijkheden: een mutatie in één van de subunits van Complex-V of assemblage-proteïnen, een ontregeling van Complex-V of een vermeerdering van het relatief gebruik van de ‘proton motive force’ voor andere doeleinden (‘proton-lek’) waardoor er minder beschikbaar is voor ATP-synthese. Een mutatie-defekt in Complex-V lijkt onwaarschijnlijk gezien het feit dat eerdere onderzoeken geen ‘single nucleotide’ polymorfisme konden aantonen in Complex-V genen dat verband houdt met de ziekte-toestand [Schlauch KA et al. Genome-wide association analysis identifies genetic variations in subjects with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Transl Psychiatry (2016) 6: e730 /// Billing-Ross P et al. Mitochondrial DNA variants correlate with symptoms in with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. J Transl Med (2016) 14: 19]. Ontregelende inhibitie van Complex-V is een tweede mogelijkheid. Het is geweten dat mitochondriale ATP-synthase aktiviteit door een waaier aan proteïnen, kleine molekulen en signalisering-mechanismen kan gereguleerd worden, waarvan sommige werken via Complex-V’s eigen inhiberende subunit AIF1. De derde mogelijkheid, dat Complex-V inefficiënt is in M.E./CVS-cellen omwille van het gestegen gebruik van de ‘proton motive force’ door andere processen, wordt gesuggereerd door het vergroot proton-lek dat we hebben gemeten in M.E./CVS-lymfocyten. De M.E./CVS-mitochondrieën vertonen echter een overmaat aan onbenutte respiratoire capaciteit en een gestegen ‘proton motive force’. Dit zou suggereren dat het membraan-potentiaal en de elektron-transport capaciteit in M.E./CVS-cellen meer dan voldoende zijn om toe te laten dat Complex-V met een normale efficiëntie funktioneert. Deze mogelijke oorzaken voor Complex-V inefficiëntie in M.E./CVS-mitochondrieën dient te worden onderzocht.

De verhoogde maximum respiratoire capaciteit, mitochondriale Complex-I aktiviteit en het proton-lek die we vonden in M.E./CVS-lymfoblasten zijn consistent met de hogere expressie van mitochondriale proteïnen die we in deze cellen zagen (beoordeeld via zowel semi-kwantitatieve ‘western blots’ en cel-proteomica. Consistent hiermee werd eerder gerapporteerd dat mitochondriale proteïnen ge-upreguleerd zijn in de M.E./CVS-proteomen van speeksel, lymfocyten en bloedplaatjes [zie hierboven], terwijl verhoogde translocase-aktiviteit [translocasen = transporter-proteïnen] naar de mitochondriale matrix ook werd gerapporteerd [Myhill S]. Alles tesamen suggereren onze resultaten een model waarbij het Complex-V defekt een proximale aktivator is van compenserende upregulering van de expressie van mitochondriale proteïnen.

De gestegen waarden van diverse mitochondriale proteïnen in M.E./CVS-cellen suggereren de mogelijkheid dat mitochondriale biogenese breder geaktiveerd is in deze cellen. We vonden echter dat de mitochondriale membraan ‘massa’ per cel (Mitotracker Green fluorescentie) en het ‘copy-number’ van het mitochondriaal genoom t.ov. het nucleair genoom ongewijzigd waren. Dienoveréénkomstig lijken M.E./CVS-mitochondrieën hogere concentraties van mitochondriale respiratoire proteïnen en katabole enzymen te hebben.

Eén van de belangrijkste ‘upstream’ regulatoren van mitochondriale proteïne expressie is TOR Complex I (TORC1 waarvan de katalytische subunit mTOR (‘mechanistic Target Of Rapamycin’) is. We vonden dat TORC1 aktiviteit gestegen is in M.E./CVS-cellen. Het is geweten dat de expressie van mitochondriale enzymen betrokken bij elektron-transport ge-upreguleerd wordt door TORC1 via selektieve aktivatie van translatie via inhiberende fosforylatie van het TORC1 ‘target’ 4E-BP1. Naast zijn werkingen op de translatie van nucleair-gecodeerde mitochondriale proteïnen, zorgt TORC1 voor upregulering van de expressie van transcriptie-factoren PGC-1α [‘peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1-α’; lid van een familie van transcriptie co-aktivatoren die een centrale rol speelt bij de regulering van het cellulair energie-metabolisme] […] & TFAM [mitochondriale transcriptie-factor A; aktivator van mtDNA-transcriptie] (translationeel), wat respectievelijk de transcriptie van nucleaire en mitochondriale genen coderend voor mitochondriale proteïnen induceert. Het meest opmerkelijk bij de mitochondriale proteïnen waarvan de translatie ge-upreguleerd wordt door TORC1 zijn de nucleair-gecodeerde subunits van Complexen I & V, de twee respiratoire complexen waarvan de expressie het meest evident verhoogd bleek in de cel-proteomen van M.E./CVS-lymfoblasten.

Mitochondriale enzymen betrokken bij de β-oxidatie van vetzuren behoren tot de vele proteïnen waarvan de expressie ge-upreguleerd wordt door PGC1α en dus indirect door TORC1. Vetzuur β-oxidatie levert acetyl-CoA aan de TCA-cyclus, net zoals de glycolyse, maar het levert meer ATP op. Thermodynamisch klinkt dit logisch, gezien de hogere reductie-toestand van vetzuur-ketens vergeleken met suiker-molekulen. M.E./CVS-cellen zouden hun metabolisme kunnen verschuiven ten voordele van vetzuur β-oxidatie omwille van een deficiëntie van de glycolyse [zie Armstrong CW et al. eerder] of pyruvaat-dehydrogenase die gedeeltelijk pyruvaat oxidieert en acetyl-CoA levert aan de TCA-cyclus [zie Fluge O et al. eerder]. Er werd ook gesuggereerd dat het metabolisme in M.E./CVS-cellen verschuift weg van de glycolyse ten voordele van het pentose-fosfaat pad [proces waarbij o.a. NADPH gegenereerd wordt] dat suikers in het cytosol kan oxideren om reducerende kracht te genereren die kan worden getransporteerd in de mitochondrieën om elektronen-transport aan te drijven [zie Germain A et al. eerder]. Onze resultaten ondersteunen het bestaan van een dergelijke verschuiving maar we vonden geen deficiëntie qua glycolyse-graad, glycolytische reserve of glycolytische capaciteit. Hoewel er rapporten zijn geweest omtrent verminderde mate van glycolyse in M.E./CVS-lymfocyten [zie Nguyen T et al. eerder], contrasteert dit met meldingen van anderen [zie Tomas C et al. (2017) eerder]. In plaats van gereduceerde glycolytische capaciteit die de verschuiving in het metabolisme aandrijft, suggereren onze resultaten dat de veranderingen kunnen worden aangedreven door verhoogd verbruik van alternatieven zoals de β-oxidatie van vetzuren. Er werd eerder gerapporteerd dat de mate van vetzuur-gebruik ongewijzigd was in gepermeabiliseerde M.E./CVS-lymfocyten [zie Tomas C et al. (2019) eerder]. Het permeabilisatie-proces (met verlies van cytoplasmatische cellulaire inhoud, bv. metabolieten) of de metabole quiescentie en hogere sterfte van M.E./CVS-lymfocyten kan echter de resultaten in die eerdere studie hebben verdoezeld. Het zou waardevol zijn om bij toekomstige experimenten de mate van vetzuur-verbruik in M.E./CVS- en controle-lymfoblasten te meten.

TORC1 is niet het enige cellulaire stress waarnemende proteïne dat expressie van proteïnen betrokken bij cellulair metabolisme en mitochondriale funktie reguleert. Het werkt in overleg met AMPK als onderdeel van een complex stress-‘voelend’ netwerk. AMPK wordt geaktiveerd door een waaier aan cellulaire stressoren inclusief ATP-insufficiëntie, verhoogde cytosol Ca²⁺-concentraties en oxidatieve stress. Als primaire ATP-sensor is AMPK betrokken bij mitochondriale ziekte en aktiveert meerdere katabole mechanismen die alternatieve oxideerbare substraten aan de mitochondrieën leveren – inclusief aminozuren en vetzuren. In M.E./CVS-cellen, met hun chronisch inefficiënte ATP-synthese, wordt verwacht dat AMPK chronisch geaktiveerd is en deelneemt aan de compenserende upregulering van de mitochondriale respiratoire capaciteit die we observeren. Ondanks lagere ‘steady-state’ ATP-waarden, was de AMPK-aktivatie toestand echter niet significant verschillend tussen gecultiveerde spiercellen van CVS-patiënten (Fukuda criteria) en gezonde controles [Brown AE et al. Abnormalities of AMPK activation and glucose uptake in cultured skeletal muscle cells from individuals with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS One (2015) 10: e0122982]. Toekomstig werk zou daarom de hypothese moet testen dat AMPK chronisch geaktiveerd is in M.E./CVS-lymfoblasten.

5. Besluiten

Onze resultaten tonen dat in M.E./CVS-lymfoblasten er een geïsoleerde Complex-V inefficiëntie is voor ATP-synthese in de laatste stap van de mitochondriale oxidatieve fosforylatie. Dit gaat gepaard met meerdere homeostatische compensaties, inclusief verhoogde respiratoire capaciteit, Complex-V expressie en capaciteit voor vetzuur β-oxidatie. Tesamen lijken deze compenserende veranderingen voldoende om te voldoen aan de normale noden van een aktief metabolisme ondanks de inefficiëntie van ATP-synthese door Complex-V. Zodoende bleken de ‘steady-state’ ATP-waarden en absolute ATP-synthese beiden bijna normaal in M.E./CVS-cellen. Dit kan er echter voor zorgen dat cellen minder in staat zijn te reageren op verdere acute toenames qua ATP-vereisten, omdat de betrokken signalisering en metabole mechanismen al chronisch ge-upreguleerd zijn. Er werd gerapporteerd dat AMPK-aktiviteit in gecultiveerde spiercellen van CVS-patiënten (Fukuda criteria) niet reageren op door elektrische puls geïnduceerde contractie in vitro, maar niet omdat AMPK zelf niet responsief is voor aktivatie door een inhibitor van mitochondriaal Complex-I (metformine) of een directe AMPK-activator (‘compound 991’) [Brown AE et al. Pharmacological activation of AMPK and glucose uptake in cultured human skeletal muscle cells from patients with ME/CFS. Biosci Rep (2018) 38]. De auteurs suggereerden dat het feit dat CVS-cellen niet reageren op bijkomende energie-vereisten elders ligt. Een mogelijkheid is de reeds gestegen TORC1-aktiviteit, aangezien TORC1 een inhibitor is van de upstream mechanismen die AMPK aktiveren. In elk geval kan deze ‘cellulaire chronische vermoeidheid’ bijdragen tot de onverklaarde vermoeidheid die wordt ervaren door M.E./CVS-patiënten, zoals wordt gesuggereerd door het feit dat alle door ons geobserveerde mitochondriale abnormaliteiten gecorreleerd waren met de ernst van de symptomen (gemeten via de ‘Weighted Standing Time’). Deze correlaties verifiëren ook dat de mitochondriale abnormaliteiten die we hebben gevonden klinisch relevant zijn voor de onderliggende cytopathologische mechanismen en kunnen dienen als biomerkers voor de ziekte.

Retrovirussen zijn RNA-virussen die bij alle gewervelde dieren worden gevonden. Een retrovirus reproduceert/copieert zijn RNA naar DNA door ‘reverse (omgekeerde) transcriptie’, wat dan wordt geïntegreerd in het genoom van een gastheer zodat het kan worden overgeschreven in virussen. Veel retrovirale sequenties blijven permanent geïntegreerd in het menselijk genoom als humane endogene retrovirussen of HERVs. Het menselijk genoom (alle genomen) bevatten ook retrovirus-achtige retrotransposons, mobiele elementen die zich vermenigvuldigen door RNA-copieën te maken die via ‘reverse’ transcriptie in DNA geïntegreerd worden op nieuwe plaatsen in het genoom. Het voornaamste verschil tussen een retrovirus en een retrotransposon is dat het laatste geen enveloppe (omhulsel) heeft. De meeste HERVs en retrotransposons zijn defekt (er ontbreken één of meerdere gen-funkties) maar kunnen zich niettemin vermenigvuldigen en ‘bewegen’ m.b.v. andere elementen of infekterende virussen.

Prof. Brigitte Huber van de ‘Tufts University School of Medicine’ – de persoon die aantoonde dat XMRV bij M.E.(cvs) niet bestaat en het als een contaminant bestempelt) – presenteerde op de ‘Invest in ME’ conferentie in London (2010) bewijsmateriaal dat suggereerde dat een geaktiveerd aloud retrovirus dat in het menselijk genoom is ingebed (HERV-K18), aktief zou kunnen zijn bij M.E.(cvs). In een later artikel (2013) waarvan ze mede-auteur is (zie Oakes B et al. in onderstaande tekst) kon niet worden aangetoond dat er een verschil is qua HERV-K18 enveloppe (proteïne-omhulsel) transcripten tussen M.E.(cvs) en controles, en dat die ook niet werden gereaktiveerd door humaan herpes-virus 6 of 7. Het bleef dan lange tijd stil rond deze kwestie…

Een nieuwe studie gepubliceerd met Luis Nacul (‘Associate Professor, Faculty of Infectious and Tropical Diseases’ van de ‘London School of Hygiene & Tropical Medicine’) als co-auteur, steunend op een ‘bredere’ techniek en uitgevoerd op materiaal van de Britse ‘M.E./CVS Biobank’ (UKMEB), toont aan dat er een over-expressie is van een bepaalde famile (HERV-K) maar enkel bij de matig zieke individuen. De studie werd mede gefinancierd door de amerikaanse ‘National Institutes of Health’ (NIH).

————————-

BioRxiv [“bio-archive” – gratis online archief voor ongepubliceerde pre-prints (vóór peer-review en formele publicatie)] (juli 2019)

HERV-K and HERV-W transcriptional activity in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Lucas S Rodrigues (1), Luiz H da Silva Nali (1,2), Cibele O D Leal (1), Ester C Sabino (1,3), Eliana M Lacerda (4), Caroline C Kingdon (4), Luis Nacul (4), Camila M Romano (1,5)

1 Instituto de Medicina Tropical de Sao Paulo, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil

2 Universidade Santo Amaro, Pos-Graduacao em Ciencias da Saude

3 Departamento de Molestias Infecciosas e Parasitarias, Faculdade de Medicina da Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil

4 Department of Clinical Research, Faculty of Infectious and Tropical Diseases, London School of Hygiene and Tropical Medicine, London, United Kingdom

5 Hospital das Clinicas HCFMUSP (LIM52), Faculdade de Medicina, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een invaliderende chronische ziekte die de levenskwaliteit dramatisch compromitteert. De M.E./CVS-pathogenese is multifactorieel en er wordt gedacht dat immunologische, metabole en omgeving-factoren een rol spelen. Er is goede documentering van een verhoogde aktiviteit van humane endogene retrovirussen (HERVs) van verschillende families bij auto-immune en neurologische ziekten, wat er voor zorgt dat deze elementen goede kandidaten voor biomerkers of zelfs triggers voor dergelijke ziekten zijn. Hier werden de expressie van endogene retrovirussen K en W (HERV-K & HERV-W) bepaald in het bloed van matig en ernstig zieke M.E./CVS-patiënten. voor HERV-K was er over-expressie enkel bij de matig zieke individuen en HERV-W vertoonde geen verschil. Dit is de eerste melding omtrent differentiële expressie van HERV-K bij matige M.E./CVS.

Inleiding

[…] De pathofysiologie van M.E./CVS wordt nog niet begrepen en er is geen diagnostische biomerker beschikbaar. Er is nog controverse over de etiologie maar er is echter brede acceptatie dat meerdere immunologische veranderingen aanwezig zijn bij M.E./CVS-patiënten. Daarnaast is er steeds meer bewijs voor een associatie van M.E./CVS met virale infekties en veel patiënten melden dat hun symptomen begonnen tijdens of net na een griep-achtige ziekte [Rasa S et al. Chronic viral infections in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). J Transl Med. (2018) 16: 268]. Daarna zou een ongewone auto-immune respons tegen de infektie verantwoordelijk zijn voor de bestendiging van de M.E./CVS-symptomen. Tenslotte wordt de deelname van virussen ondersteund door het bewijs van klinisch nut van valganciclovir [antiviraal medicijn; synthetisch analoog van 2′-deoxy-guanosine, wordt ingebouwd in viraal DNA waardoor dit niet meer kan worden overgeschreven] voor patiënten. Jammer genoeg belemmert de afwezigheid van studies bij grote groepen die de bijdrage van infektueuze agentia aan de M.E./CVS-pathogenese op molekulair niveau onderzoeken ons begrip van deze ziekte.

Humane Endogene Retrovirussen (HERVs) komen voort uit exogene retrovirale infekties, die optraden vroeg in de evolutie van gewervelden. Door aktieve replicatie- en transpositie-gebeurtenissen, worden HERVs uitgebreid verspreid over het gastheer-genoom en vormen ze ca. 8% van het menselijke genoom. Omwille van geaccumuleerde mutaties doorheen de evolutie van primaten en mensen, zijn de meeste HERVs niet-funktioneel, maar er blijven intacte ‘open-reading frames’ [delen van het RNA ‘lees-raam’ die kunnen worden vertaald; ORF = een doorlopende reeks codons beginnend met een start- en eindigend met een stop-codon] van enkele HERVs bestaan en deze kunnen gereaktiveerd worden in respons op systemische en omgeving-factoren (zoals hormonen, stress en infektie door exogene virussen, inclusief bijna alle menselijke herpes-virussen, HIV en andere). Gezien hun potentiële pathogene effekten (inclusief ‘molecular mimicry’ [‘mimic’ = imiteren of nabootsen; een deel van een bepaald proteïne (peptide) gelijkt sterk op een deel van een totaal verschillend proteïne; speelt een rol bij auto-immuniteit] en immune ontregeling), wordt dikwijls gepostuleerd dat HERVs mogelijke oorzaken zijn van auto-immune ziekten. Onder de meer dan 30 families, zijn het de K & W families die het meest recent geïntegreerd werden, die meest aktief zijn en frequent geassocieerd werden met neurologische en auto-immune ziekten zoals Multipele Sclerose, diabetes mellitus, S.L.E., A.L.S. en Reumatoïde Artritis.

Naar ons weten zijn er slechts twee studies die de participatie van endogene retrovirussen in M.E./CVS hebben onderzocht; dit met tegenstrijdige resultaten. Gezien de uitgebreid beschreven gewijzigde patronen van HERVs bij meerdere ziekten en het gebrek aan kennis omtrent hun expressie bij M.E./CVS, onderzochten we de expressie van de HERVs K & W bij patiënten met een diagnose van M.E./CVS.

Methodes

Deelnemers

We gebruikten PBMC-stalen van 100 patiënten met de diagnose van M.E./CVS opgeslagen in de ‘UK M.E./CVS Biobank’ (UKMEB) aan de ‘London School of Hygiene and Tropical Medicine’. […]. Er werden 75 stalen gevraagd van deelnemers met een diagnose van matige vermoeidheid (M.E./CVSm) en 25 van deelnemers met ernstige vermoeidheid (M.E./CVS). Er werden ook stalen van 70 gezonde controles (ook geleverd door de UKMEB) opgenomen. […].

RNA-extractie & ‘real-time’ PCR

[…]

[…] De HERV-aktiviteit werd kwalitatief (aan-/afwezigheid) en kwantitatief (mate van expressie) geëvalueerd. Als positieve controle gebruikten we een plasmide dat zowel HERV-W enveloppe en HERV-K polymerase fragmenten corresponderend met het gebied tussen de primers. […] De stalen werden enkel positief voor HERVs beschouwd en onderworpen aan de analyses als de expressie van de endogene controle ook werd gedetekteerd.

Resultaten

[…] Zoals verwacht waren er 4 maal meer vrouwen dan mannen [bij de patiënten]. Daarom pastten we de controle-groep aan zodat deze dezelfde gender-prevalentie had.

[Kwalitatief] De expressie van HERV-K & -W werd geëvalueerd bij M.E./CVS-patiënten en gezonde controles; en er werd enig niveau van expressie van HERV-W gedetekteerd bij alle patiënten met ernstige vermoeidheid [100%] en bij 72/75 M.E./CVSm (96%). HERV-K werd ook gedetekteerd bij alle ernstige gevallen [100%] maar bij 65/75 van de matige gevallen (86,6%). De gezonde controle-groep was zeer gelijkend met de matige groep: 68/70 (97%) en 60/70 (85,7%) met expressie van HERV-W & HERV-K respectievelijk. Slechts één patient met matige vermoeidheid en één controle-individu vertoonden helemaal geen HERV-aktiviteit. Er werd geen verband gezien betreffende HERV-detektie en ziekteduur.

Betreffende de mate van expressie (kwantitatieve analyse), onthulden ‘real-time’ resultaten dat HERV-W geen significante verschillen vertoonde wanneer de gezonde controles (HCs) of de twee M.E./CVS-groepen met elkaar werden vergeleken: M.E./CVSs vs. HCs (p = 0.89), M.E./CVSm vs. HCs (p = 0.77), M.E./CVSs vs. M.E./CVSm (p = 0.95), alle M.E./CVS-patiënten vs. HCs (p = 0.78).

Anderzijds was er een significant verschil voor HERV-K expressie tussen de M.E./CVSm-groep en de HCs (p = 0.050). HERV-K aktiviteit was niet verschillend tussen de M.E./CVS-groepen: M.E./CVSs vs. M.E./CVSm (p = 0.12), M.E./CVS vs. HCs (p = 0.17). M.E./CVSs vs. HCs (p = 0.97).

Bespreking

De meest erkende en veel-gebruikte definities (Fukuda & Canadese Consensus criteria) zijn gebaseerd op zelf-gerapporteerde symptomen. Studies aangaande energie-metabolisme, oxidatieve stress en immunologische wijzigingen bij M.E./CVS hebben een onevenwicht in al deze mechanismen aangetoond, maar het gebruik van dergelijke informatie voor diagnostische doeleinden is nog geen realiteit.

Hier werden HERV-K & -W transcripten gedetekteerd in alle onderzochte groepen, en we vonden dat HERV-K over-expressie vertoonde bij matige M.E./CVS. Het is mogelijk dat de immunologische, genetische expressie en metabole veranderingen verschillen naargelang de ernst van de ziekte.

