fredag den 17. januar 2020

Naltrexone til behandling af ME

NK (Natural Killer) celler er en del af immunforsvaret. Det er gentagne gange påvist, at NK celler ikke fungerer optimalt hos ME patienter (1).

NK celler reguleres af en lang række celle signaler, - herunder calcium ion signalering. Ionkanalen TRPM3 bidrager væstentligt til calcium ion signalering i NK celler. 

Der er påvist signifikant reduktion af TRPM3 ekspression på overfladen af NK celler fra ME patienter (1).

Den G-protein-koblede receptor mu-opoid receptor (μOR) interagerer med TRPM3. Når μOR stimuleres inhiberes TRPM3 (1).

μOR kan hæmmes af lægemidlet Naltrexone, som er et lægemiddel målrettet til opioid-afhængige mennesker (2). Naltrexone i lav dosis anvendes også off-label til at modulere immunforsvaret i en række forskellige sygdomme.

Et forsøg med NK celler isoleret fra ME patienter viste at ved tilsætning af Naltrexone til NK cellerne, blev TRPM3 aktiviteten normaliseret (1).

Spørgsmålet er om Naltrexone kan være en behandlingsmulighed til ME? 


Læs også:
Low-dose naltrexone as a treatment for chronic fatigue syndrome
https://casereports.bmj.com/content/13/1/e232502.long


Finally Found – A Natural Killer Cell Enhancer for ME/CFS?
https://www.healthrising.org/blog/2019/12/19/50190/


Referencer:

1) Helene Cabanas, Katsuhiko Muraki, Donald Staines1 and Sonya Marshall-Gradisnik: Naltrexone Restores Impaired Transient Receptor Potential Melastatin 3 Ion Channel Function in Natural Killer Cells From Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome Patients. Front. Immunol., 31 October 2019 | https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02545
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.02545/full



2) Naltrexone
http://pro.medicin.dk/Medicin/Praeparater/7045




torsdag den 2. januar 2020

Trådløs teknologi påvirker mitokondrierne, når cellerne er stressede

Forskere fra et universitet i Schweiz har undersøgt, hvordan nerveceller påvirkes af radiofrekvente elektromagnetiske felter (RF-EMF). Forskerne udsatte en cellekultur af nerveceller for 935 MHz, 4 W/kg i 24 timer. Forsøget viste ikke påvirkning af cellerne, når næring og metabolisme var under normale forhold. Men når glucosen blev fjernet og cellerne blev stressede, registrerede man forringet mitokondrie funktion ved den følgende maximale respiration (1):

"These findings indicate that RF-EMF might lead to an impairment of mitochondrial function that is only manifest at maximal respiration and additional stressors such as glucose deprivation."


I et andet studie af RF-EMF udsætter man immunceller for 1,8 GHz og 200 V/m i 20 timer. Forsøget viste øget mitokondriel respiration, som var relateret til mitokondrie complex V aktivitet (2). Complex V danner energi-molekylerne ATP og kaldes derfor også for ATP syntase.

En del patienter med Myalgisk Encephalomyelitis (ME) udvikler elektromagnetisk hypersensitivitet (EHS). Man kan således formode, at ME sygdomsmekanismen er relateret til en RF-EMF følsom celleproces.

En undersøgelse af en lymfoblast cellekultur fra ME patienter viste (3): 

  • det stress-registrerende protein TORC1 var opreguleret
  • mitokondrie complex V fungerede ineffektivt
  • den mitokondrielle respiratoriske kapacitet var opreguleret (sandsynligvis for at kompensere for complex V ineffektivitet)


Cellestress, øget mitokondriel respiration og complex V påvirkning er således fællesnævnere for RF-EMF påvirkning og for ME.



Læs også:

Complex V is down in ME - does it also explain Electromagnetic Hypersensitivity? https://followmeindenmark.blogspot.com/2019/07/complex-v-is-down-in-me-does-it-also.html



Are rises in Electro-Magnetic Field in the human environment, interacting with multiple environmental pollutions, the tripping point for increases in neurological deaths in the Western World? https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31088653


Referencer
1) Niederhäusern et al: Effects of radiofrequency electromagnetic field exposure on neuronal differentiation and mitochondrial function in SH-SY5Y cells Toxicol In Vitro. 2019 Dec;61:104609. doi: 10.1016/j.tiv.2019.104609. Epub 2019 Jul 24.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31351122


2) Lassaivia et al: Exposure to 1.8 GHz electromagnetic fields affects morphology, DNA-related Raman spectra and mitochondrial functions in human lympho-monocytes. PLOS ONE. February 20, 2018.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192894

3) Missailidis, D.; Annesley, S.; Allan, C.; Sanislav, O.; Lidbury, B.; Lewis, D.; Fisher, P. An Isolated Complex V Inefficiency and Dysregulated Mitochondrial Function in Immortalized Lymphocytes from ME/CFS Patients. Preprints 2019, 2019090043 (doi: 10.20944/preprints201909.0043.v1). https://www.preprints.org/manuscript/201909.0043/v1

torsdag den 21. november 2019

Kan viden om hajer hjælpe med at forklare ME- og EHS-sygdomsmekanismen?

