National Institute of Neurological Disorderes and Stroke, NIH, 12 december 2019

Door NIH gefinancierd onderzoek suggereert veranderingen in het immuunsysteem bij myalgische encefalomyelitis/ chronisch vermoeidheidssyndroom

Metabolisme in immuuncellen van ME/cvs-patiënten.

Met behulp van innovatieve technologie analyseerden onderzoekers het metabolisme in CD4- en CD8-cellen bij ME/cvs. © Dave Burbank/Cornell University

Nieuwe bevindingen gepubliceerd in het Journal of Clinical Investigation suggereert dat specifieke immuuncellen, nl. T-cellen, van mensen met Myalgische Encefalomyelitis/chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/cvs) verstoringen vertonen in de manier waarop ze energie produceren. Het onderzoek werd ondersteund door de National Institutes of Health.

“Dit onderzoek geeft ons bijkomend bewijs voor de rol van het immuunsysteem bij ME/cvs en kan ons belangrijke aanwijzingen geven om ons de mechanismen te helpen begrijpen die ten grondslag liggen van deze verwoestende ziekte,” zei Vicky Whittemore, Ph.D., programmadirecteur van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) [Nationaal Instituut voor Neurologische Aandoeningen en Beroerte] aan de NIH, die gedeeltelijk de studie gefinancierd heeft.

ME/cvs is een ernstige, chronische en invaliderende ziekte die een scala aan symptomen kan veroorzaken waaronder pijn, ernstige uitputting, cognitieve stoornissen, en postexertionele malaise, of de verslechtering van symptomen na fysieke of mentale activiteit. Schattingen suggereren dat tussen 836.000 en 2.5 miljoen mensen in de Verenigde Staten getroffen zouden door ME/cvs. Het is onbekend wat de ziekte veroorzaakt en er zijn geen behandelingen.

Onderzoek door Alexandra Mandarano en medewerkers in het laboratorium van Maureen Hanson, Ph.D., professor moleculaire biologie en genetica aan de Cornell University in Ithaca, New York, onderzocht biochemische reacties die betrokken zijn bij de energieproductie of het metabolisme, in twee specifieke soorten immuuncellen, verkregen van 45 gezonde controles en 53 mensen met ME/cvs [die voldoen aan de Canadese Consensuscriteria, n.v.d.r.]. Onderzoekers concentreerden zich op CD4 T-cellen, die andere immuuncellen waarschuwen over binnendringende pathogenen [ziekteverwekkers, n.v.d.r.], en CD8 T-cellen, die geïnfecteerde cellen aanvallen. Het team van Dr. Hanson maakte gebruik van geavanceerde methoden om te kijken naar de energieproductie van de mitochondriën binnen T-cellen, wanneer de cellen in een rusttoestand waren en nadat ze geactiveerd waren. Mitochondriën zijn biologische krachtcentrales en creëren het grootste deel van de energie die de cellen aandrijft.

Dr. Hanson en haar collega’s zagen geen significante verschillen in mitochondriale ademhaling, de primaire energieproducerende methode van de cellen, tussen gezonde en ME/cvs-cellen in rust of na activatie. De resultaten suggereerden echter dat glycolyse, een minder efficiënte methode van energieproductie, verstoord kan zijn bij ME/cvs. In vergelijking met gezonde cellen hadden CD4- en CD8-cellen van mensen met ME/cvs verminderde niveaus van glycolyse in rust. Bovendien hadden CD8-cellen van ME/cvs-patiënten lagere niveaus van glycolyse na activtatie.

“Ons werk toont aan hoe belangrijk het is om te kijken naar specifieke soorten immuuncellen die verschillende taken hebben, in plaats van ze allemaal samen te bekijken, wat problemen kan verbergen die specifiek zijn voor bepaalde cellen,” zei Dr. Hanson. “Bijkomende studies gericht op specifieke celsoorten zijn van belang om te kunnen ontrafelen wat er mis is gegaan met de immuunafweer bij ME/cvs.”

Dr. Hansons groep keek ook naar de grootte van het mitochondrion en de membraanpotentiaal, wat een aanwijzing kan geven over de gezondheid van mitochondriën in T-cellen. CD4-cellen van gezonde controles en mensen met ME/cvs vertoonden geen significante verschillen in mitochondriale grootte noch functie. CD8-cellen van mensen met ME/cvs toonden een verminderde membraanpotentiaal in vergelijking met gezonde cellen zowel in rust als in geactiveerde toestand.

Het team van Dr. Hanson onderzocht verbanden tussen cytokines, chemische boodschappers die instructies zenden van de ene naar de andere cel, en T-celmetabolisme. De bevindingen onthulden verschillende, en vaak tegengestelde patronen tussen gezonde en ME/cvs-cellen, wat veranderingen in het immuunsysteem suggereert. Bovendien was er een onverwachte correlatie tussen de aanwezigheid van cytokines die inflammatie veroorzaken, en een verminderd metabolisme in T-cellen.