De interaktie tussen endogene retrovirussen en het immuunsysteem is complex. ERVs maken deel uit van het gastheer-genoom en in theorie worden ze verondersteld te worden herkend als zelf-antigenen, en er zou een immuun-tolerantie moeten gevestigd zijn tijdens de vroege stadia van de ontwikkeling van het organisme. HERV-produkten kunnen echter interageren met componenten van het aangeboren immuunsysteem, leidend tot de aktivatie van pro-inflammatoire mechanismen of, in sommige bijzondere gevallen, hun suppressie. Bv. het syncytin-2 proteïne [van belang bij de ontwikkeling van de placenta] is een produkt van het ERV-FRD [endogeen retrovirus groep FRD] Enveloppe gen dat een immunosuppressieve rol speelt bij het voorkomen van de maternale immuun-respons tegen de foetus. In een ander scenario werd aangetoond, gebruikmakend van een psoriasis-model, dat een pro-inflammatoir milieu in staat kan zijn de expressie van repetitieve elementen, inclusief HERVs, te onderdrukken. Het zou redelijk zijn om te suggereren dat de immunologische intensifiëring die wordt gezien bij ernstiger M.E./CVS werkt via het verstillen van de HERV trans-aktivatie [gen-expressie getriggered door biologische of kunstmatige processen, via de expressie van een intermediair trans-aktivator proteïne] die optreedt bij matige gevallen. Dergelijke trans-aktivatie zou veroorzaakt kunnen worden door exogene virale replicatie of een ander nog niet gekende factor. Overéénkomstig hiermee vonden Montoya en z’n collega’s (2017) een cytokine-signatuur voor de ernst bij mensen met M.E./CVS. Ze toonden aan dat van de 17 cytokinen die met ernst gerelateerd zijn, er 13 pro-inflammatoir zijn en die (naast het verslechteren van de symptomen) de terugval van de HERV-K aktiviteit, naar waarden gelijkaardig aan deze die worden gezien bij gezonde individuen, kunnen veroorzaken. Het kan evenzo gebeuren met HERV-W, waarvan – ondanks het feit dat er geen significante waarden werden gevonden – er een lichte daling was bij mensen die ernstige M.E./CVS hadden, vergeleken met degene die matig waren aangetast.

Infektie wordt dikwijls beschouwd als een trigger voor M.E./CVS. Veel patiënten melden dat de vermoeidheid begon tijdens of kort na een een infektueuze ziekte. Een aantal pathogenen, inclusief virussen, werden geassocieerd met deze ziekte [zie Rasa S et al. hierboven]. En, omwille van de levenslange persistentie en breed cel-tropisme, werd de herpes-virus familie (bijzonderlijk HHV-6) door velen beschouwd als een mogelijke trigger voor M.E./CVS, zelfs al bleek een dergelijk verband niet consistent [Oakes B, Komaroff AL et al. Human Endogenous Retrovirus-K18 Superantigen Expression and Human Herpesvirus-6 and Human Herpesvirus-7 Viral Loads in Chronic Fatigue Patients. Clin Infect Dis. (2013) 56: 1394-1400]. Interessant: HHV-6 is net zoals andere herpes-virussen, ook in staat om HERVs te trans-aktiveren, bijzonderlijk HERV-K. Een dergelijke trans-aktivatie kan direct (door LTR-aktivatie door virale produkten [een ‘long terminal repeat’, lange DNA-sequentie dat een gen aan beide zijden flankeert; zorgt er voor dat het gen in het genoom wordt opgenomen; bij retrovirussen zorgt voor de integratie van het pro-virus (virus-DNA dat in het genoom van de gastheer is opgenomen)] of indirect (via transcriptionele binding-factoren en cytokinen geproduceerd bij virale replicatie) gebeuren. Het is mogelijk dat naar mate de ziekte vordert, wat ook de exogene infektie was die als triggerende factor kon optreden, deze gecontroleerd raakt, en bijgevolg, de trans-aktivatie van HERVs vermindert. Jammer genoeg hebben we geen serologische of molekulaire testen voor exogene virussen uitgevoerd.

Er werden eerder twee rapporten over HERV-aktiviteit bij M.E./CVS gepubliceerd maar de resultaten waren tegenstrijdig. In 2013 vonden een team rond Prof. Komaroff [Oakes et al.; zie hierboven] geen verschil qua expressie van HERV-K18 enveloppe bij mensen met M.E./CVS vergeleken met gezonde controles. In hetzelfde jaar vonden een research-team rond een commercieel privé lab d.m.v. immunohistochemische methodes, immunoreaktiviteit [antilichamen; dus niet de sequenties zelf] tegen HERV-proteïnen (HERV-K, HERV-18, HERV-R & HERV-FRD) in dendritische cellen van de twaalfvingerige darm van individuen met de diagnose van het syndroom, suggestief voor het feit dat veranderingen qua expressie-patroon van endogene retrovirussen kunnen optreden bij M.E./CVS. De verschillen tussen de resultaten van Oakes et al. en de onze kunnen te wijten zijn aan de gebruikte methodes om HERV-K te detekteren. Hoewel het huidig werk gebruikt maakte van generische primers voor HERV-K (die de detektie van honderden elementen van de meeste sub-families toelaat), zocht het team van Oakes enkel naar transcripten van de HERV-K 18 enveloppe, met een methode specifiek voor dit bepaald element, waarbij alle resterende pro-virussen van de K-familie werden genegeerd. Aan de andere kant waren wij niet in staat na te gaan welke K-familie pro-virussen betrokken zijn bij de geobserveerde differentiële expressie.

De molekulaire methode die hier werd gebruikt om HERV-W te detekteren, was ook generisch en werd alom gebruikt in meerdere studies die differentiële expressie van dit element vonden bij pathologische aandoeningen, waaronder in het bloed, de hersenen en het cerebrospinaal vocht van patiënten met Multipele Sclerose (M.S.). Daarom, ondanks de gelijkenissen van een aantal symptomen en de sterke immunologische component van M.E./CVS en M.S., zijn de mechanismen verantwoordelijk voor HERV-reaktivatie bij die ziekten waarschijnlijk verschillend.

Tot besluit: dit is het eerste rapport dat verhoogde expressie van een endogeen retrovirus aantoont in het bloed van individuen met matige M.E./CVS. Hoewel de verhoogde expressie van deze retro-elementen niet direct geassocieerd is met de M.E./CVS-pathogeniteit, kan de observatie van dit fenomeen niet worden genegeerd.

————————-

In een ‘review-artikel’ (‘Epigenetic Components of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome Uncover Potential Transposable Element Activation’ in Clinical Therapeutics; 2019) vonden Spaanse en Amerikaanse onderzoekers via een zoektocht in de literatuur met betrekking tot de epigenitica bij M.E.(cvs) bepaalde verbanden tussen ‘transposable elements’ (TEs) en epigenetische kenmerken. Ze bedachten een model met betrekking tot transcriptionele inductie van endogene ‘slapende’ transposons en gestruktureerde cellulaire RNA interakties, die de aktivatie van het aangeboren immuunsysteem triggeren zonder bijbehorende aktieve infektie.

Als voorbeelden voor het feit dat TE-aktiviteit een rol speelt bij belangrijke biologische funkties vermelden ze: HERV-H bij de handhaving en differentiatie van stamcel-pluripotentie, HERV-W & HERV-FRD enveloppe proteïnen bij immuun-tolerantie van de foetus, HERV-K gecodeerd Rec proteïne voor de bescherming van het embryo tegen virale infekties, enz.

Ze verwijzen ook naar studies die toonden dat uitdagingen zoals infekties, stress en veroudering TE-transcriptie aktiveren door het destabiliseren van epigenetische merktekens met mogelijks pathogene gevolgen. Het is dus plausibel dat afwijkende TE-aktivatie de kern is van de molekulaire mechanismen betrokken bij M.E.(cvs). Dit dient verder te worden onderzocht.

Lange tijd werd de naam Myalgische Encefalomyelitis of zelfs Encefalopathie voor de ziekte afgewezen daar er geen sprake zou zijn van ontsteking of inflammatie. Ondertussen wordt door de meeste onderzoekers en klinici toch al M.E./CVS gebruikt. Wat daar dan wordt mee bedoeld is natuurlijk afhankelijk van de gehanteerde definitie. Maar M.E. raakt dus ingeburgerd. Hieronder wordt de aandoening omschreven als één waar de onderliggende neuro-inflammatie kan verergerd en bestendigd worden door milieu-stressoren. Deze onderzoekers – verbonden aan de Amerikaanse ‘Centres for Disease Control and Prevention’ (CDC) – leggen uit hoe neuro-inflammatie ook kan voorkomen zonder dat een cerebrale pathologie/ degeneratie/ schade aanwezig is. M.E.(cvs) wordt hier voorgesteld als een chronische aandoening “zonder een onderliggende oorzaak of begeleidende neuropathologie”. Een belangrijk deel van de wetenschappelijke literatuur is hen blijkbaar toch ontgaan want er is al bewijsmateriaal voor neuro-inflammatie. Hun uitleg lijkt ons dus niet altijd strokend met de stand van zaken qua wetenschappelijk bewijs maar hoe dan ook is ’t naar ons weten de eerste keer dat vanuit het CDC er in de context van M.E.(cvs) wordt naar verwezen. Een ommekeer? Er lijkt nog een lange weg te gaan als men leest dat er “weinig bewijs” is “dat duidt op therapeutische doelwitten/mechanismen” en dat “preventie de beste strategie” zou zijn…

————————-

Metabolism Vol 100, Supplement (November 2019)

Neuroinflammation disorders exacerbated by environmental stressors

James P. O’Callaghan & Diane B. Miller

Centres for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health, Morgantown, WV 26505, United States of America

[Prof. O’Callaghan is hoofd van het Molekulair Neurotoxicologisch Lab van de West Virginia Universiteit & CDC consultant; mede-auteur van ‘A Logic Model of Neuronal-Glial Interaction Suggests Altered Homeostatic Regulation in the Perpetuation of Neuroinflammation’ (Front Cell Neurosci. 2018) – Prof. Miller was (R.I.P. 2017) hoofd van het ‘Chronic Stress & Neurotoxicology Lab’ van het ‘National Institute for Occupational Safety and Health’]

Samenvatting

Neuro-inflammatie is een aandoening die wordt gekenmerkt door de uitwerking van pro-inflammatoire mediatoren in het centraal zenuwstelsel [CZS]. Neuro-inflammatie dook op als een dominant thema in de hedendaagse neurowetenschap omwille van z’n verband met neurodegeneratieve ziekte-toestanden zoals Alzheimer’s, Parkinson’s & Huntington’s. Hoewel neuro-inflammatie dikwijls geassocieerd bleek met schade aan het CZS, kan het ook voorkomen in afwezigheid van neurodegeneratie, bv. in associatie met systemische infektie. De ‘acute fase’ inflammatoire respons op weefsel-schade of infekties zet door neuro-inflammatie aangestuurd ‘ziekte-gedrag’ [lees hierover meer op onze pagina’s via de zoektermen ‘’ziekte-gedrag’ & glia] in gang, d.i. een constellatie van symptomen gekenmerkt door verlies van eetlust, koorts, spierpijn, vermoeidheid en cognitieve problemen. Ziekte-gedrag gaat typisch gepaard met een inflammatoire respons die snel oplost en dient om het lichaam te laten herstellen tot homeostase. Terugkerende en soms chronische ziekte-gedrag aandoeningen kunnen echter voorkomen zonder een onderliggende oorzaak of begeleidende neuropathologie. Hier herbekijken we Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS), Golf Oorlog Ziekte (GWI) & ‘chemo-brein’ als voorbeelden voor dergelijke aandoeningen, en stellen voor dat ze verergerd en misschien geïnitieerd kunnen worden door een waaier aan omgeving-stressoren. Diverse omgeving-stressoren kunnen de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as ontwrichten en bijdragen tot de mate en duur van een reeks door neuro-inflammatie gedreven ziekten.

1. Inleiding

Research op het vlak van de psychoneuro-immunologie toont dat neuro-immune ontregeling diepgaande effekten heeft op neuronale funktie en gedrag. Een breed spectrum symptomen zoals lethargie, anorexie, aandacht-stoornissen en slaap-ontregeling, vormen de basis voor voorbijgaand ziekte-gedrag. Chronische mentale gezondheid kwesties, zoals majeure depressie of cognitieve dysfunktie, kunnen ook afwijkingen wat betreft neuro-immune signalisering inhouden. Op molekulair en cellulair niveau zijn deze symptomen het gevolg van gewijzigde funktie van immuun-cellen in de periferie en het brein die leidt tot upregulering van pro-inflammatoire mediatoren. Dienoveréénkomstig worden gedragsmatige responsen beïnvloed door de grootte-orde en de duur van de expressie van pro-inflammatoire mediatoren in het brein, waar naar algemeen wordt gerefereerd als neuro-inflammatie. Fysiologische neuro-inflammatie (bv. ten gevolge systemische infektie) verdwijnt typisch met verloop van tijd en de homeostase wordt hersteld; persistente ontregeling is echter geassocieerd met chronische of terugkerende gedragsmatige effekten die ten grondslag liggen aan een reeks neurologische ziekten.

2. Het continuüm van neuro-inflammatoire responsen: van acute fase letsel tot neurodegeneratie

Voorbijgaande, door aangeboren immuniteit gemedieerde inflammatie in de periferie (de acute fase respons), te wijten aan mild trauma/ infektie van een wonde, leidt tot neuro-inflammatie die zich manifesteert als ziekte-gedrag. Deze respons is een positief aspect van neuro-inflammatie omdat het weefsel-hermodelering toelaat op de plaats van het letsel en een vertraging van het globaal gedrag, wat energie-behoud en herstel toelaat. Aan het ander eind van het neuro-inflammatie continuüm is er een link van neuro-inflammatoire responsen met neurodegeneratie. Dienoveréénkomstig zit de wetenschappelijke en populaire literatuur vol voorbeelden van een verband van neuro-inflammatie met neurodegeneratieve aandoeningen, zoals Alzheimer’s, Parkinson’s, Huntington’s & Multipele Sclerose. Er zijn echter andere neuro-inflammatoire aandoeningen die kunnen optreden zonder bewijs voor onderliggende neurodegeneratie. Bijvoorbeeld: chronisch ziekte-gedrag aandoeningen lijken in het midden van het neuro-inflammatoir continuüm te liggen, waar neuro-inflammatie persisteert maar zonder een begeleidende neuropathologische onderbouwing. Zoals we hieronder opmerken, hebben dergelijke ziekte-gedrag aandoeningen relatief weinig aandacht gekregen in vergelijking met deze die geassocieerd zijn met neuropathologische ziekten. Onze focus hier zal zijn: het in het voetlicht stellen van voorbeelden van neuro-inflammatoire aandoeningen die zich manifesteren als ziekte-gedrag en suggereren dat milieu-stressoren kunnen bijdragen tot de etiologie van deze aandoeningen.

3. Wat is een omgeving-stressor?

Klassiek vertegenwoordigen stressoren factoren die homeostase veranderen en een verschuiving van het organisme ter herstel van de homeostase voortbrengen. Fysiologisch kunnen deze stressoren deze vormen aannemen: hitte, koude, inspanning, enz. Breder bekeken kunnen agentia en omstandigheden in iemand’s persoonlijk milieu, zoals chemische stoffen (inclusief farmaceutica), infektueuze agentia, ontregelingen van het circadiaans ritme, lawaai en luchtvervuiling, alsook psychologische en sociale stressoren, echter samenkomen om de stressor-omgeving te vormen. Alleen of in combinatie kunnen deze stressoren een impact hebben op de neuro-immune/ neuro-inflammatoire as door werkingen in de periferie, een directe werking op het CZS of door interakties met de HPA-as. Deze effekten kunnen zich, op hun beurt, zelf manifesteren als neuro-inflammatie met de begeleidende symptomen (lethargie, anhedonie, anorexie, depressie & cognitieve dysfunktie), d.i. de constellatie van veel van de kenmerken of van veel van de kenmerken van ‘ziekte-gedrag.

Naast leeftijd en geslacht, dienen stressoren (psychologische & fysiologische) als omgeving-factoren dien kunnen bijdragen tot neurodegeneratieve ziekten en geassocieerde neuro-inflammatie. Er zijn echter weinig gegevens die een rol voor milieu-stressoren bij neuro-inflammatoire aandoeningen, die geen neurodegeneratieve component hebben, te documenteren. Psychologische stress en geassocieerde neuro-inflammatie kan de vatbaarheid voor majeure depressie (MDD) verhogen en MDD blijft één van de enkele erkende langdurige neurologische aandoeningen geassocieerd met pro-inflammatoire mediatoren in afwezigheid van neurodegeneratie. Bewijs voor een rol van neuro-inflammatie en stressoren is echter te voorschijn aan het komen voor andere chronische neurologische aandoeningen.

4. De mogelijkheid van chronische niet-neurodegeneratieve ziekte-gedrag aandoeningen

Een neuro-immune/ neuro-inflammatoire respons op infektie (dikwijls gemodeleerd met bakteriële endotoxinen bij research) vertegenwoordigt wellicht het breedst erkende en fysiologisch adaptief mechanisme dat ziekte-gedrag veroorzaakt. Deze aandoening is voorbijgaand en neemt af met de infektie maar verscheidene componenten van ziekte-gedrag en de onderliggende neuro-inflammatie kan verergerd en bestendigd worden door milieu-stressoren. Onder deze omstandigheden wordt neuro-inflammatie geïnitieerd door een inflammagen [molekule die inflammatie uitlokt], zoals endotoxinen, en houdt aan door de voortgezette aktivatie van de HPA-as door verscheidene stressoren. Sommige van de aandoeningen waarbij deze ontregelde neuro-immune respons betrokken kunnen zijn, omvatten: Chronische Vermoeidheid Syndroom, Golf Oorlog Ziekte en ‘Chemo-brein’. Gegevens over deze aandoeningen, met overlappende symptomen die de onderliggende neurodegeneratie niet weerspiegelen, zullen worden bekeken om mogelijke directe en indirecte initiatie van neuro-inflammatie te verkennen en te illustreren, en hoe milieu-stressoren de HPA-as ‘kidnappen’ om een chronische niet-degeneratieve neurologische aandoening te creëeren.

5. Nabootsing van fysiologische stressoren in het laboratorium met het knaagdier stress-hormoon corticosteron: verslechtering, niet inhibitie van neuro-inflammatoire aandoeningen

Behandeling met het klassiek anti-inflammatoir stress-hormoon, cortisol (CORT) (corticosteron bij knaagdieren), kan neuro-inflammatie en neuro-inflammatoire signalisering – veroorzaakt door blootstelling aan neurotoxinen, het bakterieel endotoxine LPS of het virus-nabootsend polyinosine-polycytidine zuur (PIC), een synthetisch dsRNA – onderdrukken. Paradoxaal is dat de literatuur van dieren-experimenten toont dat voorafgaande behandeling met CORT de neuro-inflammatoire respons op neurotoxische stoffen, organofosfaat acetylcholinesterase-inhibitoren en LPS kan versterken i.p.v. van te onderdrukken. Deze resultaten suggereren dat glucocorticoïden de respons op een neuro-inflammagen ofwel kunnen verbeteren of potentiëren, afhankelijke van het feit of de behandeling gebeurt vóór of na een inflammatoire blootstelling. Verder suggereren ze dat milieu-stressoren die de HPA-as aktiveren neuro-inflammatoire aandoeningen kunnen versterken. Deze observaties zijn reeds toepasbaar op de menselijke toestand. Bijvoorbeeld: terugkerende fysiologische stressoren die CORT doen stijgen, kunnen leiden tot versterkt ziekte-gedrag te wijten aan bakterieel endotoxine of virale inflammagenen. Pesticide-sproeiers of het publiek in ‘t algemeen blootgesteld aan organofosfaten voor de bestrijding van Zika [virus-ziekte] (door het elimineren van de overdragende mug), kunnen een versterkte of langdurige neuro-inflammatie/ ziekte-gedrag ondervinden als ze aan een voorafgaande stressor werden blootgesteld. De chronische multi-symptoom aandoening met kenmerken van ziekte-gedrag die bekend staat als Golf Oorlog Ziekte kan een ander voorbeeld zijn van een stressor-versterkt pro-inflammatoir effekt van blootstelling aan insecticide, in dit geval te wijten aan blootstelling in het kader van de 1991 Golf Oorlog. Ten slotte kan de steeds algemener wordende erkenning dat kanker-chemotherapie kan resulteren in cognitieve deficieten met ziekte-gedrag symptomen, wellicht een onderliggende neuro-inflammatoire respons vertegenwoordigen, één die geïnitieerd wordt door of minstens versterkt door de immunosuppressieve werkingen van de therapie.

6. Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS)

Volgens de ‘Centres for Disease Control and Prevention’ en rapporten van de ‘National Academy of Medicine’, treft M.E./CVS meer dan 2,5 miljoen Amerikanen. Omwille van de moeilijkheid bij het stellen van de diagnose van deze aandoening, hebben wellicht een extra miljoen of meer de aandoening. M.E./CVS wordt gekenmerkt door vermoeidheid die 6 maanden of langer aanhoudt in afwezigheid van ziekten of andere bijdragende factoren die de aandoening kunnen verklaren. De huidige definitie voor M.E./CVS omvat een uitbreiding van de criteria van Fukuda: met een minimum van 4 van 8 symptomen, inclusief geheugen-stoornissen, pijn, hoofdpijn en verstoorde slaap. De pathofysiologische basis van M.E./CVS blijft onbekend maar de etiologie werd toegeschreven aan een aantal factoren, inclusief blootstelling aan chemische en infektueuze agentia. Zoals bij andere ‘ziekte-gedrag’ aandoeningen, wordt gedacht dat neuro-inflammatoire mediatoren ten grondslag liggen.

