Stanford Medicine, 29 april 2019

Wetenschappers van Stanford hebben een op bloed gebaseerde test ontworpen die mensen met chronisch vermoeidheidssyndroom accuraat identificeerde, zo rapporteert een nieuwe studie.

Ron Davis is de seniorauteur van een paper die een bloedtest beschrijft die mogelijk het chronisch vermoeidheidssyndroom kan identificeren. © Steve Fisch/ Stanford School of Medicine.

Mensen die lijden aan een invaliderende en vaak gebagatelliseerde ziekte, bekend als chronisch vermoeidheidssyndroom, hebben binnenkort misschien iets in handen waar ze al decennia naar op zoek zijn: wetenschappelijk bewijs van hun aandoening.

Onderzoekers aan de Stanford University School of Medicine hebben een bloedtest gecreëerd die de ziekte kan detecteren, waarvoor momenteel geen standaard, betrouwbare diagnostische test bestaat.

“Al te vaak wordt deze ziekte gecatalogeerd als ingebeeld,” zegt Ron Davis, PhD, professor in de biochemie en genetica. Wanneer personen met chronisch vermoeidheidssyndroom hulp zoeken bij een arts, kunnen ze een reeks testen ondergaan die hun lever, nieren en hartfunctie controleert, evenals bloed- en immuunceltests, zei David. “Al deze verschillende testen zouden de arts normaal gesproken naar een of andere ziekte leiden, maar voor patiënten met chronisch vermoeidheidssyndroom, komen alle resultaten normaal terug,” zei hij.

Het probleem is, zei hij, dat ze niet diep genoeg kijken. Nu hebben Davis, Rahim Esfandyarpour, PhD, een voormalig onderzoeksmedewerker van Stanford en hun collega’s een op bloed gebaseerd test ontworpen die met succes studiedeelnemers identificeert met chronisch vermoeidheidssyndroom. De test, die zich nog in een pilootfase bevindt, is gebaseerd op hoe de immuuncellen van een persoon reageren op stressoren. Met bloedstalen van 40 mensen – 20 met chronisch vermoeidheidssyndroom [n.v.d.r. die voldoen aan de Canadese Consensuscriteria voor ME/CVS en matig tot ernstig ziek zijn], en 20 zonder – leverde de test nauwkeurige resultaten op, waarbij de test alle patiënten met chronisch vermoeidheidssyndroom detecteerde en geen enkele van de gezonde controles.

Het diagnostisch platform zou zelfs kunnen helpen bij het identificeren van mogelijke geneesmiddelen om chronisch vermoeidheidssyndroom te behandelen. Door de bloedstalen van de deelnemers bloot te stellen aan geneesmiddelenkandidaten en de diagnostische test opnieuw uit te voeren, zouden de wetenschappers mogelijk kunnen zien of het geneesmiddel de respons van de immuuncellen verbetert. Het team gebruikt het platform reeds om te screenen op mogelijke geneesmiddelen waarvan ze hopen dat ze mensen met chronisch vermoeidheidssyndroom in de toekomst kunnen helpen.

Een paper die de onderzoeksbevindingen beschrijft, werd online gepubliceerd op 29 april in de Proceedings of the National Academy of Sciences. Davis is de seniorauteur. Esfandyarpour, die nieuw is op de faculteit van de University of California-Irvine, is de hoofdauteur.

Bewijs leveren

De diagnose van chronisch vermoeidheidssyndroom, wanneer het effectief wordt gediagnosticeerd, is gebaseerd op symptomen – uitputting, gevoeligheid voor licht en onverklaarde pijn, naast andere dingen – en het gebeurt slechts nadat andere mogelijkheden uitgesloten zijn. Het is ook bekend als myalgische encefalomyelitis, en wordt aangeduid met het acroniem ME/CVS. Naar schatting 2 miljoen mensen in de Verenigde Staten hebben chronisch vermoeidheidssyndroom, maar dat is een ruwe schatting, zei Davis, en het ligt waarschijnlijk veel hoger.