Der må findes en biologisk forklaring på, hvorfor nogle ME patienter udvikler elektromagnetisk hypersensitivitet (EHS) mod selv ekstremt lave felter. Måske kan viden om hajer hjælpe os på sporet.

Hajer er de mest "el-følsomme" dyr i verden. De kan mærke felter med så lav en værdi som 5 nV/cm. Det elektriske felt bliver opfanget af sensorer, der kaldes ampullae of Lorenzini. Hajerne anvender deres sensorer til at mærke de svage elektriske felter fra deres byttedyr. Det er observeret, at hajer kan gå til angreb på telegraf-kabler på havets bund, fordi de fejlagtigt opfattes som byttedyr (1, 2).

Ampullae of Lorenzini indeholder keratansulfat, som er en proton (H+) conductor (en elektrisk leder). Det betyder, at protonerne (H+) kan blive transporteret langs med keratansulfat molekylekæder, som er omgivet af vand (H2O). H+ vandrer langs rækken af hydrogenbindinger mellem (H2O og hydrofile enheder (se figur 1 i reference 3). Hver ampul indeholder et lag af celler, der kan opfange de elektriske signaler. Mellem cellerne er der tætte samlinger, således at der ikke kan forekomme lækstrøm mellem cellerne (2, 3).


Fig 1 from reference 3. The keratan sulfate.
(A) Chemical structure of KS. (B) An illustration of a three-monomer segment of KS. Possible intra- and inter-molecular hydrogen bonds as well as the hydrogen bonds between the water of hydration and the polar parts of the molecule form a continuous network comprised by hydrogen-bond chains. The sulfate group interacts with the hydrogen-bond network and forms an H3O+ (hydronium) ion. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202713.g001

Protonerne (H+) i vandige opløsninger bindes til H2O og eksisterer således som H3O+. Protonerne (H+) eksisterer kun under 1% af tiden, hvor de overføres fra et vandmolekyle til et andet. En grundig beskrivelse af fænomenet findes i DeCourseys review, reference 4.


Bemærk at artiklen om keratansultat i hajer hedder (3):
Proton conductivity of glycosaminoglycans

Glycosaminglycaner  (GAGs) er lange kæder af polysakkarider.  Der findes fem typer GAGs (5):

  • heparan sulfate
  • chondroitin sulphate
  • dermatan sulphate
  • keratan sulphate
  • hyaluronic acid
Dvs der er flere typer GAGs med proton conductivity (kan lede protoner). Herudover kan også kollagen være leder for protoner (3).

Vores extracellulære matrix (ECM) er fyldt med GAGs. 

Mellem alveolar epithelium og kapillær endothelium findes et tyndt lag ECM med GAGs og kollagen (5). På jævnt dansk: I et tyndt lag mellem det fine lungevæv og de små fine blodkar findes ECM (figur 2 i reference 5).

Dette lag har stor betydning for udveksling af ilt, kuldioxid og protoner (figur 24 i reference 4, 5). Og det har betydning for immunforsvar, lungesygdomme og astma (5).

Et nærliggende spørgsmål er om det også kan have betydning for iltoptagelse ved motion? Eller betydning for multiple chemical sensitivity (MCS)?

Og kan en dysregulering af GAGs og/eller lækstrøm i utætheder forårsage EHS?


YOU TUBE:

INTERVIEW EXTRA: Ampullae of Lorenzini


How Do Sharks and Rays Use Electricity to Find Hidden Prey?



Referencer:
1) Electroreception https://en.wikipedia.org/wiki/Electroreception

2) Ampullae of Lorenzini

https://en.wikipedia.org/wiki/Ampullae_of_Lorenzini


3) Selberg, Manping, Rolandi (2019): Proton conductivity of glycosaminoglycans. Plos One Published: March 8, 2019
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202713

4) DeCoursey TE. Voltage-gated proton channels and other proton transfer pathways (vol 83, pg 475, 2003). Physiological Reviews. 2003 Jul;83(3):1067–.
https://www.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.00028.2002

5) Souza-Fernandes AB1, Pelosi P, Rocco PR
Bench-to-bedside review: the role of glycosaminoglycans in respiratory disease. Crit Care. 2006;10(6):237.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17118216

.

tirsdag den 12. november 2019

Photoimmunology and the ME IDO metabolic trap

The sun emits ultraviolet radiation (UVR) with different wavelengths:

  • UVA (320 - 400 nm)
  • UVB (280 - 320 nm)
  • UVC (< 280 nm)


UVR can cause sunburn and increase the risk of skin cancer. UVR is also immunomodulatory and can be beneficial in the case of inflammatory and autoimmune diseases, but UVR can also exacerbate some autoimmune diseases (1, 2).