Vooruitgang bij het begrijpen van de CVS-pathogenese heeft geleid tot de opheldering van patronen van CVS-biomerker expressie, wat de eerste aanwijzingen voor een molekulaire signatuur voor de aandoening opleverde, inclusief factoren geassocieerd met inflammatie, aktivatie van het immuunsysteem, autonome dysfunktie, neuro-endocriene problemen en gewijzigde funktie in de HPA-as. Verdere diepgaande systeem-biologische analyse heeft meerdere cytokinen (bv. IL-1a, IL-6 & IL-8) geïdentificeerd die kunnen funktioneren als biomerkers van M.E./CVS en een indicatie kunnen geven van de duur en ernst van de ziekte [Russell L, Broderick G et al. Illness progression in Chronic Fatigue Syndrome: a shifting immune baseline. BMC Immunol (2016) 17: 1-11]. Het gebruik van deze biomerkers zal een opportuniteit bieden om de mogelijke blootstellingen/triggers die resulteren in CVS te begrijpen en om doeltreffende behandelingen te ontwikkelen.

Stressoren, zowel psychologische (bv. emotioneel trauma) en fysiologische (bv. inspanning) bleken betrokken als bijdragende factor voor het begin, de ernst en duur van de symptomen van M.E./CVS. Stressor en M.E./CVS-symptomen warden gelinkt aan een toename qua waarden van het stress-hormoon cortisol in het speeksel, ’s avonds afgenomen, alsook verhoogde pro-inflammatoire cytokinen in het serum. Deze bevindingen ondersteunen een rol voor HPA-as dysfunktie waarvan is geweten dat die ook geassocieerd is met depressie en verhoogde inflammatie. Hoewel nog niet oorzakelijk gelinkt, zijn deze globale verbanden van stressor/neuro-immune effekten met de ernst van M.E./CVS consistent met een chronische neuro-inflammatoire aandoening die optreedt in afwezigheid van CZS-pathologie. Suggesties over een betrokkenheid van de hippocampus bij M.E./CVS [Saury J-M. The role of the hippocampus in the pathogenesis of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). Medical Hypothesis (2016) 86: 30-8] waar een ‘allostatic overload’ [overbelasting van regelsystemen zoals de HPA-as en het sympathisch zenuwstelsel; veroorzaakt een afname van de soepelheid van de adaptatie] homeostatische aansturingen ontwricht op een manier dat hippocampus neurocognitieve stoornissen resulteren in een wisselende homeostatische toestand [Craddock TJA, Klimas NG, Broderick G et al. A role for homeostatic drive in the perpetuation of complex chronic illness: Gulf War Illness and Chronic Fatigue Syndrome. PloS One (2014) 9: e84838], leveren de basis voor het integreren van veel van de symptomen van M.E./CVS via de hippocampus en andere hogere centra van het CZS.

7. Golf Oorlog Ziekte

[…]

8. ‘Chemo-brein’

Cognitieve verstoring volgend op chemotherapie […]

9. Mogelijke therapeutica ter behandeling van chronische ziekte-gedrag aandoeningen

Zoals kan worden opgemerkt op basis van de beschrijvingen van M.E./CVS, GWI en ‘chemo-brein’, zijn dit op symptomen gebaseerde aandoeningen. Als dusdanig blijven de etiologie en pathofysiologie van deze ziekten onbekend. Verder dan een sterke link met verstoorde neuro-immune signalisering, en een verslechtering door milieu-stressoren, bestaat er weinig bewijs dat duidt op therapeutische doelwitten/mechanismen. Selekte immuun-therapieën op basis van kleine molekulen, biologische stoffen of stamcellen werden uitgeprobeerd maar de doelwit-selektie blijft moeilijk en waarschijnlijk te gefocust, gezien de complexiteit van deze aandoeningen. Waarschijnlijk zal preventie de beste strategie zijn, en het erkennen en beperken van de rol milieu-stressors lijkt een doeltreffend beginpunt wat betreft het beperken van de ernst en de duur van deze chronische aandoeningen.

10. Richtingen voor de toekomst

Diagnose en behandeling van neuro-inflammatoire aandoeningen zoals deze die hierboven in het voetlicht werden gesteld, zou voordeel kunnen halen uit een beter begrijpen van de pro-inflammatoire mediatoren die aan de basis liggen van deze en verwante ziekte-gedrag syndromen. Diverse maar overlappende groepen cytokinen en chemokinen zijn gestegen in de hersenen bij dieren-modellen voor deze aandoeningen. We dienen te weten of er courante mediatoren zijn voor deze aandoeningen of dat er onderscheidende pro-inflammatoire mediatoren en hun ‘downstream’ effectoren zijn die een bepaalde aandoening kenmerken. De grote aantallen pro-inflammatoire mediatoren en de mogelijke communicatie-mechanismen ertussen zijn een argument voor de noodzaak om niet alleen over te gaan tot uitgebreide analyses van deze signalisering-molekulen maar het ook een computer-biologische te benaderen, om er betekenis aan te geven en medicinale doelwitten te vinden. Verder dienen we te weten of neuro-inflammatie zich vertaalt naar een voorspelbare manier waarop inflammatoire mediatoren zich in het bloed ontwikkelen, en zelfs of veranderingen in het bloed wijzigingen in de hersenen kunnen voorspellen. Weerom: het is waarschijnlijk dat een computer-benadering antwoorden zal bieden op deze vragen. Terwijl versterkte expressie van cytokinen/chemokinen aan de basis ligt van met neuro-inflammatie gerelateerde symptomen, ten minste in dieren-modellen, is er geen vereiste dat deze mediatoren toegenomen zijn opdat het stress-hormoon ze zou voorbestemmen tot uitgesproken expressie volgend op een inflammatoire uitdaging. Dus: een bestaande neuro-inflammatoire aandoening is geen vereiste voor CORT-‘priming’ [voorbereiding/voorbestemming; zie hierboven] van de neuro-inflammatoire respons op een daaropvolgende inflammatoire belasting. We moeten weten wat de basis is voor de voorbereidende respons. Dit stelt de vraag of een stress-hormoon respons bijdraagt tot neuro-inflammatie en wanneer dit zelfde hormoon verbeterende effekten kan hebben. Zonder antwoorden op deze vragen op molekulair niveau, zal de timing wat betreft toediening van CORT als therapeuticum om neuro-inflammatie te behandelen, een vraag blijven.

11. Besluit

Dit overzicht benadrukt de mogelijkheid dat hersen-inflammatie (neuro-inflammatie) in afwezigheid van hersen-schade het gevolg kan zijn van wisselende blootstellingen/stressoren en dat een geaktiveerde HPA-as de neuro-inflammatie toestand versterkt. Deze uitkomsten toen het potentieel van terugkerende stressoren in het milieu om chronische inflammatoire aandoeningen in sterke mate te verergeren en verlengen. De complexiteit van deze aandoeningen blijft een barrière voor het ontwikkelen van therapeutische benaderingen.

We gaven hier al meermaals kritiek weer op het ‘biopsychosociaal’ model dat cognitieve gedrag therapie en graduele oefen/inspanning therapie als enige ‘zaligmakende’ behandeling naar voor schuift. Zie ook ‘Kritiek op het biopsychosociaal model (& CGT) bij M.E.(cvs)’, ‘CGT superioriteit is een mythe’, ‘Bezorgdheid over Cognitieve Gedrag Therapie (CGT) en Graduele Oefen Therapie (GOT)’, ‘Schade door CGT + GOT’ enz.. De zgn. ‘professionals’ van de psychosomatische school blijven er zich echter aan vastklampen en we vinden het daarom nuttig de mening van andere kritici te blijven bekendmaken.

Fred Friedberg (klinisch psycholoog/ gedrag-researcher die al lang over de beperkingen/fouten van het model en de doeltreffendheid van CGT schrijft), Madison Sunnquist (psycholoog, M.E.(cvs)-researcher en collega van Prof. Leonard Jason) & Luis Nacul (directeur van de Britse M.E.(cvs) Biobank) beschrijven hieronder nogmaals kort (maar krachtig) waar de fouten liggen…

————————-

Journal of General Internal Medicine (2019) [pre-print]

Rethinking the Standard of Care for Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome

Friedberg F¹, Sunnquist M², Nacul L^3,4

1 Stony Brook University, Stony Brook, NY, USA

2 DePaul University, Chicago, IL, USA

3 London School of Hygiene & Tropical Medicine, London, UK

4 Complex Chronic Diseases Program, British Columbia Women’s Hospital, Vancouver, Canada

De voorbije twintig jaar was cognitieve gedrag therapie (CGT) en graduele oefen therapie (GOT) de standaard-zorg voor Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). Beide interventies werden aanbevolen door de Amerikaanse ‘Centres for Disease Control’ en de Britse ‘NICE guidelines’. CGT kreeg een aanzienlijke boost als klinische standaard door de PACE-test, een grote gerandomiseerde test van CGT en GOT opgezet in 2007. De door de Britse overheid gefinancieerde proef was bedoeld om een definitief antwoord te geven over het nut van dergelijke interventies bij M.E./CVS. In publicaties van 2011 & 2013 kondigden de PACE-test auteurs met veel publiciteit aan dat 22% van hun patiënten was “hersteld” en 59-61% zou klinisch verbeterd zijn.

Meer algemeen hebben meerdere literatuur-overzichten gerapporteerd dat deze therapieën niet alleen doeltreffend zouden zijn om vermoeidheid en, in minder mate, lichamelijk funktioneren bij M.E./CVS te verbeteren, maar ook veilig. Het lijkt dan vanzelfsprekend dat goede klinische zorg voor deze patiënten deze interventies zou omvatten. Maar een nauwkeuriger kijk naar deze testen deed veel bezorgdheid ontstaan omtrent hun toepasbaarheid voor deze patiënten. Ons perspectief onderzoekt kritisch hun bevindingen en bespreekt de literatuur omtrent gedragsmatige interventie bij M.E./CVS. Ten slotte beschrijven we in het kort een pragmatische klinische benadering voor deze dikwijls gemarginaliseerde patiënten.

CLAIMS OVER HERSTEL EN KLINISCHE VERBETERING

De lang bestaande controverse omtrent claims over herstel en verbetering bij klinische testen aangaande M.E./CVS is uniek voor deze gestigmatiseerde ziekte. Substantieel herstel van M.E./CVS is natuurlijk wenselijk maar nogal ongewoon. Een systematisch overzicht [Cairns R, Hotopf M. A systematic review describing the prognosis of Chronic Fatigue Syndrome. Occup Med. (2005) 55: 20-31] rapporteerde dat slechts 5% van deze patiënten volledig terug een normale gezondheid bereikten. Het was daarom verrassend dat de PACE-test meldde dat een meerderheid van de patiënten klinisch verbeterde en ca. 1/5 herstelde na CGT & GOT. Deze breed gepubliceerde bevindingen hebben een significante invloed gehad op gouvernementele agentschappen, gezondheidszorg-instituten en klinische richtlijnen die CGT & GOT hebben gepromoot als standaard zorg voor M.E./CVS.

Deze studies, gebaseerd op psychologische modellen voor oorzaak en genezing, hebben waarschijnlijk ook een impact gehad op biomedisch onderzoek. Kijk maar naar de lage mate van financiering van M.E./CVS-onderzoek door de ‘National Institutes of Health’ (gemiddeld 5-6 miljoen $/jaar), dikwijls bij de laatste 10 van meer dan 200 aandoeningen in de laatste twintig jaar. Dit is verbeterd met de financiering van drie research-centra maar ligt nog steeds substantieel onder wat evenredig zou zijn met de ziekte-last.

Sinds de publicatie, werd de PACE-test alom bekritiseerd omwille van een aantal studie-ontwerp kwesties, inclusief (i) gebruik van een definitie voor herstel of die geen herstel van de gezondheid vereiste; en (ii) minder strikt worden van de criteria voor de klinische uitkomst tijdens de test, wat het succes dramatisch groter deed lijken. Bijvoorbeeld: veranderingen van de herstel-criteria resulteerde in het feit dat 13% van de patiënten voldeden aan een belangrijk herstel-criterium (lichamelijk funktioneren) bij ‘baseline’ vóór het starten van de test. Formele her-analyse van de gegevens van de PACE-test, gebruikmakend van de oorspronkelijke uitkomst-criteria i.p.v. de veel lossere in het midden van de test herziene criteria, vond dat de klinische verbetering door CGT & GOT daalde van 59-61 naar 20-21% en de herstel-niveaus van 22 tot 4-7%. Dit is gelijkaardig met de 3% herstel bij hun controles die gewone medische zorg kregen en het laag herstel-percentage dat werd gevonden in het literatuur-overzicht van Cairns & Hotopf [zie hierboven].

ONGEBLINDEERDE TESTEN EN SUBJECTIEVE METINGEN

Over het algemeen waren studies omtrent CGT & GOT bij deze ziekte niet geblindeerd en niet gevestigd op subjectieve uitkomst-metingen, wat courant is bij testen van gedragsmatige interventie. Gezien de belangrijke invloed van de PACE-test op de zorg-standaard werden de potentiële bias-effekten van subjectieve metingen echter nauwer onderzocht. Globaal bleken objectieve uitkomsten geen steun te geven aan claims over PACE-doeltreffendheid gebaseerd op zelf-gerapporteerde metingen te geven. Van de vier objectieve metingen bij de PACE-test, nl. 6-min wandelen test, fitness stap test, dagen niet aan het werk en percentage dat een invaliditeit-uitkering krijgt, was er geen enkele die een selektief voordeel voor CGT of GOT toonde. Daarnaast leverde de 6-min wandelen test, een beknopte meting van funktionele capaciteit, post-behandeling gegevens op die ver verwijderd lagen van normatieve waarden die herstel zouden suggereren. [Agardy S. Chronic Fatigue Syndrome patients have no reason to accept the PACE trial results. J Health Psychol. (2017) 22: 1206-1208] Ten slotte werden geen geverifieerde rapporten over terugkeer naar een job gepubliceerd, een andere belangrijke indicator voor herstel.

Het gebrek aan objectieve verbetering bij de PACE-test is consistent met drie CGT-testen bij M.E./CVS die verbeterde zelf-gerapporteerde uitkomsten vonden, maar geen significante verbetering qua objectieve aktiviteit-niveaus. Dit is tegengesteld aan het alom geciteerde gedrag-model voor Chronische Vermoeidheid Syndroom dat verhoogd lichamelijk funktioneren voorspelt ten gevolge graduele inspanning. Anderzijds werd gesuggereerd dat door patiënten gerapporteerde verbeteringen van subjectieve metingen een verbeterde ‘coping’, stress-reductie of verbeterde aanpassing aan beperkingen kan weerspiegelen, i.p.v. robuuste winsten qua lichamelijk funktioneren.

AL TE BREDE ZIEKTE-CRITERIA

De meest courant gebruikte research-criteria die het Chronische Vermoeidheid Syndroom definiëren, zijn gebaseerd op de ‘Centres for Disease Control’ (‘Fukuda’) definitie uit 1994. De PACE-test en veel andere CGT/GOT-studies bij M.E./CVS gebruikten echter de breedste definitie van de ziekte, nl. de Oxford-criteria, die enkel chronische vermoeidheid vereist, i.p.v. de typische multi-symptoom presentatie van niet-verfrissende slaap, cognitieve problemen en post-exertionele malaise (aanhoudende post-exertionele verslechtering van de symptomen). Deze bijkomende symptomen identificeren een meer geïnvalideerde groep in vergelijking met enkel chronische vermoeidheid, die misschien meer responsief is voor gedragsmatige interventie. Met name het gebruik van de Oxford-criteria had de overhand bij literatuur-overzichten […] waarbij significante minderheden van behandelde deelnemers positieve effekten van gedragsmatige interventie rapporteerden.

Het overzicht over CGT/GOT-studies gesponsord door het Amerikaans ‘Agency for Health Care Research and Quality’ (AHRQ, 2014) meldde matige effekt-groottes voor beide therapieën, voor een groot deel gebaseerd op Oxford-gedefinieerde ziekte. Maar dat overzicht besloot ook dat de Oxford-definitie mogelijks “patiënten met een alternatieve vermoeiende ziekte (d.i. een andere dan M.E./CVS)” zou kunnen omvatten. Wanneer het AHRQ Oxford-gebaseerde studies van de analyse uitsloot, waarbij enkel Fukuda-gedefinieerde Chronische Vermoeidheid Syndroom studies overbleven, vond men onvoldoende bewijs voor voordelige effekten van GOT en nauwelijks enig voor CGT. Het AHRQ-rapport merkte ook op dat studies die het kern-symptoom post-exertionele malaise vereisten “schaamteloos ontbrekend” waren in het bewijsmateriaal. In een rapport (2015) besloot het ‘National Institutes of Health’ dat het gebruik van Oxford-gedefinieerde ziekte kon “zorgen voor benadeelde vooruitgang” en “veroorzaakt schade” en beval aan dat deze zou worden teruggetrokken.

GEBREKKIG ZIEKTE-MODEL

Het cognitieve gedrag model voor het Chronische Vermoeidheid Syndroom stelt dat de symptomen en zwakheid bij M.E./CVS het resultaat zijn van deconditionering, voortvloeiend uit de angst voor aktiviteit van de patiënten en hun verkeerde cognities dat ziekte lichamelijk is. Zoals vermeld in het PACE-trial handboek: “Volgens dit model, worden de symptomen en invaliditeit bestendigd … door onnuttige (op angst gebaseerde) ziekte-overtuigingen en (vermijdend) ‘coping’-gedrag. Dus: CGT-interventies voor Chronische Vermoeidheid Syndroom focussen op het veranderen van ziekte-overtuigingen (cognities) om verhoogde aktiviteit (gedrag) te bevorderen. Het GOT-programma werd ontworpen om M.E./CVS-patiënten te helpen deze zogenaamde angst voor inspanning te overwinnen via graduele blootstelling aan inspanning, die ook de deconditionering zou omkeren. Beide behandelingen suggereren dat stijgende aktiviteit de symptomen zal verlichten en de gezondheid herstellen. De her-analyse van de PACE-test zet belangrijke vraagtekens bij het cognitieve gedrag model.

Eén van de jammerlijke gevolgen van het model is dat M.E./CVS wordt gezien, niet als een ziekte met een biologische basis, maar eerder als een psychologische kwaal die omkeerbaar zou zijn m.b.v. gedrag-therapie. [Geraghty KJ, Blease C. Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome and the biopsychosocial model: a review of patient harm and distress in the medical encounter. Disabil Rehabil. (2018) 1-10 /// Geraghty K, Jason L et al. The ‘cognitive behavioural model’ of Chronic Fatigue Syndrome: Critique of a flawed model. Health Psychol Open. (2019) 6: 2055102919838907] Dit model staat in schril contrast met de brute realiteit van deze invaliderende aandoening en het significant bewijsmateriaal voor neurologische, immunologische, autonome en energie-metabolisme stoornissen, zoals werd besproken in een invloedrijk rapport van het ‘Institute of Medicine’ uit 2015. Het gepast gebruik van CGT, wat geïndiceerd kan zijn voor een aantal selekte chronische ziekten (zoals kanker), is bedoeld ter bevordering van het vermogen van de patiënten om met hun ziekte om te gaan en zo hun levenskwaliteit te verbeteren. CGT wordt niet gezien als een genees-wijze voor deze ziekten, noch wordt het gebruikt om patiënten te overtuigen dat ze psychologisch ziek of eenvoudig weg niet ziek zijn, zoals wel wordt gedaan bij in M.E./CVS [zie Geraghty & Blease (2018) hierboven]. Dus: het gebruik van CGT als een genezende interventie voor Chronische Vermoeidheid Syndroom wijkt af van het beoogde doel van de behandeling.

BEWIJS VOOR NADELEN

Literatuur-overzichten hebben dikwijls gerapporteerd dat CGT & GOT veilig zijn voor patiënten met M.E./CVS. Maar de claims over veiligheid worden niet voldoende ondersteund door bewijs en worden tegengesproken door de ervaringen van klinici en patiënten. Het AHRQ overzicht uit 2014 rapporteerde: “ Er werd bij testen over het algemeen onvoldoende melding gemaakt van schade (verslechtering van symptomen en/of invaliditeit).”. Wanneer schade werd gerapporteerd, besloot het AHRQ-rapport dat GOT-studies melding maakten van meer nadelige gebeurtenissen en terugtrekkingen. Ervaren klinici bevelen ook geen GOT of CGT als behandeling aan.

Bovendien rapporteerden (in een analyse van grote internationale patiënten-bevragingen) meer dan 50% van de patiënten dat CGT & GOT niet enkel te kort schoten wat betreft het bieden van significante verbeteringen maar dikwijls leidden tot verslechterde gezondheid door slecht advies omtrent aktiviteit en inspanning. Het verrassend gebrek aan aandacht voor deze door patiënten gemelde negatieve uitkomsten lijkt het resultaat te zijn van scepticisme omtrent M.E./CVS en het vooropstellen van resultaten van klinische testen, zonder de belangrijke input van doorwinterde artsen en patiënten in beschouwing te nemen.

ZORGEN VOOR M.E./CVS-PATIËNTEN

In de klinische praktijk zouden veel individuen met het courant symptoom aanhoudende vermoeidheid voordeel kunnen halen uit op aktiviteit-gebaseerde gedragsmatige interventies. Persistente vermoeidheid is echter niet equivalent met de multi-symptoom invaliderende ziekte M.E./CVS. Ondanks het gebrek aan goedgekeurde behandelingen of een volledig duidelijk uitgesproken standaard voor medische zorg, zijn er nog steeds veel zaken die artsen kunnen ondernemen om deze onder-bediende patiënten te helpen. Eerst kunnen artsen de biomedische realiteit van de ziekte bevestigen en hun geloven dat de patient oprecht ziek is. Dan kunnen klinici patiënten helpen om een belangrijke ziekte beter te managen: hoe reduceer je invaliderende post-exertionele malaise door te leren binnen hun ‘energie-enveloppe’ te blijven. [Goudsmit EM et al. Pacing as a strategy to improve energy management in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome: a consensus document. Disabil Rehab. (2012) 34: 1140-1147]

De energie-enveloppe bakent de energie af die een M.E./CVS-patient ter beschikking heeft om alle aktiviteiten uit te voeren. [Jason L et al. Energy Conservation/Envelope Theory Interventions. Fatigue: Biomedicine, Health & Behavior (2013) 1: 27-42; zie ook ‘‘Energie Enveloppe Theorie’ en ‘Energie Quotient’ bij M.E.(cvs)’] De grootte van deze energie-enveloppe kan van dag tot dag en tussen patiënten variëren, waarbij het sommige patiënten ontbreekt aan energie voor de basis-aktiviteiten van het dagelijks leven. Wanneer patiënten hun beperkte energie-waarden overschrijden, ervaren ze post-exertionele verslechtering van de symptomen en funktioneren. Medische behandelaars kunnen patiënten aanleren hoe hun eigen persoonlijke energie-grenzen te herkennen en ‘pacing’ (symptoom-veroorzakende aktiviteiten opdelen in kleinere delen met afwisselende rust-intervallen) te gebruiken om binnen die grenzen te blijven. Eens ‘pacing’ doeltreffend wordt gebruikt, zullen sommige patiënten in staat zijn een geïndividualiseerd inspanning-plan aan te wenden om beschikbare energie te verhogen en te funktioneren met vermijding van post-exertionele verslechtering.