Voor Davis is de zoektocht naar wetenschappelijk bewijs voor de ziekte persoonlijk. Het komt voort uit een verlangen om zijn zoon te helpen, die al ongeveer 10 jaar aan de ziekte lijdt. In feite was het een biologische aanwijzing die Davis voor het eerst waarnam bij zijn zoon die hem en Esfandyarpour ertoe dreven om de nieuwe diagnostische tool te ontwikkelen.

“We zien duidelijk een verschil in de manier waarop gezonde immuuncellen en immuuncellen met chronisch vermoeidheidssyndroom stressoren verwerken.”

De methode, waarvan Esfandyarpour de ontwikkeling leidde, maakt gebruik van een “nano-elektronische test,” die een test is die veranderingen meet in minuscule hoeveelheden energie als een proxy voor de gezondheid van immuuncellen en bloedplasma. De diagnostische technologie bevat duizenden elektroden die een elektrische stroom opwekken, evenals kamers die plaats bieden voor de vereenvoudigde bloedstalen die bestaan uit immuuncellen en plasma. Binnen de kamers interfereren de immuuncellen en plasma met de stroom, die van de ene naar de andere kant vloeit. De verandering in elektrische activiteit is rechtstreeks gecorreleerd met de gezondheid van het staal.

Het idee is om de stalen van zowel de gezonde als zieke patiënten onder stress te zetten door gebruik te maken van zou, en dan te vergelijken hoe iedere staal de vloed van de elektrische stroom beïnvloedt. Veranderingen in de stroom wijzen op veranderingen in de cel: hoe groter de verandering in de stroom, hoe groter de verandering op cellulair niveau. Een grote verandering is geen goede zaak; het is een teken dat de cellen en plasma haperen onder stressoren en niet in staat zijn om het op de juiste manier te verwerken. Alle bloedstalen van ME/CVS-patiënten creëerden een duidelijke piek in de test, terwijl die van gezonde controles gegevens voortbrachten die relatief evenwichtig waren.

“We weten niet precies waarom de cellen en plasma op deze manier reageren, of zelfs wat ze doen,” zei Davis. “Maar er is wetenschappelijk bewijs dat deze ziekte geen verzinsel is van de patiënt. We zien duidelijk een verschil in de manier waarop gezonde immuuncellen en immuuncellen met chronisch vermoeidheidssyndroom stressoren verwerken.” Nu gaan Esfandyarpour en Davis hun werk uitbreiden om de bevindingen te bevestigen in een groter cohort van deelnemers. Rekrutering voor het groter project, dat als doelstelling heeft om het succes van de diagnostische test te bevestigen, wordt op voortschrijdende basis gedaan. Degenen die geïnteresseerd zijn in deelname, moeten contact opnemen met klinisch onderzoekscoördinator Anna Okumu.

Dubbel nut

Naast het diagnosticeren van ME/CVS gebruiken de onderzoekers het platform ook om te screenen op behandelingen met geneesmiddelen, aangezien de opties momenteel schaars zijn. “Door middel van de nano-elektronische test, kunnen we gecontroleerde doses van veel verschillende potentieel therapeutische geneesmiddelen toevoegen aan de bloedstalen van patiënten en de diagnostische test opnieuw uitvoeren,” zei Esfandyarpour.

Als de bloedstalen afgenomen van degenen met ME/CVS, nog steeds slecht reageren op stressoren en een piek in elektrische stroom genereren, dan zal het geneesmiddel waarschijnlijk niet werken. Als een geneesmiddel echter de sprong in elektrische activiteit lijkt te verminderen, zou dit kunnen betekenen dat het de immuuncellen en plasma helpt om de stressor beter te verwerken. Tot dusver heeft het team al een kandidaat-geneesmiddel gevonden dat de immuuncellen en plasma tot een gezonde functie lijkt te herstellen bij uitvoering van de test. Het geneesmiddel, hoewel succesvol in de test, wordt momenteel niet gebruikt voor mensen met ME/CVS, maar Davis en Esfandyarpour zijn hoopvol dat ze hun bevinding in de toekomst kunnen testen in een klinische studie.

