Wanneer cellen afsterven, laten ze een soort activiteitenlogboek achter: RNA dat in het bloedplasma wordt uitgescheiden en dat veranderingen in genexpressie, cellulaire signalering, weefselbeschadiging en andere biologische processen aan het licht brengt.
Onderzoekers van Cornell ontwikkelden machinelearning-modellen die dit celvrije RNA kunnen doorzoeken en belangrijke biomarkers voor myalgische encefalomyelitis, ook bekend als chronischevermoeidheidssyndroom (ME/cvs), kunnen identificeren. Deze aanpak zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van diagnostische tests voor een invaliderende ziekte die bij patiënten lastig te bevestigen is gebleken, omdat de symptomen gemakkelijk verward kunnen worden met die van andere ziekten.
De bevindingen werden op 11 augustus gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences. Hoofdauteur is Anne Gardella, doctoraatsstudente in biochemie, moleculaire en celbiologie aan het De Vlaminck Lab.
Het project was een samenwerking tussen de laboratoria van co-senior auteurs Iwijn De Vlaminck, universitair hoofddocent biomedische technologie aan Cornell Engineering en van Belgische afkomst, en Maureen Hanson, Liberty Hyde Bailey Professor aan de afdeling Moleculaire Biologie en Genetica van de Faculteit Landbouw en Levenswetenschappen.
“Door de moleculaire vingerafdrukken die cellen in het bloed achterlaten te lezen, hebben we een concrete stap gezet in de richting van een test voor ME/cvs,” aldus De Vlaminck. “Deze studie toont aan dat een buisje bloed aanwijzingen kan geven over de biologie van de ziekte.”
Het labo van De Vlaminck gebruikte de celvrije RNA-techniek eerder om de aanwezigheid van de ziekte van Kawasaki en het multisysteem inflammatoir syndroom bij kinderen (MIS-C) te identificeren – raadselachtige ontstekingsaandoeningen die ook moeilijk te diagnosticeren zijn gebleken. Nadat De Vlaminck een presentatie had gegeven over een project met celvrij DNA nam Hanson, die de pathofysiologie van ME/cvs bestudeert, contact op voor een mogelijke samenwerking.
Het gebruik van celvrij RNA om de celvernieuwing in het hele systeem van patiënten te meten, is een relatief nieuw concept, en het leek bijzonder geschikt om het mysterie van ME/cvs te ontrafelen.
“ME/cvs treft veel verschillende delen van het lichaam,” aldus Hanson, directeur van het Cornell Center for Enervating NeuroImmune Disease (ENID). “Het zenuwstelsel, het immuunsysteem, het cardiovasculaire systeem. Door plasma te analyseren, krijg je inzicht in wat er in die verschillende delen gebeurt.”
Er zijn geen laboratoriumtests voor ME/cvs, dus artsen moeten afgaan op een reeks symptomen, zoals uitputting, duizeligheid, verstoorde slaap en ‘hersenmist’.
“Het probleem is dat veel van de symptomen waarmee een patiënt bij een huisarts komt, veel verschillende dingen kunnen zijn,” aldus Hanson. “En wat die huisarts het liefst zou willen, is een bloedtest.”
Bloedmonsters werden afgenomen bij ME/cvs-patiënten en een controlegroep van gezonde, zij het inactieve mensen. Het team van De Vlaminck centrifugeerde het bloedplasma om de RNA-moleculen die vrijkwamen tijdens celbeschadiging en celdood te isoleren en vervolgens te sequencen.
Ze identificeerden meer dan 700 significant verschillende transcripten tussen de ME/cvs-gevallen en de controlegroep. Deze resultaten werden geanalyseerd met behulp van verschillende machinelearning-algoritmen om een classificatietool te ontwikkelen die tekenen van ontregeling van het immuunsysteem, desorganisatie van de extracellulaire matrix en T-celuitputting bij ME/cvs-patiënten aan het licht bracht.
Met behulp van statistische analysemethoden konden ze in kaart brengen waar de RNA-moleculen vandaan kwamen door de patronen van genexpressie te ontrafelen op basis van bekende celtype-specifieke markergenen, zoals bepaald in een eerder ME/cvs-onderzoek naar single-cell RNA-sequencing door het Grimson Lab van Cornell.
“We hebben zes celtypen geïdentificeerd die significant verschilden tussen ME/cvs-patiënten en controles,” aldus Gardella. “Het celtype met de hoogste graad van verhoogde waarden bij patiënten is de plasmacytoïde dendritische cel. Dit zijn immuuncellen die betrokken zijn bij de productie van type 1-interferonen, wat kan wijzen op een overactieve of langdurige antivirale immuunrespons bij patiënten. We hebben ook verschillen waargenomen in monocyten, bloedplaatjes en andere subgroepen van T-cellen, wat wijst op een brede immuunontregeling bij ME/cvs-patiënten.”
De celvrije RNA-classificatiemodellen hadden een nauwkeurigheid van 77% bij het detecteren van ME/cvs – nog niet hoog genoeg voor een diagnostische test, maar wel een flinke stap voorwaarts in het veld. De onderzoekers hopen dat de aanpak hen kan helpen de complexe biologie achter andere chronische ziekten te begrijpen en ME/cvs te onderscheiden van langdurige covid.
“Hoewel langdurige covid het bewustzijn van infectiegerelateerde chronische aandoeningen heeft vergroot, is het belangrijk om ME/cvs te herkennen, omdat het eigenlijk vaker voorkomt en ernstiger is dan veel mensen zich realiseren,” aldus Gardella.
Medeauteurs zijn onder meer Andrew Grimson, hoogleraar moleculaire biologie en genetica aan de Faculteit der Kunsten en Wetenschappen; Daniel Eweis-LaBolle, Ph.D. ’27 en Conor Loy, Ph.D. ’24; onderzoekstechnici Emma Belcher en Joan Lenz; ENID-centrummanager Carl Franconi; en Sally Scofield ’27.
Het onderzoek werd ondersteund door de National Institutes of Health en de WE&ME Foundation.
David Nutt, Cornell Chronicle, 11 augustus 2025.
Vertaling admin, redactie NAHdine, ME-gids.
A.E. Gardella, D. Eweis-LaBolle, C.J. Loy, E.D. Belcher, J.S. Lenz, C.J. Franconi, S.Y. Scofield, A. Grimson, M.R. Hanson, & I. De Vlaminck, Circulating cell-free RNA signatures for the characterization and diagnosis of myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (33) e2507345122, https://doi.org/10.1073/pnas.2507345122 (2025).