Artsen kunnen patiënten ook helpen met geschikte farmacologische en niet-farmacologische behandelingen. Dit omvat behandelingen voor de niet-verfrissende slaap en slaap-hygiëne maatregelen. Daarnaast kan pijn worden aangepakt met ‘low-dose naltrexone’ [zie bv. ‘Gebruik van lage-dosis naltrexon (LDN) als anti-inflammatoire behandeling voor chronische pijn’] en anti-epileptica (bv. gabapentine), en orthostatische intolerantie kan worden behandeld met fludrocortison en zout. Co-morbiditeiten kunnen worden aangepakt met standaard medische zorg. Medicijnen dienen gewoonlijk aan een lage dosis te worden opgestart omdat patiënten gevoelig kunnen zijn voor medicatie. Inden nodig kunnen patiënten worden doorverwezen voor ‘counseling’ om beter te leren omgaan met de ernstige impact van M.E./CVS op de levenskwaliteit.

Voor een optimale patiënten-zorg bevelen we een M.E./CVS-specialist of een specialistisch centrum ondersteund door een multi-disciplinair team aan. Jammer genoeg zijn er slechts weinig van deze artsen of centra beschikbaar, wat de nood aan opleiding en training voor verzorgenden aangaande deze ziekte beklemtoont. Realistisch gezien wordt, wanneer geen specialisten beschikbaar zijn, de zorg best aangeboden door een generalist (interne geneeskunde of huisarts) binnen een multi-disciplinair team, inclusief expertise (indien beschikbaar) in immunologie, infektueuze ziekten, cardiologie of neurologie, psychologie, ergotherapie en sociaal werk. Met deze inter-professionele benadering kunnen artsen de schade beperken en patiënten helpen bij het verbeteren van gun gezondheid, funktioneren en levenskwaliteit in de mate van het mogelijke. Verdere informatie over het klinisch management kan worden gevonden bij de volgende bronnen: een gratis gids over M.E./CVS voor artsen [Friedberg F, Bateman L et al. ME/CFS: A primer for clinical practitioners. Chicago: International Association for Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. 2012], een overzicht met klinische focus [Bested A, Marshall L. Review of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome: An Evidence-Based Approach to Diagnosis and Management by Clinicians. Rev Environ Health. (2015) 30: 223-49] en een pragmatisch klinisch artikel [zie Goudsmit et al. hierboven].

Neuro-inflammatie, auto-immuniteit, ‘small-fibre’ neuropathie – allen reeds geïmpliceerd bij M.E.(cvs) en aanverwanten – worden hieronder geïncorporeerd in een nieuwe kijk op/ concept voor fibromyalgie. Er is speciale aandacht voor gelijkenissen/verschillen met M.E.(cvs) – zijn de twee aandoeningen dan toch nauwer verwant dan gedacht of ook weer niet??? – en de mogelijke gevolgen na vaccinatie…

————————-

International Journal of Molecular Sciences (2019)

Neuroimmunology: What Role for Autoimmunity, Neuroinflammation, and Small Fiber Neuropathy in Fibromyalgia, Chronic Fatigue Syndrome, and Adverse Events after Human Papillomavirus Vaccination?

Ryabkova VA¹, Churilov LP^2,3, Shoenfeld Y^4,5

1 Laboratory of the Mosaic of Autoimmunity, Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg 199034, Russian Federation

2 Laboratory of the Mosaic of Autoimmunity, Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg 199034, Russian Federation

3 Saint Petersburg Research Institute of Phthisiopulmonology; Saint-Petersburg 191036, Russian Federation

4 Laboratory of the Mosaic of Autoimmunity, Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg 199034, Russian Federation

5 Zabludowicz Centre for Autoimmune Diseases, Sheba Medical Centre, affiliated to Tel-Aviv University School of Medicine, Tel-Hashomer 52621, Israel

Samenvatting

Fibromyalgie is een aandoening die wordt gekenmerkt door chronische wijdverspreide pijn en symptomen zoals vermoeidheid, dysautonomie, en cognitieve en slaap-stoornissen. De pathogenese en behandeling blijven het onderwerp van discussie. We benadrukken de rol van drie mechanismen – auto-immuniteit, neuro-inflammatie & ‘small-fibre’ neuropathie. Het is geweten dat deze mechanismen nauw verbonden zijn (ook op molekulair niveau) en dit overzicht overweegt de implementatie van dit verband bij het zoeken naar therapeutische opties. We schenken ook aandacht aan Chronische Vermoeidheid Syndroom, dat met fibromyalgie overlapt, en stellen een concept voor van “auto-immune hypothalamopathie” voor de pathogenese. Ten slotte analyseren we de molekulaire mechanismen die aan de basis liggen van de neuro-inflammatoire achtergrond bij de ontwikkeling van nadelige gebeurtenissen na HPV-vaccinatie en suggereren dat neuro-inflammatie, die de ontwikkeling van symptomen volgend op HPV-vaccinatie zou kunnen verergeren (hoewel dit fel ter discussie staat), als een model voor de pathogenese van fibromyalgie.

1. Inleiding

Fibromyalgie (FM) wordt door de Wereld Gezondheid Organisatie erkend onder de ICD-10 code M79.7 en gedefinieerd als een aandoening met chronische wijdverspreide pijn geassocieerd met vermoeidheid, slaap- en cognitieve stoornissen, en een waaier aan somatische symptomen. De focus lag gedurende lange tijd op pijn, wat toe te schrijven is aan de klassificatie-criteria van de ‘American College of Rheumatology’ (ACR) uit 1990. Deze criteria vereisen de aanwezigheid van chronische wijdverspreide pijn gedurende meerdere maanden, alsook van minstens 11 van 18 specifieke ‘tender-points’. FM is echter veelzijdig van aard, zoals wordt weerspiegeld in de ACR diagnostische criteria uit 2010, die de definitie van FM wijzigde van een “door perifere pijn gedefinieerde ziekte” naar een “systemische symptoom-gebaseerde ziekte”. De ACR-2010 criteria legde ook een wijdverspreide pijn index vast, die de beoordeling van ‘tender-points’ verving en numerieke beoordeling van 41 mogelijke somatische symptomen vereiste, met individuele beoordeling van de ernst van de 3 belangrijke symptomen vermoeidheid, slaap-verstoring en cognitieve stoornissen. De symptomen die bij FM worden gerapporteerd omvatten (naast chronische wijdverspreide pijn en gevoeligheid) diffuse stijfheid, prikkelbare darm syndroom, vermoeidheid/moeheid, denk- of geheugen-problemen, spier-zwakte, hoofdpijn, buik-pijn/krampen, gevoelloosheid/tintelingen, duizeligheid, slapeloosheid, depressie, bekken-pijn, vaginale pijn, misselijkheid, zenuwachtigheid, borst-pijn, troebel zicht, koorts, droge mond, jeuk, hijgende ademhaling, Raynaud’s fenomeen, netelroos, oor-suizen, braken, maagzuur, mond-zweren, verlies/verandering van smaak of, verminderde reuk-zin, aanvallen, droge ogen, kortademigheid, huid-uitslag, gevoeligheid voor zonlicht, hoor-moeilijkheden, makkelijk kneuzingen oplopen, haar-verlies, frequent urineren, pijnlijke urinering en blaas-spasmen, orthostatische intolerantie en temporomandibulair gewricht [kaak] dysfunktie. Een gemodificeerde versie van de 2010 criteria werd vervangen door de schatting (door een arts) van de hoeveelheid somatische symptomen en zes zelf-gerapporteerde symptomen (vermoeidheid, denk-/geheugen-problemen, niet-verkwikkende slaap, pijn of krampen in de onderbuik, depressie en hoofdpijn) – wat het makkelijker te gebruiken maakt en de sensitiviteit behoudt. De Canadese richtlijnen voor de diagnose en het management van FM (2012) erkennen dat de criteria voor de diagnose, zoals ontwikkeld door het ACR, voornamelijk bedoeld waren voor research-doeleinden. Deze richtlijnen definiëren FM als “een aandoening die kan groeien en afnemen met verloop van tijd en waarvan de diagnose dient gesteld bij een individu met diffuse pijn die zich voordeed gedurende de laatste drie maanden, en die ook in meer of mindere mate symptomen zoals vermoeidheid, slaap-verstoring, cognitieve verandering, stemmingstoornis en andere somatische symptomen vertoonde, en wanneer de symptomen niet kunnen worden verklaard door één of andere ziekte”. Er zijn geen ‘tender-point’ onderzoek of bevestigende laboratorium-testen vereist bij deze definitie. De nieuwste ACTTION [Analgesic, Anesthetic and Addiction Clinical Trial Translations Innovations Opportunities and Networks] – APS [American Pain Society] taxonomie diagnostische criteria voor FM (2016) zijn gelijkaardig met de Canadese richtlijnen (2012) wat betreft het gebruik-gemak in de klinische praktijk. Deze criteria vereisen slechts pijn op meerdere plaatsen (6/9 lichaamsgebieden, gedurende de laatste drie maanden) en slaap-problemen óf vermoeidheid, als matig tot ernstig beoordeeld (geen score) door een gezondheidszorg-professional. Deze criteria beklemtonen daarnaast de rol van milieu-sensitiviteit bij FM door het op te nemen in vier courante kenmerken (samen met gevoeligheid, dyscognitie [‘fibro-mist’] en musculoskeletale stijfheid), wat kan worden gebruikt om de diagnose van FM te ondersteunen. Ter zelfder tijd is het ontbreken van specifieke biomerkers een gekende zwakte en de eliminatie van het ‘ tender-point’ onderzoek bij de moderne criteria maakt het stellen van de diagnose van FM nog meer subjectief.

2. Pathogenese van FM: auto-immuniteit

Meerdere kenmerken van FM wijzen op een auto-immune component in z’n pathogenese. Zowel trauma als infektie, die in staat zijn auto-immuniteit te triggeren, behoren tot de meest courante gebeurtenissen voorafgaand aan het begin van FM. Er zijn gegevens omtrent de rol van verscheidene pathogenen die bekend staan als risico-factoren voor verschillende auto-immune ziekten (Epstein-Barr virus, Herpes simplex virus, hepatitis virus C, Borrelia burgdorferi, enz.) in de etiologie van FM [bv. Buskila D et al. Etiology of fibromyalgia: The possible role of infection and vaccination. Autoimmun. Rev. (2008) 8: 41-43]. In sommige gevallen kan FM in de tijd gerelateerd zijn aan vaccinatie, siliconen borst-implantaten of injektie van minerale olie als onderdeel van een auto-immuun/inflammatoir syndroom geïnduceerd door adjuvanten (ASIA syndroom) [bv. Agmon-Levin N, Shoenfeld Y et al. Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia following immunization with the hepatitis B vaccine: Another angle of the ‘autoimmune (auto-inflammatory) syndrome induced by adjuvants’ (ASIA). Immunol. Res. (2014) 60: 376-383]. Zoals vele andere auto-immune ziekten, wordt FM gekenmerkt door het feit dat meer vrouwen het hebben, maar dat varieert met de verschillende criteria-sets en methodologie die worden gebruikt bij epidemiologische studies; wellicht ook omwille van bias, met een vrouw/man-verhouding variërend van 1,5:1 tot 10:1. Met betrekking tot deze gender-bias, bleken serum prolactine [hormoon] -waarden significant hoger bij FM-patiënten vergeleken met controles. Er werd ook een significante positieve correlatie vastgesteld tussen prolactine-waarden en vermoeidheid. Het verband van FM met B58, DR5 & DR8 HLA-allelen veronderstelt waarschijnlijke genetische voorbestemdheid voor het auto-immuun proces. Overéénkomstig daarmee werd bij FM-patiënten een hogere prevalentie gevonden wat betreft meerdere auto-immune ziekten, zoals Reumatoïde Artritis, Systemische Lupus Erythematosus, ankyloserende spondylitis [Ziekte van Bechterew; gewrichtsontsteking van de wervelkolom], Sjögren’s syndroom, vasculitis [inflammatie van bloedvaten], polymyositis [chronische inflammatoire spierziekte gekenmerkt door spierzwakte en ontsteking van het spierweefsel], spondylartritis, inflammatoire darm-ziekten, coeliakie [chronische darm-aandoening door gluten-intolerantie] & diabetes mellitus type-1. Aktivatie van het adaptief immuunsysteem bij FM wordt ondersteund door het immuun-cel profiel van de patiënten (een toename van alle B-lymfocyten subsets, CD4⁺CD25^low geaktiveerde T-lymfocyten en CD4⁺HLA-DR⁺ geaktiveerde T-lymfocyten, samen met dalingen qua CD4⁺CD25^high T-lymfocyten en NK-cellen). Er bleken meerdere auto-antilichamen (AAb) gestegen in de sera van FM-patiënten, inclusief tegen 5-hydroxytryptamine, gangliosiden en fosfolipiden. In een groep van 20 vrouwelijke patiënten met primair fibromyalgie-syndroom hadden 55% AAb tegen gladde spieren en 40% tegen gestreepte spieren, t.o.v. geen bij voor leeftijd gematchte gezonde vrouwen. Gegeven geven aan dat FM gepaard kunnen gaan met subklinische stadia van auto-immune ziekten zoals Hashimoto thyroïditis & Sjögren’s syndroom. In meerdere studies bleken anti-thyroperoxidase (TPO) AAb positief geassocieerd met FM, zelfs bij patiënten zonder Hashimoto’s thyroïditis en hypothyroïdisme. In de subgroep FM-patiënten met Sicca syndroom [auto-immune aandoening waarbij kerato-conjunctivitis (= gelijktijdige ontsteking van het hoornvlies en oog-bindvlies) en droge mond samen voorkomen; synoniem voor Sjögren’s syndroom] en/of xerostomie [droogte in de mond], testten 32% positief voor Sjögren’s syndroom AAb en 26% positief voor enkel de vroege Sjögren’s syndroom merkers.

3. Pathogenese van FM: neuro-inflammatie

Neuro-inflammatie krijgt meer aandacht in verband met FM. Er moet worden gezegd dat neuro-inflammatoire mechanismen als belangrijke links worden beschouwd in de pathogenese van vele chronische pijn aandoeningen, waarschijnlijk door het triggeren van centrale sensitisatie. Analyse van 92 met inflammatie gerelateerde proteïnen in het cerebrospinaal vocht (CSV) en in plasma leverde bewijsmateriaal voor neuro-inflammatie en chronische systemische inflammatie bij FM [Bäckryd 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]. Eén van deze proteïnen, die significant verhoogd waren in CSV en plasma, is het chemokine CX3CL1 (ook bekend als fractalkine [chemokine betrokken bij chronische pijn; zie ‘Gliale aktivatie in de hersenen bij fibromyalgie’]). Het is een link met het signalisering-mechanisme dat verondersteld wordt het meest prominente te zijn in experimentele modellen voor neuropathische pijn [Clark AK et al. Inhibition of spinal microglial cathepsin S for the reversal of neuropathic pain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2007) 104, 10655-10660]. Oplosbaar fractalkine wordt vrijgesteld door uiteinden van primaire afferenten en omringende ruggemerg-neuronen d.m.v. cathepsine-S. Morfolinureum-leucine-homofenylalanine-vinyl sulfon-fenyl (LHVS), een onomkeerbare inhibitor van cathepsine-S, bleek de verhoging van fractalkine te stoppen. Interessant is dat behandeling met LHVS experimentele auto-immune encefalitis bij muizen – een dier-model voor Multipele Sclerose – voorkomt of verlicht. LHVS of anti-fractalkine antilichamen waren in staat tot stand gebracht pijn-gedrag bij ratten met collageen-geïnduceerde artritis (het dier-model voor een andere auto-immune ziekte, Reumatoïde Artritis) om te keren, maar vertraagde de ontwikkeling van de klinische tekenen van de ziekte niet. Met betrekking tot pathofysiologische mechanismen werden in dit model de hypersensitiviteit voor mechanische druk en microgliale respons significant verlicht, zowel met LHVS als anti-fractalkine antilichamen. Inhibitie van fractalkine met anti-fractalkine antilichamen verbeterde experimentele auto-immune myositis [spierontsteking] in het muizen-model. Ter zelfder tijd bleek LHVS neuroprotectieve effekten te hebben bij muizen na een traumatisch hersen-letsel, wat dikwijls eindigt in het verduurzamen van symptomen die courant zijn bij FM, en dit voor meerdere maanden. Het mechanisme voor de immunomodulerende effekten van LHVS werd vastgesteld. Cathepsine-S controleert de proteolyse van de met ‘major histocompatibility complex’ (MHC) II geassocieerde onveranderlijke keten, wat een eerste vereiste is voor antigen-peptide binding van MHC-II. LHVS bleek te zorgen voor de blokkering van de invariante keten verwerking en antigen-presentatie in vitro en in vivo door de inhibitie van cathepsine-S. LHVS kan dus interfereren met de aktivatie van zelf-reaktieve CD4⁺ T-cellen door auto-antigenen. Overéénkomstig met deze bevindingen, veroorzaakte LHVS een dosis-afhankelijke reductie van Th1-type (IFN), Th2-type (IL-3, IL-5 & IL-13) & Th17-type (IL-17) cytokinen [Baugh M et al. Therapeutic dosing of an orally active, selective cathepsin S inhibitor suppresses disease in models of autoimmunity. J. Autoimmun. (2011) 36, 201-209]. De grootste respons werd echter verkregen voor IFN & IL-17, wat een mogelijke voorkeur voor Th1 & Th17 suppressie aangeeft, door deze cathepsine-S inhibitor. Samenvattend: inhibitie van cathepsine-S combineert regulering van of zowel de neuropathische pijn als de immuun-respons. Deze tweeledige regulering maakt de inhibitie van cathepsine-S tot een veelbelovend doelwit bij de behandeling van FM. [Geaktiveerde microgliale cellen geven cathepsine-S af, dat dan CX3CL1 van neuronen afsplitst; deze oplosbare vorm van het chemokine is aktief bij de stimulatie van microglia (positieve feedback). Chemokinen en cytokinen afgegeven door geaktiveerde microglia produceren een toestand van neuronale hyper-aktiviteit (centrale sensitisatie). In immuun-cellen splits cathepsine-S de onveranderlijke keten, dat een complex vormt met MHC-II molekulen en blokkeert de binding van peptiden. Inhibitie van cathepsine-S verhindert de verwerking van de the onveranderlijke keten, waarbij MHC-II rijping wordt stopgezet.]

Er is bijkomend bewijs voor neuro-inflammatie bij FM. Er werd wijdverspreide aktivatie van microglia (het meest uitgesproken in de mediale en laterale wanden van de frontale en pariëtale kwabben) gedetekteerd d.m.v. positron-emissie tomografie in the cortex FM-patiënten vergeleken met gezonde controles [Albrecht DS et al. Brain glial activation in fibromyalgia – A multi-site positron emission tomography investigation. Brain Behav. Immun. (2019) 75, 72-83]. Hogere subjectieve vermoeidheid-scores bij FM-patiënten waren geassocieerd met een sterker signaal in de anterieure en posterieure middelste cingulate cortexen. Neuro-inflammatie bij FM werd geïnterpreteerd als “neurogeen”, vermoedelijk getriggerd door pijn en stress, en secundair aan begeleidende aandoeningen van FM zoals ‘small intestine bacterial overgrowth’ (een type gastro-intestinale dysbiose [dysbakteriose; microbieel onevenwicht]), vitamine-D deficiëntie en mitochondriale dysfunktie. Opmerkelijk is dat al deze vergezellende aandoeningen zijn gelinkt met auto-immuniteit: ‘small intestine bacterial overgrowth’ en vitamine-D deficiëntie worden beschouwd als factoren die predisponerend zijn voor sommige auto-immune ziekten, en mitochondriale dysfunktie wordt besproken als het gevolg van deze ziekten. In het bijzonder: ‘small intestine bacterial overgrowth’ was geassocieerd met inflammatoire darm-ziekte, Sjögren’s syndroom, voor een gluten-vrij dieet resistente coeliakie en seropositiviteit voor anti-TPO [thyroperoxidase; schildklier-enzyme] AAb. Vitamine-D bleek Multipele Sclerose, systemische sclerose [chronische auto-immuunziekte met verharding van (huid)bindweefsel], auto-immune schildklier-ziekten, Reumatoïde Artritis en primaire biliaire cirrhose [auto-immune lever-aandoening] te moduleren [Rosen Y, Shoenfeld Y et al. Vitamin D and autoimmunity. Scand. J. Rheumatol. (2016) 45, 439-447]. Gelokaliseerde of globale mitochondriale dysfunktie wordt beschouwd als een onveranderlijk kenmerk van auto-immune ziekten en werd gerapporteerd bij Multipele Sclerose, Systemische Lupus Erythematosus, Sjögren’s syndroom & Reumatoïde Artritis. Ongeacht de oorsprong van neuro-inflammatie bij FM, “opent” het echter “de poort” voor immuun-cellen en AAb naar de hersenen. In dit geval zou men kunnen suggereren dat de pathofysiologische relevantie van AAb tegen 5-hydroxytryptamine bij FM (zie hierboven), wat gekarakteriseerd is door lage serotonine-waarden in het serum en een constellatie aan symptomen, typisch is voor serotoninerge abnormaliteiten. Dezelfde suggestie kan worden gemaakt aangaande anti-TPO bij FM. Deze veronderstelling wordt ondersteund door de associatie tussen de diagnose van stemming- of angst-stoornis en anti-TPO seropositiviteit in de algemene bevolking.

