Simon McGrath, ME/CFS Research Review, 25 april 2019
Opmerkelijk genoeg hebben vier onafhankelijke groepen nu bewijs gevonden dat een factor in het bloed het celmetabolisme/mitochondriën in ME/CVS kan beïnvloeden en het effect kan overbrengen naar gezonde cellen. Hier is een samenvatting van de voorlopige bevindingen.
Fluge & Mella
Dr. Oystein Fluge en professor Olav Mella waren de eerste die het effect vonden in 2016. Ze bestudeerden de energieproductie in de cel, wat logisch is om een ziekte te begrijpen waar zo’n tekort aan energie is.
Cellen hebben twee manieren om voedselmoleculen om te zetten in bruikbare energie. Glycolyse is een proces in het cytoplasma van de cel dat een kleine hoeveelheid energie uit koolhydraatmoleculen haalt en zo lactaat produceert. Maar de echte energieproducenten zijn de mitochondriën, die voedselmoleculen verbranden met zuurstof, waardoor grote hoeveelheden bruikbare brandstof worden geproduceerd.
De mitochondriën zijn de krachtcentrales van de cel, waarbij gebruik wordt gemaakt van een proces dat oxidatieve fosforylering wordt genoemd om voedselmoleculen en zuurstof om te zetten in energie, water en kooldioxide.
Fluge en Mella gebruikten een duur apparaat, het analyseapparaat Seahorse, dat de glycolyse meet in de melkzuurproductie en de mitochondriale activiteit door veranderingen in het zuurstofgehalte.
Ze testten normale gezonde spiercellen die in het laboratorium waren gekweekt. Maar ze voegden serum aan die cellen toe, afkomstig van ME/CVS-patiënten of gezonde controles. Serum is de vloeistof die overblijft nadat het bloed is gestold en het bevat kleine moleculen en andere oplosbare stoffen.
Ze hebben data van 12 mensen met ME/CVS en 12 gezonde controles, een relatief kleine steekproef.
Wat ze ontdekten was, verrassend genoeg, dat de spiercellen meer melkzuur produceerden en meer zuurstof verbrandden toen ze werden geïncubeerd met ME/CVS-serum dan wanneer ze werden geïncubeerd in serum van gezonde controles. En het effect was vooral sterk wanneer de cellen hard aan het werk werden gezet.
Dus iets in het serum (dat afkomstig is van bloed) van ME/CVS-patiënten heeft invloed op gezonde cellen, en laat hen op de een of andere manier harder werken.
Dit is het enige gepubliceerde onderzoek tot nu toe, maar op conferenties hebben drie andere groepen vergelijkbare bevindingen onthuld.
Ron Davis
Dr. Ron Davis gaf de meest overtuigende demonstratie van het effect via een plasmawisselexperiment met behulp van zijn nanonaaldtest. Plasma is de vloeistof die overblijft wanneer vaste stoffen uit het bloed zijn verwijderd: de rode en witte bloedcellen en de bloedplaatjes.
De nanonaaldchip meet de elektrische weerstand van cellen. In aanwezigheid van zout (dat de cellen belast omdat ze energie moeten gebruiken om het zout eruit te pompen) neemt de weerstand van cellen in bloed van ME/CVS-patiënten veel meer toe dan die van cellen in het bloed dat uit gezonde controles wordt gehaald.
De groep van Davis voerde toen een fraai experiment uit met deze opstelling. Ze stopten bloedcellen van gezonde donoren in plasma van ME/CVS-patiënten en ontdekten dat de gezonde cellen zich gedroegen als die bij ME/CVS-patiënten, met een grote toename van de elektrische weerstand. En toen ze ME/CVS-cellen in plasma zetten van gezonde controles, ontdekten ze dat deze ME/CVS-cellen zich gedroegen als gezonde cellen.
Dus plasma van ME/CVS-patiënten zorgt ervoor dat gezonde cellen zich gedragen als ME/CVS-cellen. En plasma van gezonde controles zorgt ervoor dat ME/CVS-cellen zich gedragen als gezonde cellen. Dit zijn verbluffende bevindingen.
We weten niet wat de steekproefomvang voor deze studie is, maar hopelijk zullen er meer details beschikbaar komen zodra er een artikel is geaccepteerd voor publicatie in het wetenschappelijk tijdschrift PNAS. [N.v.d.r. Inmiddels werd een artikel van Ron Davis gepubliceerd, doch deze preliminaire bevindingen komen nog niet aan bod in de publicatie]
Karl Morten, Oxford Universiteit
Net als Fluge en Mella, keek Dr. Karl Morten naar de mitochondriën/energiestofwisseling in de in het laboratorium gekweekte spiercellen en zag ook een effect.
Om de activiteit van mitochondriën te kunnen volgen, gebruikte zijn groep een moleculaire sonde om de zuurstofconcentratie in de cellen te meten.