Alle geneesmiddelen die getest worden, zijn ofwel reeds goedgekeurd door de Food and Drug Administration of zullen spoedig algemeen toegankelijk zijn voor het publiek, wat de sleutel is tot snelle toegang en verspreiding als een van deze middelen doeltreffend blijkt.

Davis is lid van Stanford Bio-X, het Stanford Cancer Institute en het Stanford Maternal & Child Health Research Institute.

Andere aan Stanford verbonden auteurs van de studie zijn onderzoekwetenschappers Neda Nemat-Gorgani en Jullie Wilhelmy en onderzoeksassistent Alex Kashi.

De studie werd gefinancierd door de Open Medicine Foundation. Davis is de directeur van de wetenschappelijke adviesraad van de stichting.

De afdelingen Genetica en Biochemie van Stanford ondersteunden ook het werk.

Door Hanae Armitage

Hanaey Armitage is een wetenschapsjournalist voor de Office of Communication & Public Affairs van het departement geneeskunde. E-mail haar op harmitag@stanford.edu.

© Stanford Medicine. Vertaling Zuiderzon, redactie Abby, ME-gids.

Geherpubliceerd met toestemming van de Stanford School of Medicine’s Office of Communication & Public Affairs.

Een nano-elektronische op bloed gebaseerde diagnostische test voor myalgische encefalomyelitis/ chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/CVS)

R. Esfandyarpour, A. Kashi, M. Nemat-Gorgani, J. Wilhelmy, and R. W. Davis.

PNAS gepubliceerd op 29 april 2019. https://doi.org/10.1073/pnas.1901274116

Significantie

Myalgische encefalomyelitis/chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/CVS) is een ziekte die ongeveer 2 miljoen mensen treft in de Verenigde Staten, en nog veel meer over de hele wereld. Een combinatie van factoren kan ME/CVS veroorzaken, en er is momenteel geen gevestigde op bloed gebaseerde biomarker om het te diagnosticeren. Door gebruik te maken van verbeteringen in micro-/nanofabricatie, directe elektrische detectie van cellulaire en moleculaire eigenschappen, microfluïdica, en artificiële intelligentietechnieken, ontwikkelden we een nano-elektronische op bloed gebaseerde test die potentieel een diagnostische biomarker en een screeningsplatform voor ME/CVS kan vormen. Gezien het belang van deze test, hebben we ons voorgenomen dat deze het potentieel heeft om in de toekomst op grote schaal gebruikt te worden in onderzoekslaboratoria en ziekenhuizen als hulpmiddel voor artsen evenals voor onze collega’s in de ME/CVS-onderzoeksgemeenschap.

Abstract

Er is momenteel geen welomschreven, of eender welke andere biologische test om myalgische encefalomyelitis/chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/CVS) te testen. De moleculaire aberraties waargenomen in talrijke studies van bloedcellen van ME/CVS-patiënten, bieden de kans om een diagnostische test op basis van bloedstalen te ontwikkelen. In dit geval ontwikkelden we een nano-elektronische test ontworpen als een ultragevoelige test waarmee biomoleculaire interacties rechtstreeks en in real time gemeten kunnen worden, tegen een lage prijs, en via multiplexing.

De respons van de ME/CVS-stalen op de hyperosmotische stressor werd waargenomen als een uniek kenmerk van het impedantiepatroon en dramatisch verschillend van de respons waargenomen bij de controlestalen. We geloven dat het waargenomen robuuste verschil in impedantiemodulatie van de stalen in reactie op hyperosmotische stress ons mogelijk een unieke indicator van ME/CVS oplevert. Bovendien hebben we met behulp van gesuperviseerde algoritmes op basis van machinaal leren een classificator ontwikkeld voor ME/CVS-patiënten die in staat is om nieuwe patiënten te identificeren, wat vereist is voor een robuuste diagnostische tool.

© Esfandyarpour et al., 2019.

Citeren?