Deze studie werd gedeeltelijk ondersteund door het Collaboratief Onderzoeksnetwerk voor ME/cvs van de NIH, een consortium ondersteund door meerdere instituten en centra aan de NIH, bestaande uit drie collaboratieve onderzoekscentra en een coördinerend centrum voor databeheer. Het onderzoeksnetwerk werd opgericht in 2017 om onderzoek naar ME/cvs te bevorderen.

“Naast het leveren van waardevolle inzichten in de immunologie van ME/cvs, hopen we dat de resultaten van het collaboratief onderzoeksnetwerk meer onderzoekers zal inspireren, in het bijzonder degenen in de vroege stadia van hun carrière, om op deze ziekte te werken,” zei Joseph Breen, Ph.D., afdelingshoofd, Afdeling Immunoregulatie, Tak Basisimmunologie, Nationaal Instiuut voor Allergie en Infectieziekten (NIAID), die gedeeltelijk de studie gefinancierd heeft.

Toekomstige onderzoeksstudies zullen het metabolisme onderzoeken in andere subgroepen van immuuncellen. Bovendien zullen onderzoekers manieren onderzoeken waarop veranderingen in het metabolisme de activiteit van T-cellen beïnvloeden.

Referentie:

Mandarano et al. Myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome patients exhibit altered T cell metabolism and cytokine associations,” Journal of Clinical Investigation . December 12, 2019

[ME/cvs-patiënten vertonen wijzigingen in T-celmetabolisme en cytokine-associaties]

Deze studie werd ondersteund door subsidie U54NS105541 van de NINDS, subsidie R21AI117595 van de NIAID, Simmaron Research en een anonieme privédonor.

Voor meer informatie:

Trans-NIH Myalgic Encephalomyelitis / Chronic Fatigue Syndrome Working Group

Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) Research Network

###

NINDS is Amerika’s grootste financier van onderzoek naar de hersenen en het zenuwstelsel. De missie van NINDS is om fundamentele kennis te vergaren over de hersenen en het zenuwstelsel en om deze kennis te gebruiken om de last van neurologische ziekten te verminderen.

Over de National Institues of Health (NIH): NIH, Amerika’s medisch onderzoekscentrum, omvat 27 instituten en centra en is een onderdeel van het Amerikaans Departement van Gezondheid en Sociale Diensten (HHS). NIH is het primaire federale agentschap dat fundamenteel, klinisch en translationeel medisch onderzoek uitvoert en ondersteunt, en de oorzaken, behandelingen en remedies voor zowel vaak voorkomende als zeldzame ziekten onderzoekt. Voor meer informatie over NIH en zijn programma’s, bezoek https://www.nih.gov.

ME/cvs-patiënten vertonen wijzigingen in T-celmetabolisme en cytokine-associaties

Alexandra H. Mandarano, Jessica Maya, Ludovic Giloteaux, Daniel L. Peterson, Marco Maynard, C. Gunnar Gottschalk, and Maureen R. Hanson

Voor het eerst gepubliceerd op 12 december 2019

Abstract

Myalgische encefalomyelitis/ chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/cvs) is een complexe ziekte zonder bekende oorzaak of mechanisme. Men komt steeds meer tot het besef dat immuun- en metabole disfunctie een rol spelen bij de ziekte. ME/cvs heeft zich historisch gepresenteerd in uitbraken, heeft vaak een griepachtig begin, en resulteert in ontstekingsverschijnselen. Patiënten lijden aan ernstige vermoeidheid en postexertionele malaise. Er is weinig bekend over het metabolisme van specifieke immuuncellen bij ME/cvs-patiënten. Om het immuunmetabolisme bij ME/cvs te onderzoeken, hebben we CD4+ en CD8+ T-cellen geïsoleerd van 53 ME/cvs-patiënten en 45 gezonde controles. We hebben de glycolyse en mitochondriale ademhaling geanalyseerd bij T-cellen in rust en geactiveerde T-cellen, samen met markers gerelateerd aan het cellulair metabolisme en cytokines in plasma. We hebben ontdekt dat CD8+ T-cellen bij ME/cvs een verminderd mitochondriaal membraanpotentiaal hebben in vergelijking met gezonde controles. Zowel CD4+ als CD8+ T-cellen van ME/cvs-patiënten hebben verminderde glycolyse in rust, terwijl CD8+ T-cellen ook een verminderde glycolyse hadden na activatie. ME/cvs-patiënten hadden significante correlaties tussen metingen van T-celmetabolisme en de hoeveelheid aanwezige cytokines in plasma dat verschilde van gezonde controlepersonen. Onze data wijzen erop dat patiënten een verminderd T-celmetabolisme hebben dat consistent is met aanhoudende immuunveranderingen bij ME/cvs die een mogelijke aanwijzing zijn voor het mechanisme dat achter deze ziekte zit.

Citeren?

Mandarano, A.H., Maya, J., Giloteaux, L., Peterson, D.L., Maynard, M. Gottschalk, C.G. en Hanson, M.R., 2019. Myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome patients exhibit altered T cell metabolism and cytokine associations . The Journal of Clinical Investigation https://doi.org/10.1172/JCI132185 .