4. Pathogenese van FM: ‘Small-Fibre’ Neuropathie

‘Small-fibre’ neuropathie (SFN) is een strukturele abnormaliteit van kleine zenuw-vezels met degeneratie van het distale uiteinde van zenuw-einden [Harte SE; Clauw DJ et al. Reduced intraepidermal nerve fiber density after a sustained increase in insular glutamate: A proof-of-concept study examining the pathogenesis of small fiber pathology in fibromyalgia. Pain Rep. (2017) 2: e590]. De diagnose van SFN werd gesteld in een belangrijke subgroep FM-patiënten via verschillende methodes, inclusief de meest praktische en accurate – huid-bioptie en beoordeling van de intra-epidermale zenuw-vezel densiteit (IENFD) [bv. Oaklander AL et al. Objective evidence that small-fibre polyneuropathy underlies some illnesses currently labeled as fibromyalgia. Pain (2013) 154: 2310-2316]. Een IENFD lager dan 5 percentielen, wat leidt tot een diagnose van SFN, werd gedetekteerd bij 30-76% van de FM-patiënten. Hoewel de pathogenese van SFN bij FM nog niet goed werd bestudeerd, werd een significante omgekeerde correlatie tussen IL-2R en IENFD gedocumenteerd in één studie. Sommige van de kleine neurale vezels behoren tot de sensor-neuronen, die in staat zijn om neuropeptiden met anti-inflammatoire aktiviteit te produceren en sekreteren in bezenuwde gebieden. Hun gebrekkige IENFD kan inflammatie bevorderen. Een ander bewijs voor de auto-immune aard van SFN bij FM komt van de resultaten van behandeling: intraveneuze toediening van polyclonale immunoglobulinen bleek zeer doeltreffend voor het verbeteren van SFN bij FM-patiënten. Er zijn twee hypothesen aangaande het verband tussen SFN, het immuunsysteem en centrale sensitisatie bij FM. Volgens de eerste is SFN (hoogst waarschijnlijk immuun-gemedieerd) de perifere trigger voor centrale sensitisatie en versterkt daarom pijn. De tweede stelt dat SFN een gevolg is van neuro-inflammatie in het centraal zenuwstelsel. De gestage toename qua glutamaat [excitatorische neurotransmitter] in de insula [deel van de hersenschors waar zintuiglijke prikkels worden samengebundeld] triggert SFN in een dieren-model. Stijging van glutamaat in de hersenen is een typisch kenmerk van neuro-inflammatie en verhoogd glutamaat in de insula, geassocieerd met experimentele pijn, werd gedetekteerd bij patiënten met FM. Samenvattend: SFN is het derde belangrijkste aspect van FM-pathogenese. Het verband tussen SFN en neuro-inflammatie lijkt complex te zijn. Ter zelfder tijd is het zeer waarschijnlijk dat SFN van auto-immune aard is bij FM.

5. Chronische Vermoeidheid Syndroom en FM

Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.) (ICD-10-CM R53.82 of G93.3 indien post-viraal) is een heterogene ziekte die zich aandient met uitgesproken invaliderende vermoeidheid zonder verlichting door rust, slaap-verstoring en cognitieve problemen. De complexiteit van deze aandoening blijkt uit de autonome, neuro-endocriene en immune manifestaties. Er werd substantieel bewijsmateriaal voor de rol van auto-immuniteit bij CVS gerapporteerd. Dit omvat: (1) genetica gerelateerd met wijzigingen van het immuunsysteem; (2) associatie van de start van de ziekte met de risico-factoren die courant zijn voor auto-immune ziekten; (3) verandering van de subsets immuun-cellen; (4) co-morbiditeit met andere auto-immune ziekten; (5) de aanmaak van AAb [Sotzny F, Scheibenbogen C et al. Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome – Evidence for an autoimmune disease. Autoimmun. Rev. (2018) 17: 601-609 /// Blomberg J et al. Infection Elicited Autoimmunity and Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome: An Explanatory Model. Front. Immunol. (2018) 9: 229-249 /// Perez M, Klimas NG et al. Genetic Predisposition for Immune System, Hormone, and Metabolic Dysfunction in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome: A Pilot Study. Front. Pediatr. (2019) 7: 206]. Van de verschillende AAb-types trok een groep AAb tegen G-proteïne gekoppelde receptoren [betrokken bij signaal-overdracht] de meeste aandacht. Er werd hogere waarden van AAb tegen M1, M3 en M4 acetylcholine receptor (AChR) en β2 adrenerge receptor (AdR) gevonden bij CVS-patiënten in vergelijking met controles [Loebel M, Fluge Ø et al. Antibodies to β-adrenergic and muscarinic cholinergic receptors in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav. Immun. (2016) 52, 32-39]. Hun pathofysiologische relevantie wordt ondersteund door klinisch bewijs, inclusief de verwijdering van anti-β2 AdR en anti-M3/M4 AChR AAb bij CVS en snelle symptoom-verbetering na immuun-adsorptie [Scheibenbogen C et al. Immunoadsorption to remove β2 adrenergic receptor antibodies in Chronic Fatigue Syndrome CFS/ME. PLoS ONE (2018) 13: e0193672]. Niettegenstaande het feit dat FM veel kenmerken met CVS deelt, verschillen ze in termen van de overheersende vermoeidheid en post-exertionele malaise. Het bewijs voor de dysfunktie van de hypothalamus-hypofyse-bijnier as bij CVS is substantieel, terwijl de gegevens omtrent z’n dysfunktie bij FM controversieel zijn. Immuun-inflammatoire mechanismen bleken mogelijks ten gronde te liggen aan de hypo-funktie van de HPA-as bij CVS. Neuro-inflammatie is een courant kenmerk van CVS én FM. De aktivatie van microglia bij CVS werd geobserveerd via positron-emissie tomografie en de signalen in de amygdala, thalamus en het midden-brein correleerden positief met de cognitieve stoornis score; in de cingulate cortex en thalamus positief met de pijn-score; en in de hippocampus met de depressie-score [Nakatomi Y et al. Neuroinflammation in Patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: An ¹¹C-(R)-PK11195 PET Study. J. Nucl. Med. (2014) 55: 945-950]. Naar ons weten was CVS de eerste waarbij een auto-immune chronische hypothalamitis werd gehypothiseerd (Zaichik & Churilov). Een dieren-model voor CVS gecreëerd via immunisatie met synthetische analogen van virale polyribonucleotiden demonstreerde tekenen van neuro-inflammatie, gliale aktivatie en serotonine-heropname-transporter falen. De ontwikkeling van stoornissen van de werking van het hypothalamus-hypofyse-bijnier systeem werd ook gerapporteerd bij dit model. In het bijzonder: een afname van de adrenocorticotroop hormoon sensitiviteit van bijnier-cellen en suppressie van het negatieve feedback mechanisme. Terwijl sommige researchers geen verschillen vonden tussen de waarden van anti-neuronale AAb bij CVS en gezonde individuen, en anderen zelfs een daling van AAb tegen het gliaal fibrillair zuur proteïne [GFAP; strukturele component van het cytoskeleton] vonden in de sera van CVS-patiënten, wat gecorreleerd was met verslechteringen van de ziekte en de aanwezigheid van Epstein-Barr virus.

Hoewel zowel mest-cellen [Hatziagelaki E, Theoharides TC et al. Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome – Metabolic Disease or Disturbed Homeostasis due to Focal Inflammation in the Hypothalamus? J. Pharmacol. Exp. Ther. (2018) 367, 155-167] en het aangeboren immuunsysteem werden beschouwd als triggers voor de focale inflammatie in de hypothalamus bij CVS, moet de rol van het adaptieve immuunsysteem ook overwogen worden. AdR en muscarine AChR komen tot expressie in de hypothalamus en reguleren de aktiviteit van de HPA-as en het sympatho-adrenaal systeem. Het concept van “auto-immune hypothalamopathie”, dat het resultaat is van de funktionele effekten van anti G-proteïne gekoppelde receptoren AAb op de AdR en muscarine AChR, lijkt redelijk bij CVS. Het vermogen van serum AAb tegen de muscarine AChR om het cholinergisch systeem van het brein aan te tasten, werd bewezen d.m.v. positron-emissie tomografie. Het verband tussen drie belangrijke links voor de FM-pathogenese (auto-immuniteit, neuro-inflammatie en ‘small-fibre’ neuropathie) wordt samengevat [De hyper-stimulatie van het immuunsysteem, naast de genetische aanleg, verhoogt het risico op inbreuken tegen de ‘self’-tolerantie. Neuro-inflammatie bij FM werd geïnterpreteerd als “neurogeen” vermoedelijk getriggerd door pijn en stress, alsook secundair aan FM-vergezellende aandoeningen (‘small intestine bacterial overgrowth’, vitamine-D deficiëntie en mitochondriale dysfunktie), die ook gelinkt zijn met auto-immuniteit. Ter zelfder tijd bestaat er een relatie in twee richtingen tussen auto-immuniteit en SFN, alsook tussen SFN neuro-inflammatie.]. Deze pathologische mechanismen lijken ook betrokken bij de pathogenese van CVS, wat veel gemeenschappelijk heeft met FM. We postuleren echter dat de eerste gekenmerkt wordt door de specifieke betrokkenheid van de hypothalamus (“auto-immune hypothalamopathie” of “hypothalamitis”).

6. Humaan Papillomavirus vaccinatie en FM

Vaccinatie is een grote verwezenlijking van het publiek gezondheidsysteem. Vaccins kunnen echter nevenwerkingen hebben, zoals bij elk ander therapeutisch middel. Zoals de bijwerkingen van andere medicijnen, manifesteren nevenwerkingen van vaccinatie zich hoogstwaarschijnlijk bij individuen met een genetische voorbestemdheid. De bijwerkingen die werden gerapporteerd volgend op humaan papillomavirus (HPV) vaccinatie omvatten hoofdpijn, veralgemeende vermoeidheid, orthostatische intolerantie, duizeligheid, verstoorde manier van gaan, slaap-problemen, een verminderd vermogen om te leren, geheugenverlies, slik-problemen, afasie, hyperventilatie, koude benen, pijn in/ zwakte van de ledematen, beven, koorts, spierpijn, myositis of spierzwakte, gewrichtspijn en/of artritis, problemen met gastro-intestinale beweeglijkheid en verstoorde menstruatie. Hoewel het moeilijk is deze aandoening te categoriseren binnen een specifieke diagnose, bleek uit een studie op basis van de ACR-2010 vragenlijst (die de diagnose van FM toeliet en de ernst ervan vaststelde) dat 53% van individuen die een chronische ziekte na vaccinatie tegen HPV rapporteerden, voldeden aan de diagnostische criteria voor FM [Martínez-Lavín M et al. HPV vaccination syndrome. A questionnaire-based study. Clin. Rheumatol. (2015) 34: 1981-1983]. Het is belangrijk om aan te geven dat, als een reaktie op onafhankelijke publicaties van gevallen met gelijkaardige symptomen na HPV-vaccinatie door Deense en Japansese auteurs, international gezondheid-authoriteiten in meerdere studies aangaande deze kwestie hebben voorzien.

Het ‘European Medicines Agency’ oordeelde dat er geen verband was tussen het vaccin tegen HPV en de ontwikkeling van complex regionaal pijn syndroom of posturale orthostatische tachycardie. Reviews uitgevoerd door Britse, Canadese en Spaanse gezondheid-authoriteiten ondersteunden de veiligheid van immunisatie tegen HPV. Een krachtig argument dat naar voor werd gebracht door de verdedigers van dit vaccin was dat de grote, dubbel-blinde, gerandomiseerde pre-klinische studies de veiligheid van het HPV-vaccin garandeerden [Martínez-Lavín M. HPV Vaccination Syndrome: A Clinical Mirage, or a New Tragic Fibromyalgia Model. Reumatol. Clin. (2018) 14, 211-214]. Deze gerandomiseerde studies hebben een hogere betrouwbaarheid in de ‘evidence-based’ wetenschappelijke geneeskunde en elimineren gevallen die niet gerelateerd zijn met de vaccinatie op zich. De resultaten zijn totaal onafhankelijk van het oordeel van de researchers. Er werd echter ook een kritische review van gerandomiseerde testen en post-marketing gevallen gepubliceerd. Er werd door Martínez-Lavín gesuggereerd [zie hierboven] dat als de juistheid van het complex aan symptomen na HPV-vaccinatie in genetisch gevoelige individuen bekrachtigd wordt, het een model voor FM-pathogenese zou kunnen worden. De auteur speculeerde dat SFN en dysautonomie de sleutel-mechanismen kunnen zijn die ten gronde liggen van deze aandoeningen. Er zijn redenen voor dit besluit. (1) In twee verschillende studies werd SFN gedetekteerd bij 17/40 en 20/40 patiënten met neurologische symptomen na HPV-vaccinatie. (2) Bij die patiënten die voldeden aan de criteria voor FM, bestond er een correlatie tussen de ernst van FM (gemeten via de ACR-2010) en de intensiteit van dysautonomie (samengestelde autonome symptoom score, COMPASS-31). Dysautonomie na HPV-vaccinatie kan een gevolg zijn van het auto-immuun proces. Er werd gezocht naar AAb tegen verschillende G-proteïne gekoppelde receptoren in de sera van adolescente meisjes (n = 55) met symptomen van langdurige veralgemeende vermoeidheid, orthostatische intolerantie, chronische regionaal pijn syndroom en cognitieve dysfunktie na HPV-vaccinatie. De serum-waarden van AAb tegen α1 AR, α2 AR, β1 AR, β2 AR, M1 AChR, M2 AChR, M3 AChR, M4 AChR, M5 AChR en de endotheline-receptor bleken significant gestegen bij de gevaccineerde meisjes vergeleken met controles.

Naar onze mening zou aandacht moeten worden besteed aan het tweede aspect van de FM-pathogenese – neuro-inflammatie. Deze component is een aanvulling voor post HPV-vaccinatie fenomenen als een model voor FM-pathogenese. Hoewel acute encefalomyelitis, myelitis, optische neuritis, Multipele Sclerose en encefalitis werden gerapporteerd na HPV-vaccinatie, werd geen significant verband gevonden tussen centrale demyelinisatie, Multipele Sclerose, optische neuritis en HPV-vaccinatie. Cognitieve en neurologische symptomen zijn echter een inherent deel van de nadelige voorvallen die worden gerapporteerd na HPV-vaccinatie. Er zijn gegevens die suggereren dat auto-immune encefalitis wel eens ondergewaardeerd zou kunnen zijn in rapporten betreffende post HPV-vaccinatie fenomenen. In één studie vertoonden 71% van patiënten met neurologische symptomen, die zich ontwikkelden na HPV-vaccinatie, een auto-immuun encefalitis patroon (¹²³I-IMP-SPECT studie). Sommige onder hen hadden AAb tegen ganglion-AChR of gangliosiden, terwijl ongeveer de helft van de patiënten goed reageerde op herhaalde immuun-adsorptie plasmaferese [verwijdering van schadelijke antilichamen] onder steroïden en azathioprine [immuunsuppressivum]. Naast vaccin-antigenen, die de ontwikkeling van AAb gericht tegen het centraal zenuwstelsel [CZS] kunnen veroorzaken (door het ‘molecular mimicry’ fenomeen), kan de tweede component van HPV-vaccin – aluminium-adjuvanten – ook een neuro-inflammatoire achtergrond induceren bij patiënten die nadelige effekten ontwikkelen volgend op HPV-vaccinatie. Tekenen van een inflammatoir proces in het CZS en de toxiciteit van Al-adjuvant/Al-bevattende vaccins werden in verschillende landen gerapporteerd en zowel muizen-modellen als bij grote dieren (schapen) [Gherardi RK et al. Myalgia and Chronic Fatigue Syndrome following immunization: Macrophagic myofasciitis and animal studies support linkage to aluminum adjuvant persistency and diffusion in the immune system. Autoimmun. Rev. (2019) 18, 691-705]. Zoals werd aangetoond kunnen Al-partikels zich verspreiden van de injektie-plaats naar de lymfeknopen en de hersenen, van waaruit ze niet her-circuleren. Het molekulair mechanisme van neuro-inflammatie veroorzaakt door Al-hydroxide partikels omvat de aktivatie van het NALP3 inflammasoom [zie ‘NLRP3 Inflammasoom geaktiveerd bij Fibromyalgie’]. Dit is een proteïnen-complex dat een inflammatoire vorm van cel-dood initieert en de afgifte van de pro-inflammatoire cytokinen IL-1β & IL-18 triggert. Ter ondersteuning van dit mechanisme: IL-1β werd gedetekteerd in zowel immuun-cellen van het brein en neuronen beladen met Al-hydroxide partikels in experimenten bij muizen. De effekten van het Al-adjuvant en het HPV-vaccin Gardasil versus placebo op gedrag-parameters in vrouwelijke muizen werd geëvalueerd. Hoewel de locomotor-aktiviteit [beweging van plaats naar plaats] intact bleef, wezen de resultaten betreffende de ‘gedwongen zwemmen’ test op de ontwikkeling van depressief gedrag bij muizen die werden ingespoten met Al en Gardasil.

Er werd microgliale aktivatie in het CA1 [‘Cornu Ammonis’ met pyramidale cellen (multipolaire neuronen)] -gebied van de hippocampus aangetoond bij met Gardasil geïnjekteerde muizen. Bovendien: anti-HPV antilichamen in de sera van met Gardasil geïnjekteerde muizen vertoonden kruis-reaktiviteit met proteïnen-extract van the muizen-hersenen, wat kan dienen als verder bewijsmateriaal voor de rol van het ‘molecular mimicry’ fenomeen bij de ontwikkeling van het beschreven symptomen-complex na HPV-vaccinatie. In het licht van het voorafgaande, steunen we het concept omtrent het beschouwen van het (fel-bediscussieerd) post-HPV vaccinatie syndroom als een model voor FM-pathogenese [zie Martínez-Lavín M hierboven]. Neuro-inflammatie zou een ondergewaardeerde component kunnen zijn dat courant is voor deze syndromen. Zowel vaccin-antigenen (te wijten aan het ‘molecular mimicry’ fenomeen) als aluminium-adjuvanten (te wijten aan mogelijke verspreiding in de hersenen en inflammatoire effekten) in de HPV-vaccins kunnen betrokken zijn bij de ontwikkeling van neuro-inflammatie die aan de basis ligt van het complex van gerapporteerde symptomen. Dit feit zou in rekening moeten worden gehouden wanneer gerandomiseerde controle-testen met het HPV-vaccin worden geanalyseerd, aangezien de meeste geen echte placebo gebruiken als controle, maar een aluminium-adjuvant.

7. Besluiten

Het bestaan van FM wordt niet langer in vraag gesteld. Inzichten omtrent z’n pathogenese (en mogelijke behandelingen dus) blijven echter beperkt. Ter zelfder tijd benadrukken moderne diagnostische criteria dat FM niet enkel chronische wijdverspreide pijn is, maar een multi-systeem entiteit waarbij enige pathogenese en een constellatie aan neurologische symptomen (inclusief cognitieve, autonome en sensorische stoornissen) betrokken is. Er is voldoende bewijs dat auto-immune factoren een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van FM. Deze omvatten genetische voorbestemdheid voor auto-immune processen, een associatie met meerdere auto-immune aandoeningen en een hoge prevalentie van meerdere AAb en wijzigingen qua immuun-cel subsets. In dit artikel vatten we het verband samen tussen de drie belangrijke links voor FM-pathogenese (auto-immuniteit, neuro-inflammatie en ‘small-fibre’ neuropathie). Eén interessante implicatie van dit verband is de connectie tussen de signalisering-mechanismen van neuropathische pijn en het triggeren van auto-immuniteit. We speculeren hier over de mogelijke implementatie van deze connectie voor de behandeling van FM en benadrukken het voorbeeld van de inhibitie van cathepsine-S of fractalkine.

We herinneren de lezers (zie ‘SNPs in TRP ion-kanalen bij CVS’): ‘Transient receptor potential’ (TRP) ion-kanalen zijn kation-kanalen met een vermeende rol bij vele fysiologische signalisering-mechanismen. Bij zoogdieren omvatten TRPs 6 groepen: TRPA (ankyrine), TRPC (kanoniek), TRPM (melastatine), TRPML (mucolipine), TRPP (polycystine) en TRPV (vanilloïd). In het algemeen zijn de TRPC-kanalen niet-selektieve kation-kanalen; slechts 2 zijn zeer doorlaatbare Ca²⁺-kanalen en 2 zijn ondoorlaatbaar voor Ca²⁺.

Er zijn meldingen gemaakt over significant gedaalde aantallen ‘natural killer’ (NK) cellen in het bloed en een significante reductie qua NK-cel cytotoxiciteit bij M.E.(cvs), en dit bleek gerelateerd met de ziektegraad. Maar er zijn ook studies waar dit niét blijkt. Er bestaat een hypothese dat M.E.(cvs) verstoorde funktie van ‘Transient Receptor Potential Melastatin’ 3 (TRPM3) ion-kanalen omvat en dit zou dan calcium-signalisering en werking van NK-cellen aantasten. Dit wordt hier bevestigd.

De onderzoekers van onderstaand artikel hebben ontdekt dat het medicijn naltrexon zorgt voor een significant herstel gebrekkige receptoren die geassocieerd bleken met Myalgische Encefalomyelitis. Deze researchers waren “de eersten die de ‘patch-clamp’ techniek (uitleg hieronder) in immuun-cellen gebruikten om TRP-receptor funktie te meten”. De gebruikte immuun-cellen worden aangewend als model voor het beoordelen van de werking van de TRP-receptor en weerspiegelen de fysiologische aktiviteit in alle weefsels in het lichaam waar deze receptoren tot expressie komen. De auteurs “banen zo de weg voor de identificatie van de pathologie van M.E./CVS en de ontwikkeling van een biomerker”.