Chromophores are the parts of a photorecpetor that absorb photons in light (1).

UVB radiation can be absorped by cytosolic tryptophan, which thus function as a chromophore. This results in the formation of tryptophan photoproducts in particular 6-formylindolo[3,2-b]carbazole (FICZ). FICZ binds to aryl hydrocarbon receptor (AhR) and activates downstream signalling pathways, which contribute to UVR-induced immunosupression (1).

An external file that holds a picture, illustration, etc.
Object name is 41598_2019_46374_Fig1_HTML.jpg
Figur 1 from reference 3. Light dependent synthesis of FICZ. 6-Formylindolo[3,2-b]carbazole (FICZ) is formed by the action of light on tryptophan. FICZ activation of AhR regulates important biological pathways and increases expression of CYP1A1 as a feedback mechanism to induce its own metabolism (3).

AhR activation by FICZ reduces receptor for IgE (FcεRI) and upregulates IDO expression in Langerhans cells (4).



The IDO metabolic trap hypothesis for ME suggests that antigen-presenting cells are driven into a pathological state with increased cytosolic tryptophan. The following decrease in kynurenine products (including FICZ) may disturb the immune system homeostasis (5).

Several ME patients get better in the sun. Is it because sun-induced FICZ moderate the immune system?



References: 
1) Bernard, J.J., Gallo, R.L. & Krutmann, J. Photoimmunology: how ultraviolet radiation affects the immune system. Nat Rev Immunol 19, 688–701 (2019) doi:10.1038/s41577-019-0185-9

https://www.nature.com/articles/s41577-019-0185-9

2) Fritsche et al: Lightening up the UV response by identification of the arylhydrocarbon receptor as a cytoplasmatic target for ultraviolet B radiation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 May 22;104(21):8851-6. Epub 2007 May 14. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17502624

3) Zhang, C., Creech, K.L., Zuercher, W.J. et al. Gram-scale synthesis of FICZ, a photoreactive endogenous ligand of the aryl hydrocarbon receptor. Sci Rep 9, 9982 (2019) doi:10.1038/s41598-019-46374-7 
 https://www.nature.com/articles/s41598-019-46374-7

4) Koch et al: AhR mediates an anti-inflammatory feedback mechanism in human Langerhans cells involving FcεRI and IDO. Allergy. 2017 Nov;72(11):1686-1693. doi: 10.1111/all.13170. Epub 2017 May 10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28376268

5) Efimov et el. The mechanism of substrate inhibition in human indoleamine 2,3 dioxygenase. J Am Chem Soc. 2012 Feb 15;134(6):3034-41. doi: 10.1021/ja208694g. Epub 2012 Feb 2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22299628

onsdag den 30. oktober 2019

2-OGDO enzymer og jern redox status hos ME patienter

I de foregående tre blogindlæg har jeg redegjort for, at cellers jern redox status er vigtig for aktiviteten af en række enzymer.

Enzymgruppen 2-oxoglutarate dependent dioxygenaser (2-OGDO) anvender også jern i ferro form (Fe2+) som cofactor.

Jeg vil nu stille spørgsmålet: Er 2-OGDO enzym aktiviteterne i ME celler påvirket af en forstyrret jern redox ligevægt?

2-OGDO enzymerne katalyserer en lang række biologiske processer, herunder (1):
  • hydroxylering af kollagen
  • demethylering af histoner
  • første og sidste trin i dannelsen af carnitin
  • nedbrydning af fytinsyre (eng: phytanic acid)
Aktivering af 2-OGDO enzymer starter med binding af Fe2+, hvorefter ilt (dioxygen = O2) bindes til Fe2+. Dette stimulerer den oxidative decarboxylering af 2-oxoglutarate (=alfa-ketoglutarate) til succinate og CO2, og samtidig dannes oxiderede jern mellemprodukter (Fe3+/4+). Disse højvalente jern oxidanter kan hydroxylere et molekyle, dvs sætte en OH-gruppe på molekylet (1).

Ascorbat (c-vitamin) og glutathione kan reducere Fe3+ og Fe4+ tilbage til Fe2+, således at aktiviteten af 2-OGDO enzymerne genetableres. Bemærk at genetablering af ferro-tilstanden (Fe2+) også er det centrale i de tre forrige blogindlæg.