Esfandyarpour, R., Kashi, A., Nemat-Gorgani, M., Wilhelmy, J., en Davis, R.W., 2019. A nanoelectronics-blood-based diagnostic biomarker for myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome (ME/CFS). PNAS https://doi.org/10.1073/pnas.1901274116

Media

• Test can spot whether you have chronic fatigue syndrome, Stanford and UC scientists say (The Tribune, 29 april 2019)
• Test can spot whether you have chronic fatigue syndrome, Stanford and UC scientists say (The Sacramento Bee, 29 april 2019)
• Biomarker May Be a Diagnostic Test for ME/CFS (Medscape, 29 april 2019)
• Scientists say they’re closer to possible blood test for chronic fatigue syndrome (NBC News, 29 april 2019) (met Wessely als weerwoord)
• Stressed blood cells could be a biomarker for chronic fatigue (The Scientist, 29 april 2019)
• Scientists prove chronic fatigue syndrome DOES exist – and develop blood test (The Sun, 29 april 2019)
• Scientists say they’re closer to possible blood test for chronic fatigue (Kristy.com, 29 april 2019)
• Stanford discovery validates chronic fatigue syndrome, could improve diagnosis (San Francisco Chronicle, 29 april 2019)
• Blood test for chronic fatigue syndrome may be on its way (Independent.ie, 29 april 2019)
• Blood test for chronic fatigue syndrome could speed diagnosis, study says (The Independent.co.uk, 29 april 2019)
• Stanford innovation brings blood test for chronic fatigue syndrome one step closer (New Atlas, 29 april 2019)
• Researchers identify biomarker for chronic fatigue syndrome (Medical Xpress, 29 april 2019)
• Row over chronic fatigue syndrome after Stanford scientists develop a test that ‘proves condition exists’ (The Telegraph, 29 april 2019)
• Scientists on the pad to develop a blood test for chronic fatigue (GMA News, 29 april 2019)
• A chronic fatigue blood test looks increasingly promising, but it’s still early days (ScienceAlert, 30 april 2019)
• Scientists say they are closer to blood test for chronic fatigue (Newsmax, 30 april 2019)
• Scientists say they are closer to blood test for chronic fatigue (New York Post, 30 april 2019)
• Potential breakthrough on chronic fatigue syndrome (Newser, 30 april 2019)
• Chronic fatigue syndrome: new test in sight (MedicalNewsToday, 30 april 2019)
• A chronic fatigue syndrome blood test can finally prove people really do suffer from the mystery disorder, study says (MailOnline 30 april 2019)
• A blood test may help diagnose chronic fatigue syndrome, study finds (PhillyVoice, 30 april 2019)
• Chronic fatigue syndrome blood test sensitive to immune stress (Genetic Engineering & Biotechnology News, 30 april 2019)
• ‘Flailing’ blood cells and plasma signal chronic fatigue (Futurity: Research News, 30 april 2019)
• Researchers say they’ve created a blood test for chronic fatigue syndrome (Gizmodo, 30 april 2019)
  
• An experimental test may help confirm cases of chronic fatigue syndrome (STAT, 30 april 2019)
  
• Onderzoekers zetten ‘veelbelovende’ stap richting test voor ME (NOS, 30 april 2019)
• Mogelijke doorbraak in CVS-onderzoek: “Het is echt een ziekte en niet ingebeeld door de patiënt” (Het Laatste Nieuws, 30 april 2019) (met Wessely in weerwoord)
• Bloedtest spot mogelijk vermoeidheidssyndroom (KIJK, 1 mei 2019)
  
• Twijfels over biomarker voor CVS/ME (Medisch Contact, 2 mei 2019) (Met commentaar Tervaert en van der Meer)
  
• Blood test may detect myalgic encephalomyelitis/ chronic fatigue syndrome (NIH, 14 mei 2019)
  

Lees ook

• Ron Davis krijgt (eindelijk) zijn grote subsidie!
• De tijd dringt: Ron Davis en zijn (niet door de NIH gefinancierde) collaboratief onderzoekscentrum voor ME/cvs
• Moleculaire onderbouwing van ME/cvs verkend op het Symposium van de Open Medicine Foundation
• Update over ME/cvs-onderzoek m.b.v. nanotechnologie door Ron Davis
• Onderzoeker Stanford ontwikkelt tool om ME/cvs te begrijpen