Naast het benadrukken van de relevantie van (de implicaties van) hun onderzoek gingen ze o.i. ook in op de kritiek dat de rapporten over NK-cel dysfunktie inconsistent zijn, door de bijna gelijktijdige publicatie van een overzicht (in het tijdschrift Systematic Reviews Vol 8) – ‘A systematic review of natural killer cells profile and cytotoxic function in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome’. Hun literatuurstudie vond dat verstoorde NK-cel cytotoxiciteit de “meest consistente immunologische melding” in de relevante publicaties maar dat de “onderzochte uitkomsten verschilden tussen studies”. Ze besloten dat “NK-cel cytotoxiciteit een betrouwbaar en geschikt cellulair model” blijft bij M.E.(cvs)-research. Ook afwijkende waarden qua NK-cel lytische proteïnen werden gerapporteerd. Bijkomende “research blijft aanbevolen” en het is “mogelijk dat NK-cel abnormaliteiten slechts een subgroep M.E./CVS-patiënten karakteriseert” (door de heterogeniteit van de ziekte zelf of omdat de studies verschillende bevindingen rapporteren)…

————————-

Frontiers in Immunology (2019)

Naltrexone Restores Impaired Transient Receptor Potential Melastatin 3 Ion Channel Function in Natural Killer Cells From Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome Patients

Helene Cabanas^1,2,3*, Katsuhiko Muraki^3,4, Donald Staines^1,2,3 & Sonya Marshall-Gradisnik^1,2,3

¹School of Medical Science, Griffith University, Gold Coast, QLD, Australia

²The National Centre for Neuroimmunology and Emerging Diseases, Menzies Health Institute Queensland, Griffith University, Gold Coast, QLD, Australia

³Consortium Health International for Myalgic Encephalomyelitis, National Centre for Neuroimmunology and Emerging Diseases, Griffith University, Gold Coast, QLD, Australia

⁴Laboratory of Cellular Pharmacology, School of Pharmacy, Aichi-Gakuin University, Nagoya, Japan

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een ernstige, langdurige en invaliderende ziekte zonder gekende oorzaak, gekenmerkt door chronische pijn en vermoeidheid, geheugen- en concentratie-stoornissen, en inflammatie. M.E./CVS-hypothese omvat verstoorde funktie van ‘Transient Receptor Potential Melastatin’ 3 (TRPM3) ion-kanalen, wat calcium-signalisering en ‘natural killer’ (NK) cel funkties aantast. Opioïden, agonisten [agonist = signalisatie-molekule die een receptor aktiveert] van mu (μ)-opioïde receptoren (μOR), zijn de sterkste pijn-bestrijders die klinisch beschikbaar zijn voor mensen die lijden onder de sterke en langdurige pijn die karakteristiek is voor M.E./CVS. Er werd gerapporteerd dat μOR TRPM3 specifiek inhiberen en tot expressie komen in immuun-cellen waar ze een immunomodulerende en immunosuppressieve rol spelen. Naltrexon-hydrochloride (NTX) werkt als een antagonist [molekule die op een receptor bindt maar geen biologische respons opwekt] voor de μOR en doet zodoende de inhiberende werking te niet van deze opioïde receptor op TRPM3. Daarom zal het begrijpen van het mechanisme van de werking van NTX op het reguleren en moduleren van de TRPM3-kanaal funktie in NK-cellen belangrijke informatie bieden voor de ontwikkeling van doeltreffende therapeutische interventies voor M.E./CVS. De ‘whole-cell patch-clamp’ techniek [manier uit de elektrofysiologie om ionen-stroompjes in ion-kanalen (in het cel-membraan) te meten in individuele levende cellen, weefsels of ‘patches’ (strookjes) van cel-membranen; klassiek wordt een capillair glas op het cel-membraan gezet om een nauwe verbinding te vormen] werd gebruikt om TRPM3-aktiviteit te meten in interleukine-2 (IL-2) gestimuleerde en (24 h) NTX-behandelde NK-cellen van 8 M.E./CVS-patiënten en 8 voor leeftijd en geslacht gematchte gezonde controles, na modulatie met een TRPM3-agonist, pregnenolon-sulfaat (PregS [endogene exciterende neuro-aktieve steroïde molekule]), NTX en een TRPM3-antagonist [blokkerende molekule], ononetine. We bevestigden verstoorde TRPM3-funktie bij M.E./CVS-patiënten via elektrofysiologische onderzoeken in IL-2 gestimuleerde NK-cellen na modulatie met PregS en ononetine. Belangrijk: de TRPM3-kanaal aktiviteit werd hersteld in IL-2 gestimuleerde NK-cellen geïsoleerd bij M.E./CVS-patiënten na 24 h incubatie met NTX. Bovendien toonden we aan dat NTX niet werkt als een agonist door directe koppeling op de TRPM3 ion-kanaal ‘gating’ [‘poort-werking’; overgang tussen de open en gesloten toestanden van een ion-kanaal]. De opioïde antagonist NTX heeft het potentieel de inhiberende werking van opioïde receptoren op TRPM3 in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten te niet te doen, resulterend in her-modelering van calcium-signalen, wat op z’n beurt cel-funkties beïnvloedt; dit ondersteunt de hypothese dat NTX potentieel kan hebben voor het gebruik als behandeling voor M.E./CVS. Onze resultaten tonen, voor het eerst, en op basis van nieuwe ‘patch-clamp’ elektrofysiologie, potentiële farmaco-therapeutische interventies bij M.E./CVS.

Inleiding

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een ernstige systemische, verworven aandoening met ongekende oorzaak, gekenmerkt door aanhoudende of terugkerende incapaciterende vermoeidheid vergezeld door een waaier aan multi-systemische manifestaties. Er zijn nog geen bevestigende diagnostische testen of aanvaarde specifieke behandelingen. De diagnose wordt nu nog gesteld op basis van de Canadese Consensus Criteria (CCC, 2003) en de ‘International Case Criteria’ (ICC, 2011), die symptomen van post-exertionele malaise, vermoeidheid die niet verlicht wordt door rust, hoofdpijn, gewricht- en spier-pijn, geheugen- en concentratie-stoornissen, pijnlijke keel, en zwelling van lymfeklieren identificeert als componenten van de ziekte. Bijkomend vertoont M.E./CVS neuro-cognitieve, autonome, cardiovasculaire, neuro-endocriene en immune manifestaties.

Hoewel de etiologie van M.E./CVS moeilijk te vatten blijft, zijn immuun-dysfunktie en abnormaliteiten qua ‘natural killer’ (NK) cel funkties de meest consistente immunologische kenmerken. NK-cellen zijn lymfocyten van het aangeboren immuunsysteem die pathogenen en tumor-cellen controleren door het beperken van hun verspreiding en daaropvolgende weefsel-schade onder de stimulatie van het endogeen interleukine-2 (IL-2) & interleukine-12 (IL-12), naast immuun-cel aktivatie en cytokine-produktie. Hoewel er een inconsistentie bestaat tussen immunologische meldingen, werden verschillen qua NK-cel fenotypes en significant verminderde aantallen perifere NK-cellen – resulterend in een significante reductie qua NK-cel cytotoxiciteit – gerapporteerd bij M.E./CVS en bleek er betrokkenheid met de ziektegraad.

Belangrijk: NK-cellen hebben calcium nodig (Ca²⁺) voor doeltreffend stimulatie en werking – inclusief NK-cel cytotoxiciteit. De intracellulaire Ca²⁺-concentratie ([Ca²⁺]i) wordt strikt gereguleerd door talrijke actoren, inclusief selektieve en niet-selektieve kanalen, pompen en uitwisselaars gelokaliseerd op het plasma-membraan en/of op organellen. Verstoring van dit strikt gereguleerd homeostatisch systeem leidt tot aandoeningen van het Ca²⁺-metabolisme en immuun-cel funkties die een belangrijke rol spelen in de pathofysiologie van meerdere ziekten of en immuun-deficiënties.

Een belangrijke bijdragende factor bij de Ca²⁺-signalisering is de grote en diverse familie van ‘Transient Receptor Potential’ (TRP) niet-selektieve kation-kanalen, die funktioneren als polymodale [die één of meerdere types prikkels kunnen waarnemen] cellulaire sensoren betrokken bij de fijnregeling van veel biologische processen in exciteerbare en niet-exciteerbare cellen. De TRP melastatine (TRPM) subfamilie van zoogdieren is de grootste, bestaande uit 8 leden die alom tot expressie komen in een reeks cellen en weefsels (zoals sensorische ganglia, het centraal zenuwstelsel (CZS), pancreatische beta-cellen, immuun-cellen, het cardiovasculair systeem en het renaal systeem) en zijn cruciaal voor de sensorische en motor-fysiologie. Specifiek: TRPM ‘member’ 3 (TRPM3) is een Ca²⁺-doorlaatbaar niet-selektief kation-kanaal dat wordt geaktiveerd door een brede waaier aan stimuli in het milieu – gaande van temperatuur, natuurlijke chemische stoffen, en toxinen of synthetische molekulen, inclusief het endogeen neuro-steroïd pregnenolon-sulfaat (PregS) en de Ca²⁺-kanaal inhibitor nifedipine [medicijn behorend tot de calcium-antagonisten], tot mechanische stimuli. TRPM3-kanalen reageren ook op endogene agentia en boodschapper-molekulen geproduceerd bij weefsel-beschadiging en inflammatie. Belangrijk is dat TRPM3 geïdentificeerd werden als een thermosensitief en nociceptor kanaal betrokken bij de detektie van acute warmte-voelende en inflammatoire hyperalgesie [verhoogde pijngevoeligheid] voor warmte alsook bij pijn-transmissie in het CZS. TRPM3 is daardoor betrokken bij meerdere pijn-gerelateerde pathologische aandoeningen/modaliteiten, inclusief inflammatoire of neuropathische pijn, en wordt daarom geïdentificeerd als een potentieel doelwit voor analgetische behandelingen. Bovendien werd ontregeling van thermoregulerende responsen gerapporteerd bij M.E./CVS-patiënten en is veralgemeende pijn zonder zichtbare weefsel-schade een kenmerk van M.E./CVS suggestief voor mogelijke CZS-stoornissen.

In eerdere studies rapporteerden we een deficiet van TRPM3 ion-kanalen geassocieerd bij M.E./CVS. [Cabanas H et al. Loss of transient receptor potential melastatin 3 ion channel function in natural killer cells from Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis patients. Mol Med. (2018) 24: 44 /// Cabanas H et al. Validation of impaired transient receptor potential melastatin 3 ion channel activity in natural killer cells from Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis patients. Mol Med. (2019) 25: 14] Een genoom-studie suggereerde het belang van TRPM3 in de pathofysiologie van M.E./CVS en identificeerde 5 ‘single nucleotide’ polymorfismen (SNPs) (rs6560200, rs1106948, rs12350232, rs11142822, rs1891301) in TRPM3-genen bij M.E./CVS-patiënten. [Marshall-Gradisnik S et al. Natural killer cells and single nucleotide polymorphisms of specific ion channels and receptor genes in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Appl Clin Genet. (2016) 9: 39-47] Significante reductie qua TRPM3 oppervlakte-expressie en Ca²⁺-mobilisatie in immuun-cellen werden daarna gerapporteerd bij M.E./CVS-patiënten. [Nguyen T et al. Novel identification and characterisation of Transient receptor potential melastatin 3 ion channels on Natural Killer cells and B lymphocytes: effects on cell signalling in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis patients. Biol Res. (2016) 49: 27 /// Nguyen T et al. Impaired calcium mobilization in natural killer cells from Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis patients is associated with transient receptor potential melastatin 3 ion channels. Clin Exp Immunol. (2017) 187: 284-93] Nieuwe elektrofysiologische onderzoeken gebruikten ‘whole-cell patch-clamp’ technieken voor het melden van een significante reductie qua TRPM3 ion-kanaal aktiviteit na PregS en nifedipine stimulatie in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten [zie Cabanas H et al. hierboven] Bovendien bleken ionen-stroompjes bij M.E./CVS-patiënten resistent voor ononetine in aanwezigheid van PregS & nifedipine. Bijgevolg heeft ontregeling van de TRPM3-funktie bij M.E./CVS-patiënten, die de [Ca²⁺]i a Ca₂₊-signalisering beïvloedt, significante implicaties voor de NK-cel regulerende machinerie en funkties, en vertegenwoordigt dit een nieuw en aantrekkelijk therapeutisch doelwit voor de M.E./CVS-pathologie.

Er zijn weinig behandelingen beschikbaar voor mensen die lijden onder ernstige of langdurige pijn kenmerkend voor M.E./CVS. Opioïden, agonisten van mu (μ)-opioïde receptoren (μOR), zijn momenteel de sterkste, klinische beschikbare pijnstillers. Opioïden oefenen hun effekten uit via interaktie met molekulen die behoren tot een groep receptor-proteïnen genaamd G-proteïne gekoppelde receptoren (GPCRs [‘signaal-overdragers’]). Deze opioïde receptoren zijn breed verspreid in het CZS, en hebben als rol het detekteren en doorgeven van pijn-signalen. Er werd niet goed begrepen hoe aktivatie van opioïd-receptoren de aktiviteit van pijn-voelende zenuw-cellen reduceert, maar literatuur suggereert nu echter dat aktivatie van GPCRs TRPM3-kanalen kan beïnvloeden en daardoor de doorstroming van Ca²⁺-ionen door de porie. GPCRs interageren met G-proteïnen die, wanneer deze geaktiveerd worden door de receptor, de Gβγ-dimeren van Gα-subunits afgeven. Inhibitie van TRPM3-aktiviteit door stimulatie van GPCRs (in het bijzonder μORs) wordt gemedieerd door een directe binding van het Gβγ-onderdeel van het ion-kanaal. Deze bevindingen tonen dat medicijnen die al worden gebruikt voor de behandeling van pijn indirect de TRPM3-funktie significant kunnen wijzigen.

Naltrexon-hydrochloride (NTX) is een opioïde antagonist die courant gebruikt wordt bij de behandeling van opioïden- en alkohol-afhankelijkheid. NTX inhibeert specifiek μORs en, in mindere mate, de delta (δ)-opioïde receptoren (δOR), die zodoende de inhiberende effekten van opioïd-receptor agonisten te niet doen. Een onderzoek toonde aan dat naloxon, een snelle respons alternatief voor naltrexon, geen direct effekt heeft op TRPM3-afhankelijke Ca²⁺-signalen in ‘dorsal root’ ganglion neuronen [neuronen in ruggemerg-zenuwtakken; ze brengen sensorische en andere informatie naar het ruggemerg] bij muizen. Wanneer het samen met DAMGO [synthetisch opioïd peptide], een zeer selektieve μOR-agonist, werd toegediend, belet naloxon echter de werking van DAMGO volledig, wat wijst op een mogelijke rol voor naloxon bij het beïnvloeden van TRPM3-signalisering. Interessant is dat TRPM3-aktivatie door nifedipine en PregS ook werd geïnhibeerd door μOR-aktivatie, wat bevestigt dat TRPM3-inhibitie een belangrijk gevolg is van perifere μOR-aktivatie. Bovendien werd gesuggereerd dat behandeling met lage-dosis naltrexon (LDN) kan werken als een immunomodulator en nuttig kan zijn voor een reeks inflammatoire aandoeningen, inclusief de ziekte van Crohn, Multipele Sclerose en fibromyalgie [Younger JW 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’]. Eerdere studies maakten ook melding van therapeutische effekten van LDN bij de behandeling van kankers zoals B-cel lymfoma en pancreas-kanker, alsook chronische pijn syndromen, maligniteiten en mentale gezondheid aandoeningen wat betreft het reduceren van pijn, vermoeidheid, slaap-stoornissen, hoofdpijn en gastro-intestinale aandoeningen.

Aangezien M.E./CVS mogelijks een TRP ion-kanaal aandoening is die het resultaat is van verstoorde TRPM3 ion-kanaal funktie, zal het begrijpen van de mechanismen betrokken bij het reguleren en moduleren van de ion-kanaal werking mogelijks belangrijke informatie leveren en leiden tot nieuwe doelwitten voor de ontwikkeling van doeltreffende therapeutische interventies. Daarnaast werden dosissen van 3-5 mg LDN per dag of LDN gebruikt om een waaier aan ziekten, inclusief M.E./CVS, te behandelen. Er is echter geen literatuur die de doeltreffendheid van NTX voor M.E./CVS-patiënten bevestigt, vandaar dat het nut van dit medicijn bij deze aandoening nog dient te worden nagegaan. De mechanismen voor de werking van NTX in immuun-cellen en bij M.E./CVS-pathologie vereisen daarnaast verder onderzoek. Aangezien de TRPM3 ion-kanaal funktie verstoord is in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten [zie Cabanas H et al. hierboven], wilden we in de huidige studie het vermogen onderzoeken van NTX om de TRPM3 ion-kanaal funktie bij M.E./CVS te herstellen gebruikmakend van ‘whole cell patch-clamp’ technieken. Herstel van de TRPM3-funktie is vereist om Ca²⁺-signaal her-modelering in NK-cellen te bevorderen. Onze resultaten geven aan dat NTX TRPM3-achtige ionen-stroompjes in IL-2 gestimuleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten na 24 h incubatie herstelt. Onze bevindingen geven ook aan dat NTX de TRPM3-afhankelijke Ca²⁺-signalen niet aantast wanneer het direct wordt toegepast op IL-2 gestimuleerde NK-cellen van zowel niet-vermoeide controles als M.E./CVS-patiënten, wat suggereert dat NTX niet werkt als een agonist door directe koppeling op het TRPM3 ion-kanaal ‘gating’-mechanisme. Tot besluit geven onze nieuwe bevindingen aan dat NTX het potentieel heeft de TRPM3-kanaal aktiviteit bij M.E./CVS-patiënten te herstellen, resulterend in Ca²⁺-signaal her-modelering, wat op z’n beurt cel-funkties beïnvloedt en de hypothese ondersteunt dat NTX mogelijks kan worden gebruikt als een behandeling voor M.E./CVS.

Materialen & methodes

Recrutering van patiënten

8 M.E./CVS-patiënten & 8 voor leeftijd en geslacht gematchte gezonde controles (HC) […] 18-60 jaar. Alle M.E./CVS-patiënten hadden een bevestigde medische diagnose gekregen en waren gescreend d.m.v. een uitgebreide vragenlijst overéénkomstig de CDC, CCC & ICC definities. Alle 8 M.E./CVS-patiënten waren CCC gedefinieerd. […] Geen enkele van de deelnemers maakte melding van gebruik van opioïden of enige andere pijnstillers gedurende 3 voorafgaande maanden, noch farmacologische agentia die TRPM3 of Ca²⁺-signalisering direct of indirect beïnvloeden. […]

Isolatie van perifeer bloed mononucleaire cellen en ‘Natural Killer’ cellen

[…]

[…] PBMCs werden behandeld om de leefbaarheid te bepalen. […]

NK-cellen werden geïsoleerd d.m.v. immunomagnetische selektie […]. Zuivering van NK-cellen werd beoordeeld via flow-cytometrie. […] De NK-cel populatie werd geïdentificeerd als CD3^–CD56⁺ cellen.

Interleukine-2 stimulatie en behandeling

[…]

Elektrofysiologische Recording bij totale cellen

[…] Glazen capillaire elektroden gemonteerd op een manipulator. De elektrische signalen werden versterkt en opgenomen (PClamp software). […]

Statistische analyse

[…] Enkel CD3^–lymfocyten werden verder gebruikt om NK-cel subsets te karakteriseren op basis van CD56 & CD16: NK-cel subsets werd gekarakteriseerd gebruikmakend van de oppervlakte-expressie van CD56^BrightCD16^Dim/- NK-cellen en CD56^DimCD16^Bright/+ NK-cellen. […] Significantie: p < 0.05 […].

Resultaten

Karakeristieken van de deelnemers en bloed-parameters

[…] Er was geen significant verschil qua leeftijd of geslacht [allemaal vrouwen] tussen de patiënten en HC. […]

‘Natural Killer’ cel zuiverheid

De NK-cel zuiverheid (CD3^–/CD56⁺) was 90,3% voor HC en 90,9% voor M.E./CVS […]. Er was geen significant verschil qua NK-cel zuiverheid tussen M.E./CVS-patiënten en HC.

Effekten van opéénvolgende toepassingen van PregS op TRPM3-aktiviteit

Er werden elektrofysiologie registratie-gegevens verkregen voor geïsoleerde menselijke NK-cellen geïncubeerd met IL-2 gedurende 24 h (‘whole-cell patch-clamp’ techniek). De endogene TRPM3-kanaal aktiviteit werd gestimuleerd via twee opéénvolgende toedieningen van PregS; dit liet metingen toe van een klein stroompje onder ‘voltage-clamp’ [het voltage (elektrische spanning) over het cel-membraan wordt gecontroleerd en het resulterend stroompje geregistreerd] condities en observatie van de typische vorm van het TRPM3 stroom/spanning verband (I/V) [elektrische stroom (I, in pA) wordt in een grafiek uitgezet t.o.v. het voltage (V, -100 mV tot +100 mV)]. Inderdaad: we maten een klein typisch TRPM3-achtig ionen-stroompje in NK-cellen geïsoleerd bij HC na beide achteréénvolgende toevoegingen van PregS. In tegenstelling daarmee en zoals eerder gerapporteerd, waren de amplitudes van de ionen-stroompjes significant gedaald na opéénvolgende PregS-stimulaties in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten in vergelijking met HC (p < 0.0001 & p = 0.0001). Deze resultaten valideren de eerdere bevindingen en rapporteren dat TRPM3-kanaal aktiviteit verstoord is na opéénvolgende PregS-toedieningen op IL-2 gestimuleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten.

Modulatie van door PregS uitgelokte stroompjes met ononetine

[TRPM3-blokkerende molekule] Ononetine inhibeert doeltreffend de PregS geïnduceerde Ca²⁺-influx en ionen-stroompjes door TRPM3 ion-kanalen. Om te bevestigen dat TRPM3-aktiviteit betrokken is bij ionen-stroompjes opgewekt door PregS in NK-cellen, gebruikten we daarom ononetine om de TRPM3 ion-kanalen te moduleren. Zoals eerder aangetoond [zie Cabanas H et al. hierboven], werden de ionen-stroompjes opgewekt door beide achteréénvolgende toedieningen van PregS doeltreffend geïnhibeerd door simultane toepassing van ononetine in geïsoleerde NK-cellen van HC. Bovendien was het I/V-verband van ononetine-gevoelige stroompjes typisch voor TRPM3. In tegenstelling daarmee waren de ionen-stroompjes opgewekt door beide achteréénvolgende toepassingen van PregS voornamelijk resistent voor ononetine in geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten in vergelijking met HC (p = 0.0030 & p = 0.0035). Te samen genomen bevestigen deze resultaten het significant verlies van de TRPM3-kanaal aktiviteit in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten na stimulatie met IL-2 gedurende 24 h.