Ze ontdekten dat het toevoegen van plasma van gezonde controles geen verschil maakte voor het zuurstofgehalte van de spiercellen. Maar het toevoegen van plasma van ME/CVS-patiënten veroorzaakte een daling van het zuurstofgehalte, wat aangeeft dat de mitochondriën harder werkten (een vergelijkbaar resultaat als Fluge en Mella).
Plasma van ME/CVS-patiënten leidt tot lagere zuurstofniveaus in de cellen.
Morton zei dat hij niet wist waarom de mitochondriën harder werkten. Hij zei dat het misschien was dat ze minder efficiënt werkten, maar het doel was om dat uit te zoeken.
De studie gebruikte meer dan 30 patiënten en Morton merkte op dat de niveaus gemiddeld lager waren voor patiënten dan voor de controles. Hij suggereerde dat dit te wijten zou kunnen zijn aan een subgroepeffect, nl. dat slechts enkele patiënten het effect hadden, waarbij ongeveer een derde van de patiënten lager scoorde dan het laagste zuurstofgehalte voor gezonde controles.
Bhupesh Prusty, Universiteit van Würzburg
Plasma van ME/CVS-patiënten leidt tot lagere zuurstofniveaus in de cellen.
Dr. Bhupesh Prusty heeft ook gekeken naar het effect van een bloedfactor op mitochondriën, maar zijn werk richt zich op een minder bekende rol van mitochondriën, op de immuniteit tegen virussen.
Hoewel mitochondriën normaal gesproken als enkelvoudige bacterie- of boonachtige eenheden worden getoond, is de realiteit complexer. In levende cellen smelten mitochondriën voortdurend samen en scheiden ze zich, en het feit dat ze vaak samengesmolten zijn, zoals een bonenreeks, is belangrijk voor hun vermogen om virussen te bestrijden.
Sommige virussen, waaronder HHV-6, vechten terug door ervoor te zorgen dat de mitochondriën zich terugfragmenteren naar hun enkelvoudige vorm, waardoor hun vermogen om virussen te bestrijden, afneemt.
Serum van ME/CVS-patiënten maakte dat mitochondriën die versmolten waren, zich terugfragmenteerden, terwijl plasma van gezonde controles dat niet deed.
Tot nu toe heeft de groep slechts vijf patiënten en drie controles bekeken, dit zijn dus zeer voorlopige resultaten.
In een apart experiment toonde zijn groep aan dat het effect omkeerbaar was (ze spoelden na drie dagen het patiëntserum weg en de mitochondriën hervatten geleidelijk aan het normale versmeltingsgedrag).
Dus….
De studies van Fluge en Morten zijn direct gekoppeld aan de energiestofwisseling. Die van Davis is dat indirect: het zout dat aan de nanonaaldtest wordt toegevoegd, dwingt de cel om energie te gebruiken om natrium uit de cel te pompen. Het Prusty-onderzoek kijkt naar mitochondriën, maar de veranderingen in de morfologie zijn blijkbaar eerder gekoppeld aan celverdediging dan aan energieproductie.
Op de recente conferentie van de NIH zei Ron Davis dat hun werk erop wijst dat de factor in het bloed die verantwoordelijk is voor dit alles, exosomen zijn. Dit zijn kleine, aan membranen gebonden pakketjes biomoleculen die door cellen worden uitgescheiden. Exosomen zijn een soort extracellulaire blaasjes die worden opgenomen door cellen en, hoewel hun rol nog onduidelijk is, veronderstelt men dat ze betrokken zijn bij de communicatie tussen cellen onderling. Extracellulaire blaasjes worden bestudeerd door Dr. Maureen Hanson als onderdeel van haar samenwerkingsverband.
We hebben dus vier groepen die vonden dat een factor in ME/CVS-bloed een effect heeft op de cellen. Het is nog te vroeg om te weten hoe dit zal uitpakken: er is tot nu toe slechts één studie gepubliceerd [plus de pilootstudie van Davis, n.v.d.r.], de steekproefomvang is relatief klein en de bevindingen moeten nog bevestigd worden. Maar als de dingen goed uitpakken, zou deze ontwikkeling een belangrijke stap kunnen blijken te zijn in het begrijpen van de biologie van ten minste sommige soorten ME/CVS.
Bronnen afbeeldingen: Bloeddruppel, Pixabay; mitochondrion, NIH; Dia over plasmawissel, Dr. Ron Davis; Grafiek zuurstofconcentratie, presentatie Dr. Karl Morten; Mitochondiale strengen, Conferentie NIH 2019, presentatie, Dr. Prusty.
© Simon McGrath, ME/CFS Research Review. Vertaling Yvonne, ME/cvs Vereniging, redactie Zuiderzon en Abby, ME-gids.