Effekten van opéénvolgende toepassingen van PregS op TRPM3-aktiviteit na behandeling met NTX

Gestimuleerde IL-2 NK-cellen werden ook behandeld met NTX gedurende 24 h. Er werd eerder gerapporteerd dat bij de hier gebruikte concentratie en incubatie-tijd, NTX de leefbaarheid van de cellen niet aantast of apoptose van immuun-cellen induceert. Aangezien NTX fungeert als een antagonist van de μOR (en dus de inhiberende werking van deze opioïde receptor op TRPM3 te niet doen), testten we of de amplitudes van de PregS-geïnduceerde stroompjes gemodifieerd werden in NK-cellen behandeld met NTX van HC en M.E./CVS-patiënten. Achteréénvolgende PregS-applicaties veroorzaakten kleine ionen-stroompjes met een typische vorm van het TRPM3 stroom/spanning verband (I/V) in NK-cellen geïsoleerd van HC; er werd echter geen significant verschil gemeld binnen de HC-groep tussen NK-cellen al dan niet behandeld met NTX. In tegenstelling daarmee bootsten PregS-toedieningen bij NTX-behandelde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten de PregS geïnduceerde toename na in NK-cellen van HC. Inderdaad: opéénvolgende PregS-stimulaties induceerden een significante stijging van de amplitudes van de stroompjes in NTX-behandelde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten in vergelijking met niet-behandelde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten, en aan hetzelfde niveau als behandelde en niet-behandelde NK-cellen van HC (p = 0.0001 & p = 0.0035). Bovendien vertonen de door PregS opgewekte stroompjes de typische vorm van het TRPM3 stroom/spanning verband (I/V). De gegevens suggereren dat NTX zorgt voor herstel van de TRPM3-kanaal aktiviteit bij M.E./CVS-patiënten.

Modulatie van door PregS opgewekte stroompjes met ononetine na behandeling met NTX

Om te bevestigen dat TRPM3-aktiviteit betrokken is bij ionen-stroompjes opgewekt door PregS in NTX-behandelde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten, gebruikten we ononetine om de TRPM3 ion-kanalen te moduleren. Aangezien NTX de amplitudes van de stroompjes in NTX-behandelde NK-cellen van HC niet wijzigen, werd er geen verschil aangetoond bij HC en de ionen-stroompjes opgewekt door beide achteréénvolgende toepassingen van PregS werden doeltreffend geïnhibeerd door simultane toepassing van ononetine. In tegenstelling daarmee werden de ionen-stroompjes opgewekt door achteréénvolgende PregS-applicaties doeltreffend geïnhibeerd door simultane applicatie van ononetine in geïsoleerde met NTX behandelde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Inderdaad: de ionen-stroompjes die initieel resistent waren voor ononetine in geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten werden gevoelig voor ononetine na incubatie (24 h) met NTX. Bovendien was de I/V van ononetine-sensitieve stroompjes en typisch voor TRPM3. Te samen genomen bevestigen deze resultaten het herstel van TRPM3-kanaal aktiviteit in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten na behandeling met NTX gedurende 24 h.

Effekten van opéénvolgende toepassingen van NTX en PregS op TRPM3-aktiviteit

Er werd eerder gerapporteerd dat opioïde antagonisten, zoals NTX, TRPM3-afhankelijke Ca²⁺-signalen niet aantasten wanneer dit direct wordt toegepast in perfusie. Om te verifiëren of NTX de TRPM3-kanaal aktiviteit direct kan reguleren, stimuleerden we daarom TRPM3 in NK-cellen gebruikmakend van enkel de opioïde antagonist NTX. Er werden geen TRPM3-achtige ionen-stroompjes geïnduceerd door NTX. Inderdaad: we maten geen enkele stroompjes onder ‘voltage-clamp’ condities met een vorm die typisch is voor het TRPM3 stroom/spanning verband (I/V) in IL-2 gestimuleerde NK-cellen van HC of M.E./CVS-patiënten na toevoeging van NTX. Aangezien PregS in de literatuur echter als de krachtigste TRPM3-agonist wordt beschreven en om te bevestigen dat TRPM3 ion-kanaal aktiviteit kon worden gestimuleerd, pasten we dan PregS toe op de NK-cellen van HC én M.E./CVS-patiënten. Applicatie van PregS induceerde TRPM3-achtige stroompjes bij zowel HC als M.E./CVS-patiënten. De I/V van de door PregS opgewekte stroompjes waren wat standaard is voor TRPM3. De amplitude van de stroompjes daalde echter significant na PregS-stimulatie in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten (p = 0.0006), zoals eerder aangetoond. De gegevens suggereren dat TRPM3-kanaal aktiviteit niet op een directe manier wordt gestimuleerd door NTX bij HC of M.E./CVS-patiënten. Daarom: NTX is geen directe agonist voor het TRPM3 ion-kanaal.

Modulatie van door NTX en PregS opgewekte stroompjes met ononetine

Aangezien er geen TRPM3-achtige ionen-stroompjes werden geïnduceerd na stimulatie met NTX, werd geen verschil gerapporteerd bij simultane applicatie van ononetine bij IL-2 gestimuleerde NK-cellen van HC of M.E./CVS-patiënten. In tegenstelling daarmee, werden de ionen-stroompjes opgewekt door PregS doeltreffend geïnhibeerd door gelijktijdge toediening van ononetine bij geïsoleerde NK-cellen van HC. Daarnaast waren ionen-stroompjes in aanwezigheid van PregS het meest resistent voor ononetine bij geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten, in vergelijking met HC, wat bevestigt dat TRPM3-kanaal aktiviteit niet op directe manier wordt gemoduleerd door NTX vergeleken met PregS.

Bespreking

Onze eerdere studies beschreven het verlies van TRPM3 ion-kanaal funktie geassocieerd met M.E./CVS. In de huidige studie gebruikten we de ‘whole-cell patch-clamp’ techniek als een methode om endogene TRPM3-aktiviteit te meten in IL-2 gestimuleerde NK-cellen van HC en M.E./CVS-patiënten, wat registratie van ion-kanaal stroompjes onder ‘voltage-clamp’ condities en de observatie van de vorm van het TRPM3 stroom/spanning verband (I/V) mogelijk maakt. Deze nieuwe studie bevestigt het significant verlies van de TRPM3-kanaal aktiviteit na modulatie met PregS en ononetine bij een nieuwe groep M.E./CVS-patiënten. Bijkomend melden we een gelijkaardig effekt na een tweede modulatie met PregS en ononetine van IL-2 gestimuleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Inderdaad: achteréénvolgende applicatie van PregS liet de meting toe van kleine typische TRPM3-achtige ionen-stroompjes in IL-2 gestimuleerde NK-cellen geïsoleerd bij HC. In tegenstelling daarmee daalde de amplitude van de ionen-stroompjes significant na opéénvolgende PregS-stimulatie in IL-2 gestimuleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten: een bevestiging van verstoorde TRPM3-kanaal aktiviteit bij M.E./CVS-patiënten. Daarnaast werden door PregS uitgelokte ionen-stroompjes door TRPM3 ion-kanalen significant gemoduleerd door ononetine in IL-2 gestimuleerde NK-cellen van HC vergeleken met M.E./CVS-patiënten. Inderdaad: in aanwezigheid van PregS waren ionen-stroompjes grotendeels resistent tegen ononetine in IL-2 gestimuleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten.

We rapporteren nu, voor de eerste maal, dat TRPM3-kanaal aktiviteit werd hersteld in IL-2 gestimuleerde NK-cellen geïsoleerd bij M.E./CVS-patiënten na incubatie met NTX gedurende 24 h. We toonden aan dat de behandeling met NTX gedurende 24 h geen effekt had op de door PregS uitgelokte TRPM3-achtige stroompjes bij HC, terwijl de amplitudes van de stroompjes significant stegen na opéénvolgende PregS-stimulaties bij M.E./CVS-patiënten. Daarnaast zorgde behandeling met NTX ook voor een herstel van de gevoeligheid van NK-cellen van M.E./CVS- patiënten voor ononetine, wat bevestigt dat TRPM3-aktiviteit betrokken was bij ionen-stroompjes uitgelokt door PregS in NTX-behandelde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Ten slotte rapporteren we dat directe applicatie van NTX de TRPM3-afhankelijke Ca²⁺-signalen niet aantast wanneer deze worden getest voor PregS-stimulatie van IL-2 gestimuleerde NK-cellen van HC en M.E./CVS-patiënten, wat suggereert dat NTX niet als een agonist werkt via directe koppeling van de TRPM3 ion-kanaal ‘gating’ maar dat wellicht een ‘upstream’ aanhoudend regulerend mechanisme betrokken is.

TRPM3 ion-kanalen werken als integratoren van meerdere stimuli en signalisering-mechanismen. TRPM3, dat overvloedig tot expressie komt in sensorische neuronen, worden gedefinieerd als thermosensitieve en nociceptor kanalen die organismen helpen hitte te voelen en hen meer sensitief maken voor pijn tijdens inflammatie. Er werd gerapporteerd over ontregeling van thermoregulerende responsen bij M.E./CVS-patiënten, en veralgemeende pijn alsook hersen-inflammatie zijn kenmerken van M.E./CVS. Fysiologisch worden endogene opioïden gesynthetiseerd in vivo om pijn-mechanismen en inflammatoire mechanismen te moduleren. Endogene en exogene opioïden mediëren analgesie in respons op pijnlijke stimuli door binding op opioïde receptoren, leden van de familie van GPCRs, op neuronale cellen. Interessant: molekulen die binden op opioïde receptoren en deze aktiveren, reduceren significant TRPM3-afhankelijke pijn. Rapporten suggereren dat de aktivatie van TRPM3-kanalen sterk wordt verminderd als de kanalen ook worden gestimuleerd door een waaier aan GPCRs, en in het bijzonder door de μOR verantwoordelijk voor analgetische, nuttige en ongewenste effekten van opioïden. Bij aktivatie door opioïden – aangemaakt door het lichaam (endogeen) of ingenomen als medicijn – kunnen μOR een spectrum aan acute signalisering en langdurige regulerende gedragingen mediëren. Een dergelijke funktionele veelzijdigheid kan niet worden verklaard door een simpel “aan-uit” schakelaar-model van receptor-aktivatie en is meer compatibel met dynamische en flexibele receptor-strukturen. Inderdaad: μOR interageren met, en aktiveren, heterotrimere [uit 3 verschillende delen opgebouwde] G-proteïnen om het signaal te versterken en ‘downstream’ effectoren te reguleren.

Studies hebben gerapporteerd dat TRPM3-inhibitie vereist dat het heterotrimeer G-proteïne dissocieert om te voorkomen dat de inhiberende Gαi subunit interageert met de geaktiveerde μOR, waardoor het complex in de rustende trimere toestand wordt vergrendeld. Anderzijds werd aangetoond dat TRPM3-aktiviteit sterk wordt geïnhibeerd door de directe interaktie met Gβγ aangezien de flow van ionen door TRPM3-kanalen sterk en omkeerbaar wordt geïnhibeerd wanneer het cel-membraan wordt behandeld met gezuiverd Gβγ. Interessant is dat TRPM3-kanalen fosfatidyl-inositol-4,5-bisfosfaat (PIP2 [fosfolipide-component van het cel-membraan]) in het membraan nodig hebben in om te openen, en enkele andere Gα-subunits versterken de inhibitie van TRPM3, door te werken op de gelokaliseerde depletie van PIP2. Daarom reguleren specifieke assemblage van μOR – G-proteïne complexen het openen en sluiten van de TRPM3 ion-kanaal porie and hebben op hun beurt een impact op de Ca²⁺-signalisering cascade en biologische responsen.

Belangrijk: opioïde receptoren komen veelvuldig voor in weefsels en orgaan-systemen buiten het CZS, bv. de cellen van het immuunsysteem, wat er op wijst dat opioïden in staat zijn bijkomende effekten uit te oefenen in de periferie, zoals immunomodulerende en immunosuppressieve effekten. Er bestaat bewijsmateriaal dat toonde dat de analgetische effekten van opioïden niet exclusief gemedieerd worden door opioïde receptoren in de hersenen maar ook via de aktivatie van receptoren in immuun-cellen. Op z’n beurt resulteert dit mechanisme in verschillende neven-werkingen inclusief immuun-suppressieve funkties en verslechtering van bepaalde ziekte-toestanden. Hoewel opioïden zowel het aangeboren als het adaptief immuunsysteem moduleren, lijken defekten m.b.t. aangeboren immuniteit bredere gevolgen te hebben. Bijvoorbeeld: opioïden werken als immunosuppressors op migratie en funktionele aktiviteit van responders van de aangeboren immuniteit via het moduleren van leukocyten-recrutering, cytokinen-sekretie en opruimen van bakterieën, wat leidt tot verstoring van het vermogen van de gastheer om pathogenen uit te roeien. Interessant is dat immuun-afgeleide opioïde peptiden ook een substantiële rol spelen in de modulatie van inflammatoire pijn. Er werd bv. gerapporteerd dat β-endorfine (βEP), een endogeen opioïd neuropeptide en peptide-hormoon, geproduceerd wordt door T- & B-lymfocyten alsook monocyten, in geïnflammeerde rat-poten. βEP werkt voornamelijk op μOR & δOR, en moduleert de funkties van lymfocyten en andere cellen betrokken bij gastheer-verdediging en immuniteit. Er werd getoond dat NTX δOR-aktiviteit bevordert en de cytolytische aktiviteit van NK-cellen versterkt in respons op βEP in vitro op rat-splenocyten [één van de verschillende witte bloed-cel types uit de milt], wat het potentieel gebruik van NTX bij de behandeling van immuun-deficiëntie suggereert. De δOR agonistische aktiviteit van NTX op splenocyten lijkt te wijten aan z’n krachtige μOR antagonistische werking aangezien δOR expressie streng gecontroleerd wordt een negatieve feedback regulering van μOR. NTX ontwricht deze feedback-controle door het reduceren van de μOR funktie, met als gevolg upregulering van δOR-binding die resulteert in versterkte NK-cel cytolytische respons op de liganden. Interessant: een onderzoek rapporteerde significant verminderd βEP bij M.E./CVS-patiënten wat de chronische immuun-aktivatie weerspiegelt [Conti F et al. Decreased immunoreactive beta-endorphin in mononuclear leucocytes from patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Exp Rheumatol. (1998) 16: 729-32; zie ook ‘β-Endorfine concentratie is gedaald bij CVS & Fibromyalgie’]

Belangrijk is dat NTX werkt als een antagonist voor μOR en doet zodoende de inhiberende funktie te niet van deze opioïde receptor op TRPM3. Inderdaad: opioïden die binden op μOR blokkeren de Ca²⁺-influx via inhibitie van TRPM3-kanalen. Dit dis-inhiberend effekt van NTX herstelt de TRPM3 ion-kanaal aktiviteit bij M.E./CVS-patiënten en brengt op z’n beurt de gepaste Ca²⁺-signalisering opnieuw tot stand. Elk cel-type, inclusief NK-cellen, heeft een uniek signalisering-fenotype dat in staat is Ca²⁺-signalen over te brengen met de ruimtelijke en tijds-eigenschappen die nodig zijn om de bijzondere funktie te reguleren. Fenotypische stabiliteit lijkt te worden gehandhaafd door Ca²⁺-afhankelijke feedback-mechanismen die de expressie van individuele ‘toolkit’-componenten die bijdragen aan deze cel-specifieke signalisering-systeen aanpassen. Deze homeostatische systemen zijn zeer plastisch en kunnen een proces van fenotypische her-modelering ondergaan, met als resultaat dat de Ca²⁺-signalen te hoog of te laag worden ingesteld. Dergelijke subtiele ontregeling van Ca²⁺-signalen kan een hoge impact hebben op cel-funkties en resulteren in ziekten. Afgifte van Ca²⁺ door TRPM3 lijkt een centrale rol te spelen bij de aktivatie en funktie van NK-cellen aangezien werd aangetoond dat ontregeling van TRPM3-funktie bij M.E./CVS-patiënten Ca²⁺-signalisering beïnvloedt, leidend tot een verstoorde NK-cel regulerende machinerie en funkties. Herstel van TRPM3-kanaal aktiviteit door NTX leidt tot Ca²⁺-signaal her-modelering die op z’n beurt zal bijdragen tot aktivatie van de cellen, effector-funkties, gen-expressie of differentiatie. Dus: het herstellen van Ca²⁺-homeostase in NK-cellen zal helpen bij de reaktivatie en in evenwicht brengen van de verschillende Ca²⁺-afhankelijke mechanismen, inclusief lopende transcriptie-processen, modulatie van TRPM3 oppervlakte-expressie, of constitutieve en gereguleerde vesikel [membraan-‘blaasjes’] -traffiek [beweging van biochemische signalisering-molekulen] van het ion-kanaal zelf of bijbehorende en regulerende proteïnen. Vandaar dat het herstel van Ca²⁺-homeostase ook resulteert in het herstel van de integriteit en stabiliteit van de NK-cel specifieke signalisering-systemen.

Tot besluit: M.E./CVS is een langdurende ziekte met een brede waaier aan symptomen, inclusief chronische pijn, verstoord geheugen en concentratie, en inflammatie. Het breed tot expressie komend Ca²⁺-doorlaatbaar, niet-selektief kation-kanaal, TRPM3, funktioneert als een chemo- en thermo-sensor die de detektie toelaat van pijnlijke en onschadelijke thermale stimuli. Er werd gerapporteerd dat TRPM3-dysfunktie bijdraagt tot de pathologische toestand van M.E./CVS. In de huidige studie bevestigden we verstoorde TRPM3-aktiviteit bij M.E./CVS-patiënten d.m.v. elektrofysiologische onderzoeken met IL-2 gestimuleerde NK-cellen na zowel opéénvolgende aktivatie met PregS en inhibitie met ononetine. Belangrijk: we toonden aan dat TRPM3-kanaal aktiviteit werd hersteld in IL-2 gestimuleerde NK-cellen geïsoleerd van M.E./CVS-patiënten na incubatie met NTX gedurende 24 h. Inderdaad: de opioïde antagonist NTX doet de inhiberende funktie te niet van opioïde receptoren op TRPM3 in NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Deze studie helpt niet enkel de etiologie en het pathomechanisme van M.E./CVS te begrijpen, maar bevestigt dat opioïde receptoren in immuun-cellen een belangrijke rol hebben in analgetische effekten. Ten slotte: het herstel van TRPM3-kanaal aktiviteit suggereert een immuun-modulerende werking van NTX via het her-modeleren van de TRPM3-afhankelijke Ca²⁺-signalen, die op hun beurt NK-cel funkties zullen beïnvloeden en de hypothese ondersteunen dat NTX potentieel kan hebben voor gebruik als een behandeling voor M.E./CVS.

————————-

Finse onderzoekers rapporteerden, na het bekijken van de medische dossiers van 218 M.E.(cvs)-patiënten, dat ‘low-dose’ naltrexon (3,0 – 4,5 mg/dag) bij 73,9% een positieve behandel-respons gaf. De meesten meldden verbeterde waakzaamheid/alertheid en fysieke/cognitieve prestaties. Sommigen patiënten hadden minder pijn en koorts. Voor 18,3% van de had LDN geen effekt. Bij het begin van de behandeling waren er courant milde nevenwerkingen (slapeloosheid, misselijkheid). Er werden geen ernstige nadelige effekten gerapporteerd. Het besluit was dat er sprake is van “een hoge frequentie van behandel-respons en goed veiligheid-profiel”. (‘Low-dose naltrexone in the treatment of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS)’ in Fatigue: Biomedicine, Health & Behavior; November 2019)

Onderstaand artikel (door het team rond Nakatomi en Watanabe, de auteurs van de neuro-inflammatie-studie) is een bevestiging van en aanvulling op eerdere bevindingen van een andere (Spaanse) onderzoeksgroep (zie ‘Extracellulaire vesikels: potentiële biomerkers voor M.E.(cvs)?’) over het feit dat de EV-fraktie bij mensen met M.E.(cvs) significant hoger was dan bij gezonden en dat hun EVs significant kleiner waren…

Verder werd hier geconstateerd dat de proteïnen in de extracullaire vesikels verschillen tussen M.E. (cvs), gezonde controles, mensen met idiopathische (zonder gekende oorzaak) chronische vermoeidheid of depressieve individuen. Dit alles zou dan kunnen worden aangewend als merkers voor de ziekte.

————————-

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

Identification of actin network proteins, talin-1 and filamin-A, in circulating extracellular vesicles as blood biomarkers for human Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Eguchi A¹, Fukuda S², Kuratsune H³, Nojima J⁴, Nakatomi Y⁵, Watanabe Y⁶, Feldstein AE⁷

1 Department of Gastroenterology and Hepatology, School of Medicine, Mie University, Japan; Department of Pediatrics, University of California San Diego (UCSD), La Jolla, CA, USA

2 Department of Health Welfare Sciences, Kansai University of Welfare Sciences, Kashiwara, Japan; Department of Endocrinology, Metabolism and Molecular Medicine, Osaka City University Graduate School of Medicine, Osaka, Japan; RIKEN, Centre for Biosystems Dynamics Research, Kobe, Japan

3 Department of Health Welfare Sciences, Kansai University of Welfare Sciences, Kashiwara, Japan; Department of Endocrinology, Metabolism and Molecular Medicine, Osaka City University Graduate School of Medicine, Osaka, Japan

4 Department of Laboratory Science, Yamaguchi University Graduate School of Medicine, Yamaguchi, Japan

5 Nakatomi Fatigue Care Clinic, Osaka, Japan

6 Department of Endocrinology, Metabolism and Molecular Medicine, Osaka City University Graduate School of Medicine, Osaka, Japan; RIKEN, Center for Biosystems Dynamics Research, Kobe, Japan; RIKEN Compass to Healthy Life Research Complex Program, Kobe, Japan

7 Department of Pediatrics, University of California San Diego (UCSD), La Jolla, CA, USA

Samenvatting

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) is een ernstige, invaliderende aandoening met een breed spectrum aan symptomen, inclusief pijn, depressie en neurocognitieve verslechtering. Meer dan 17 miljoen mensen ter wereld hebben M.E./CVS, voornamelijk vrouwen, waarvan bij de meesten de ziekte aanvangt tussen 30-50 jaar. Gezien het brede spectrum aan symptomen onduidelijke etiologie, ontbreken specifieke biomerkers voor diagnose en stratificatie. Hier tonen we dat actine-netwerk proteïnen in circulerende extracellulaire vesikels (EVs) specifieke niet-invasieve biomerkers voor M.E./CVS kunnen zijn. We vonden dat circulerende EVs significant waren verhoogd bij M.E./CVS-patiënten en correleerden met C-reaktief proteïne, alsook met het biologisch anti-oxidant potentieel. De ‘area under the receiver operating characteristic’ [AUC; zie verder] grafiek voor circulerende EVs was 0.80, wat een correcte diagnose toeliet in 90-94% van de M.E./CVS-gevallen. Uit twee onafhankelijke proteoom-analyses gebruikmakend van circulerende EVs van M.E./CVS, gezonde controles, idiopathische chronische vermoeidheid en depressie, bleek dat proteïnen van M.E./CVS-patiënten betrokken zijn bij focale adhesie, actine-skeletale regulering [actine is een onderdeel van het cel-‘geraamte’ dat bestaat uit verschillende soorten proteïne-polymeren, die samen zorgen voor stevigheid, vorm en beweeglijkheid], PI3K-Akt signalisering en Epstein-Barr virus infektie. In het bijzonder taline-1, filamine-A & 14-3-3 familie proteïnen waren de meest overvloedige proteïnen en deze kunnen zeer specifieke M.E./CVS-biomerkers vertegenwoordigen. Onze resultaten identificeerden het aantal circulerende EVs en EV-specifieke proteïnen als nieuwe biomerkers voor de diagnose van M.E./CVS; deze bieden belangrijke informatie van de pathogene mechanismen van M.E./CVS.

1. Inleiding

[…] Potentiële M.E./CVS-biomerkers die warden voorgesteld, omvatten wijzigingen qua werking van het autonoom zenuwstelsel [Van Cauwenbergh D, Nijs J et al. Malfunctioning of the autonomic nervous system in patients with Chronic Fatigue Syndrome: a systematic literature review. Eur. J. Clin. Invest. (2014) 44: 516-526], circulerende cytokinen […], Epstein-Barr (EB) virus [Loebel M., Scheibenbogen C et al. Serological profiling of the EBV immune response in Chronic Fatigue Syndrome using a peptide microarray. PLoS ONE (2017) 12: e0179124], energie-metabolisme [Castro-Marrero J et al. Could mitochondrial dysfunction be a differentiating marker between Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia? Antioxid. Redox Signal. (2013) 19, 1855-1860 /// Mikirova N et al. The assessment of the energy metabolism in patients with Chronic Fatigue Syndrome by serum fluorescence emission. Altern. Ther. Health Med. (2012) 18, 36-40], oxidatieve stress […] en de slaap/waak-cyclus […], maar er zijn bijkomende biomerkers nodig om M.E./CVS te onderscheiden van andere ziekten geassocieerd met vermoeidheid, zoals idiopathische chronische vermoeidheid (ICF) en depressie. M.E/CVS-behandelingen zoals cognitieve gedrag therapie en graduele oefen therapie zijn niet effektief. De ontdekking van objectieve M.E./CVS-biomerkers, alsook M.E./CVS pathogene mechanismen inclusief M.E./CVS-etiologie, zouden een lang verwachte, cruciale doorbraak op gebied van M.E./CVS betekenen.

Extracellulaire vesikels (EVs) worden afgegeven door beschadigde of gestresseerde cellen; ze bevatten cellulaire inhoud, zoals proteïnen, en circuleren in de bloedstroom. EVs worden zodoende erkend als niet-invasieve biomerkers voor verscheidene ziekten. Bovendien dragen EVs bij tot ziekte-pathogenese via hun funktie bij cel-naar-cel communicatie en het afgeven van EV-inhoud van de cel of oorsprong aan doelwit-cellen, resulterend in het moduleren van cel-signalisering in doelwit-cellen. Het aantal circulerende EVs en hun samenstelling kunnen worden aangewend voor de diagnose van menselijke ziekten, inclusief chronische lever-ziekten, alsook voor metabole toestand.

2. Materialen en methodes

2.1. Individuen en studie-ontwerp

[…] Alle individuen – M.E./CVS-patiënten (n = 99), ICF-patiënten (n = 6), depressie-patiënten (n = 8) en gezonde individuen (n = 56) – gaven hun schriftelijke toestemming […]. De gezonde individuen hadden geen abnormale labo-resultaten (hemoglobine, CRP, albumine, triglyceriden, glucose, AST, ALT of cholesterol, enz.), geen BMI ≥ 30 of < 17, geen subjectieve slaap-problemen […]. […] M.E./CVS en ICF diagnose was gebaseerd op de 1994 CDC criteria (Fukuda) en Canadese Definitie […] Exclusie-criteria: 1) neuro-inflammatoire of immune aandoeningen op basis van klinische laboratorium-testen en magnetische resonantie beeldvorming; 2) aktieve medische aandoeningen die de aanwezigheid van chronische vermoeidheid kunnen verklaren; 3) aanwezigheid zoals sommige types kwaadaardige cellen of chronische gevallen van hepatitis-B or -C; 4) alkohol- drug-misbruik; 5) ernstige obesitas (body-mass-index ≥ 30 kg/m²; 6) zwangerschap; 7) borstvoeding. De aanwezigheid van majeure depressie, fibromyalgie of somatoforme aandoening was géén criterium voor exclusie. […]

2.2. Flow-cytometrie analyse van circulerende EVs

EVs werden geteld gebruikmakend van calceïne [fluorescerende kleurstof] via flow-cytometrie. […]

2.3. Bepaling van de grootte van EVs

[…] ‘dynamic light-scattering analysis’ [techniek om de grootte van kleine partikels in oplossing te bepalen op basis van het licht dat ze verstrooien] […]; transmissie elektronen-microscopie [elektronen worden door een dun preparaat heen geschoten en vervolgens op een fluorescerende plaat geprojecteerd om ze zichtbaar te maken] […].

2.4. Oxidatieve stress

[…] Oxidatieve aktiviteit werd bepaald via het meten van d-ROMs [‘diacron-reactive oxygen metabolites’; zie ‘Mogelijke biomerker voor vermoeidheid: oxidatieve stress & anti-oxidatieve aktiviteit’] en anti-oxidatieve aktiviteit via het meten van het Biologisch Anti-oxidant Potentieel (BAP) […].

2.5. Analyse van de proteïnen-samenstelling in circulerende EVs via nanoLC-MS/MS

Circulerende EVs werden geïsoleerd uit plasma […]. […] Groep 1 (CVS & HC; n = 3 elk) […]. Groep 2 (CVS, ICF & depression; leeftijd 20-40 jaar; n = 4 elk) […]. Scheiding d.m.v. nanoLC-MS/MS [‘nano liquid chromatography tandem-mass spectrometry’; koppeling van 2 analytische technieken; combineert de fysische scheiding van vloeistof-chromatografie en de analyse op basis van massa]. […]

2.6. Statistiek

[…]

3. Resultaten

Bewijsmateriaal van ons eigen en andere laboratoria heeft ons er toe geleid te onderzoeken of het aantal circulerende EVs gestegen is bij M.E./CVS. Een eerste groep (M.E./CVS 1) omvatte 33 gezonde controles (HC) en 39 M.E./CVS-patiënten (diagnose op basis van de klinische criteria van het ‘Centre for Disease Control’), gematcht voor leeftijd, geslacht, gewicht en BMI. Circulerende EVs werden gekleurd met calceïne om de intacte circulerende EVs te tellen, met uitsluiting van contaminerende proteïnen in het plasma en kwantificatie van de calceïne-positieve circulerende EVs op basis van de intensiteit van ongekleurde circulerende EVs via flow-cytometrie. Wat betreft de geselekteerde populatie: het aantal circulerende EVs was significant verhoogd bij de M.E./CVS-patiënten (P < 0.001). Om deze resultaten te bevestigen, recruteerden we 30 andere M.E./CVS-patiënten (M.E./CVS 2), waarbij rokers en obese individuen werden uitgesloten. Het aantal circulerende EVs was ook daar significant verhoogd bij de M.E./CVS-patiënten (P < 0.001) en het gemiddelde aantal circulerende EVs was gelijkaardig bij M.E./CVS 1 & M.E./CVS 2. Het gestegen aantal circulerende EVs bij M.E./CVS werd verder gevalideerd bij bijkomende HCs (n = 20) en M.E./CVS-patiënten (n = 30) (P < 0.001). De circulerende EVs bestonden uit kleine EVs (diameter < 100 nm) en grote EVs (diameter 100-1000 nm) bij zowel M.E./CVS-patiënten als HCs – bepaald via ‘dynamic light-scattering analysis’ [zie hierboven] – en bij M.E./CVS-patiënten via transmissie elektronen-microscopie (TEM). Het aantal circulerende EVs correlereerde significant met serum c-reaktief proteïne (CRP) (P = 0.0007), en deze correlatie bleef zelfs bestaan bij gevallen met normale CRP-waarden (0 to 0,1) (P = 0.032) en BAP als anti-oxidant potentieel (P = 0.007), twee gekende merkers die toegenomen zijn bij M.E./CVS. Om de specificiteit en sensitiviteit na te gaan, bepaalden we de ROC curve [ROC-analyse is een statistische methode om de voorspellende waarde van een variabele of instrument te toetsen; de ROC-curve is een grafiek van de gevoeligheid (sensitiviteit) tegen de specificiteit /// ‘area under the curve’ (AUC) of oppervlakte onder de curve; samenvattende maatstaf die in wezen het gemiddelde maakt van de diagnostische accuraatheid over het spectrum van de test-waarden: een AUC = 1 betekent een perfekte test; AUC = 0.90-1 is excellent (hoge sensitiviteit en hoge specificiteit), 0.80-0.90 is goed] gebruikmakend van aantal circulerende EVs, CRP, d-ROMs & BAP [zie hierboven]. De ‘area under curve’ (AUC) voor aantal circulerende EVs in M.E./CVS 1 was 0.802 (P < 0.0001) (EVs vs. CRP: P < 0.001; EVs vs. BAP: P < 0.05), significant hoger dan de AUC voor CRP (0.641), AUC voor d-ROMs (0.540) & AUC voor BAP (0.710; P = 0.002). De M.E./CVS 2 groep kreeg de diagnose M.E./CVS in 90-94% gebruikmakend van ‘cut-off’ waarden van de M.E./CVS 2 groep.

Verhoogde aantallen circulerende EVs met een AUC van 0.802 voor de diagnose van M.E./CVS leidde er ons toe om verder te onderzoeken of het beoordelen van de EV-lading zou leiden tot de ontdekking van specifieke EV-signaturen bij M.E./CVS-patiënten die nieuwe biomerkers voor deze ziekte kunnen vertegenwoordigen. Gezuiverde circulerende EVs van 3 HCs en 3 M.E./CVS-patiënten werden bekeken wat betreft het EV-proteoom d.m.v. nano vloeistof-chromatografie/tandem massa-spectrometrie (nanoLC-MS/MS) analyse. Er waren in het totaal 124 proteïnen aanwezig in EVs van zowel M.E./CVS-patiënten als HCs, maar een significant aantal proteïnen was enkel aanwezig in EVs van M.E./CVS-patiënten, terwijl 22 proteïnen enkel aanwezig waren in EVs van HCs. Verder waren 75 proteïnen significant gewijzigd in EVs van M.E./CVS-patiënten t.o.v. deze van HCs (P < 0.05), inclusief 66 ge-upreguleerde proteïnen (inclusief actine netwerk proteïnen zoals taline-1, filamine-A, actine, myosine-9, vinculine, gelsoline & tubuline) en 9 ge-downreguleerde proteïnen. In het bijzonder: 63 ge-upreguleerde proteïnen vormden een cluster proteïne/proteïne-interakties gerelateerd aan meerdere mechanismen (focale adhesie [(cel–matrix adhesie) grote macromolekulaire strukturen waardoor mechanische krachten en regulerende signalen worden doorgegeven tussen de extracellulaire matrix (ECM; 3-dimensioneel netwerk van extracellulaire macromolekulen – zoals collageen, enzymen & glycoproteïnen – die strukturele en biochemische ondersteuning bieden aan omringende cellen) en een interagerende cel; sub-cellulaire strukturen die de regulerende effekten (‘signalerende gebeurtenissen’) van een cel mediëren in respons op ECM-adhesie], regulering van het actine-cytoskelet, fosfo-inositide-3-kinase (PI3K)-Akt signalisering mechanisme [intracellulair signalisering-mechanisme dat belangrijk is voor het reguleren van de cel-cyclus ] en EB-virus infektie).

We exploreerden verder of de geïdentificeerde proteïnen in EVs M.E./CVS kunnen onderscheiden van ICF en depressie, twee aandoeningen die ook geassocieerd zijn met vermoeidheid. Het aantal circulerende EVs was gelijkaardig voor de drie groepen. Gezuiverde circulerende EVs van 4 ICF-, 4 depressie- en 4 M.E./CVS-patiënten werden nagegaan wat betreft het EV-proteoom d.m.v. nanoLC-MS/MS analyse. Er waren in het totaal 579 proteïnen aanwezig in EVs van M.E./CVS-, ICF- en depressie-patiënten. Een significant aantal proteïnen (176 op 579) waren enkel aanwezig in EVs van M.E./CVS-patiënten, terwijl 20 en 32 proteïnen enkel aanwezig waren in EVs van ICF- en depressie-patiënten, respectievelijk. Daarnaast waren 134 proteïnen significant veranderd in EVs van M.E./CVS-patiënten vergeleken met die van ICF- en depressie-patiënten (P < 0.05), en waren er 111 ge-upreguleerd en 23 ge-downreguleerde proteïnen. In het bijzonder: actine [familie multi-funktionele proteïnen die microfilamenten vormen] -netwerk proteïnen zoals taline-1, filamine-A, actine, myosine-9, vinculine, gelsoline & tubuline, waren ook significant ge-upreguleerd in EVs van M.E./CVS-patiënten t.o.v. deze van ICF en depressie. Van de 111 ge-upreguleerde proteïnen waren er 105 geassocieerd met kern proteïne/proteïne-interakties, en betrokken bij focale adhesie, regulering van het actine-cytoskelet, PI3K-Akt signalisering mechanisme en EB-virus infektie.

Een specifiek profiel van circulerend EVs, van twee onafhankelijke experimenten (M.E./CVS & HC of M.E./CVS, ICF & depressie) liet ons toe specifieke proteïnen in EVs in het bloed te identificeren voor de diagnose van M.E./CVS. In de lijst van significant gewijzigde proteïnen in EVs van M.E./CVS-patiënten werden 31 proteïnen geïdentificeerd als courante proteïnen in EVs van M.E./CVS-patiënten, inclusief 30 ge-upreguleerde en 1 ge-downreguleerd. Van deze 31 geïdentificeerde proteïnen vormden 29 een cluster in proteïne/proteïne-interakties, betrokken bij de regulering van het actine-cytoskelet, focale adhesie, PI3K-Akt signalisering mechanisme en EB-virus infektie. De 12 meest overvloedige proteïnen in EVs waren nauw verbonden in de twee onafhankelijke experimenten en onderdeel van de familie van actine-netwerk proteïnen (taline-1, filamine-A, actine, actinine, vinculine, gelsoline & integrine) en proteïnen van de 14-3-3 familie [groep regulerende molekulen die het vermogen hebben om te binden op meerdere funktoneel diverse signalisering-proteïnen]. In het bijzonder: de top drie proteïnen in EVs – taline-1, filamine-A & actine – was exact dezelfde in de twee onafhankelijke experimenten. Deze resultaten onthulden dat actine-netwerk proteïnen in EVs nieuwe niet-invasieve biomerkers zijn voor de diagnose van M.E./CVS.

4. Bespreking

Dit is het eerste rapport dat vindt dat actine-netwerk proteïnen, met in begrip van taline-1 en filamine-A, in circulerende EVs kunnen worden aangewend voor specifieke M.E./CVS-diagnose, en het onderscheid te maken met ICF en depressie. We toonden ook dat het aantal circulerende EVs significant was verhoogd bij M.E./CVS vergeleken met gezonde controles, wat eerder gerapporteerde bevindingen [Castro-Marrero J. Circulating extracellular vesicles as potential biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: an exploratory pilot study. J. Extracellular Vesicles (2018) 7: 1453730] bevestigt. Potentiële biomerkers waarvoor een AUC van 0.7-0.8 voor de diagnose van M.E./CVS werden gerapporteerd, omvatten perifeer bloed mononucleaire cellen gen-expressie [Frampton D., Kerr J et al. Assessment of a 44 gene classifier for the evaluation of Chronic Fatigue Syndrome from peripheral blood mononuclear cell gene expression. PLoS ONE (2011) 6: e16872], plasma neuropeptide-Y voor symptoom-ernst [Fletcher MA, Klimas NG et al. Plasma neuropeptide Y: a biomarker for symptom severity in Chronic Fatigue Syndrome. Behav. Brain Functions (2010) 6: 76], ‘natural killer’ cel funktie [Fletcher MA, Klimas NG et al. Biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome: evaluation of natural killer cell function and dipeptidyl peptidase IV/CD26. PLoS ONE (2010) 5: e10817], cytokinen bij vrouwen [Fletcher MA, Klimas NG et al. Plasma cytokines in women with Chronic Fatigue Syndrome. J. Transl. Med. (2009) 7: 96], metagenomica of metabolomica [Nagy-Szakal D, Klimas NG et al. Insights into Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome phenotypes through comprehensive metabolomics. Sci. Rep. (2018) 8, 10056] en bloeddruk/perifere puls karakteristieken [Allen J, Newton JL et al. Chronic Fatigue Syndrome and impaired peripheral pulse characteristics on orthostasis – a new potential diagnostic biomarker. Physiol Meas. (2012) 33: 231-24 /// Frith J, Newton JL et al. Impaired blood pressure variability in Chronic Fatigue Syndrome – a potential biomarker. QJM (2012) 105: 831-838], die ook veranderd waren bij orthostatische stoornis en hartziekten. Globaal suggereert de huidige ‘evidence-base’ aangaande veel M.E./CVS-studies die cytokinen hebben gemeten dat wijzigingen qua circulerende cytokinen de kern-kenmerken van M.E./CVS niet lijken te verklaren. We ontdekten nieuwe mechanismen die het actine-cytoskelet en focale adhesie reguleren, en detekteerden meerdere andere mechanismen (PI3K-Akt signalisering en EB-virus infektie) die werden gerapporteerd in M.E./CVS-studies [Navaneetharaja N et al. A role for the intestinal microbiota and virome in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS)? J. Clin. Med. (2016) 5]. De actine-netwerk proteïnen, taline-1, actine, alfa-actinine-1, vinculine, gelsoline & integrine zijn essentieel voor cytoskeletale connecties, en verbindingen met ion-kanalen resulterend in een effekt op intracellulaire signalisering; dit wijst er op dat dit profiel gekoppeld kan worden met een brede waaier aan M.E./CVS-symptomen (o.a. spier-zwakte/pijn, endocriene stoornissen en hersen-inflammatie). Actine-netwerk proteïnen spelen ook belangrijke rollen in skelet-spieren, op deze manier: 1) taline-1 reguleert de stabiliteit van ‘myotendinous junctions’ [verbindingen tussen spieren en pezen] via het vinculine-taline-integrine systeem in skelet-spieren; & 2) menselijk gelsoline in serum komt hoofdzakelijk van skelet-spieren. Onze resultaten suggereren dat schade aan skelet-spieren betrokken kunnen zijn bij M.E./CVS-pathologie, aangezien M.E./CVS-patiënten aan beweeglijkheid verliezen bij het vorderen van de ziekte […]. Actine-netwerk proteïnen inclusief taline, vinculine-filamine, actine & actinine, hebben ook een belangrijke rol in hart-myocyten en -funktie; de resultaten in deze studie kunnen bijkomend ook een weerspiegeling zijn van een potentiële abnormaliteit van de werking van het bij M.E./CVS-patiënten. Bovendien detekteerden we ook proteïnen van de 4-3-3 familie die geassocieerd zijn met virus-infekties inclusief EB-virus. Interessant is dat EB-virus componenten gedetekteerd werden bij een grote groep M.E./CVS-patiënten. EB-virus componenten triggeren systemische auto-immune ziekten en er werden ontoereikende EBV-specifieke B- en T-cel responsen geobserveerd bij M.E./CVS-patiënten [Loebel M et al. Deficient EBV-specific B- and T-cell response in patients with Chronic Fatigue Syndrome. PLoS ONE. (2014) 9: e85387]. Dit bewijsmateriaal leidde tot onze hypothese dat EVs betrokken kunnen zijn bij M.E./CVS-progressie of -etiologie via EB-virus infektie en daaropvolgend triggeren van auto-immune ziekte in skelet-spieren; maar toekomstige studies dienen deze hypothese verder te onderzoeken.

5. Besluit

We onthulden dat het aantal circulerende EV significant gestegen is bij M.E./CVS-patiënten. Deze EVs bevatten een specifieke proteïnen-lading, in het bijzonder actine netwerk proteïnen en 14-3-3 familie proteïnen, die nieuwe specifieke M.E./CVS-biomerkers vertegenwoordigen en deze aandoening kunnen onderscheiden van ICF en klinische depressie, twee zeer uitdagende differentiële diagnoses. Toekomstige studies met grotere groepen die het matchen van de verscheidene aandoeningen met belangrijke variabelen zoals leeftijd en geslacht, alsook externe validatie studies zijn gerechtvaardigd.

De nieuwe bevindingen van deze studie kunnen wegen openen om de pathogene mechanismen van M.E./CVS te onthullen en helpen bij het ontwikkelen van betere M.E./CVS-biomerkers en doeltreffende behandelingen.

————————-

Maureen Hanson (Professor Molekulaire Biologie & Genetica), de oprichtster en directeur van het ‘Cornell Centre for Enervating NeuroImmune Disease’ (ze heeft een zoon met de ziekte…), dat M.E.(cvs)-research promoot, legt nu ook nadruk op extracellulaire vesikels (EVs): “Ze lijken een mechanisme te zijn voor signalisering tussen cellen want ze bevatten o.a. cytokinen die signalisering-proteïnen zijn…” Ze vonden al “veranderde cytokine-correlaties in plasma en in EVs” (nog geen publicaties).

Hun studies zoeken verder naar hoe EV-inhoud (cytokinen, RNA en andere proteïnen) verandert tijdens inspanning en bij post-exertionele malaise. “We hopen dat we een signaal in de immuun-respons vinden dat aantoont wat de oorzaak is of een gevolg is van iets dat post-exertionele malaise veroorzaakt.” Een ander project heeft tot doel verschillen in gen-expressie en lading van extracellulaire vesikels te identificeren (baseline en na inspanning)…