Citat fra reference 1: "It seems that the 2-OGDO enzymes are at the nexus of independent control between energy metabolism and availability of oxygen and iron in the regulation of cellular homeostasis."

Ydermere oplyser ref 1, at transferrin og transferrin receptor er nøgle-komponenter til regulering af jern ligevægten. Disse komponenter dukkede op i et ME genomic studie:

OMICS and iron metabolism in ME
http://followmeindenmark.blogspot.com/2019/10/omics-and-iron-metabolism-in-me.html


Dannelse af carnitin og ME sygdomsmekanismen

Carnitin er nødvendig for omsætning af fedtsyrer. Carnitin fås gennem kosten, og kroppen danner også selv carnitin. Carnitinen dannes gennem flere enzymatiske trin, hvor to trin katalyseres af 2-OGDO enzymerne: trimethyllysine hydroxylase (TMLH) og gamma-butyrobetaine hydroxylase (BBOX eller GBBH), hvor Fe2+ er cofactor (3).

Fedtsyreforbrændingen er påvirket hos ME patienter, og der er fundet lave plasma værdier af carnitin hos patienterne. Læs blogindlæg:

ME minder om medfødt metabolisk defekt
http://followmeindenmark.blogspot.com/2019/02/me-minder-om-medfdt-metabolisk-defekt.html

Plasma niveauet af alfa-ketoglutarate var forhøjet hos ME patienter i Germain et al's metabolisme studie (4). Hvordan hænger det hele sammen?

Referencer

1) Salminen et al: 2-Oxoglutarate-dependent dioxygenases are sensors of energy metabolism, oxygen availability, and iron homeostasis: potential role in the regulation of aging process Cell Mol Life Sci. 2015 Oct;72(20):3897-914. doi: 10.1007/s00018-015-1978-z. Epub 2015 Jun 29. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26118662

2) Loenarz and Schofield: Expanding chemical biology of 2-oxoglutarate oxygenases. Nat Chem Biol, 2008, 4, 3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18277970

3) Carnitine biosynthesis https://en.wikipedia.org/wiki/Carnitine_biosynthesis

4) Germain et al: Prospective Biomarkers from Plasma Metabolomics of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome Implicate Redox Imbalance in Disease Symptomatology. Metabolites. 2018 Dec 6;8(4). pii: E90. doi: 10.3390/metabo8040090.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30563204

torsdag den 17. oktober 2019

REDOX og NO-sGC-cGMP-stivejen

Der findes en gammel hypotese om, at NO-sGC-cGMP-stivejen og hermed blodgennemstrømningen er påvirket hos ME patienter (1).

Nitrogenoxid (NO) er et gasformigt signalmolekyle, der har flere forskellige funktioner i kroppen. Soluble guanylate (eller guanylyl) cyclase (sGC) er receptor for NO. At den er soluble (opløselig) betyder, at den er intracellulær. På sGC molekylet findes et hæm-bindende område, der kan binde det gasformige molekyle NO. Hermed kan sGC producere guanosine 3’,5’-monophosphate (cGMP) fra guanosine triphosphate (GTP). Dette kaldes for NO-sGC-cGMP stivejen, som er relevant for kontrol af en lang række fysiologiske processer. F.eks. vil stimulation af sGC få glat muskulatur omkring blodkar til at slappe af. Der er udviklet lægemidler, der kan modulere sGC. De er målrettet tilstande, hvor dannelse af NO og NO tilgængelighed er mangelfuld (1).

På samme måde som hæmoglobin og IDO kan binde ilt via Fe2+ (læs to forrige blogindlæg), så kan sGC i ferro form sGC(Fe2+) binde NO. Når sGC bliver oxideret til sGC(Fe3+) kan NO ikke bindes.
  • Aktiv ferro soluble Guanylate Cyclase: sGC(Fe2+) kan binde NO
  • Inaktive ferri soluble Guanylate Cyclase: sGC sGC(Fe3+), kan IKKE binde NO

Celler i vaskulær glat muskulatur kan reducere den inaktive sGC(Fe3+) via cytochrome b5 reductase (CYB5B3), også kendt som methæmoglobin reductase. Hermed gendannes den NO-bindende sGC(Fe2+), se figur i reference 2 via link:

Schematic of Cyb5R3 regulating sGC heme redox state
Illustration shows Cyb5R3 sensitizes sGC to NO by reducing the sGC heme iron, controlling cGMP production and vessel relaxation.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5527687/figure/F7/


Læs også:

Forhøjet methæmoglobin og "rod i redox" hos ME patienter
http://followmeindenmark.blogspot.com/2019/10/forhjet-methmoglobin-og-rod-i-redox-hos.html

REDOX status påvirker IDO enzym aktivitet
http://followmeindenmark.blogspot.com/2019/10/redox-status-pavirker-ido-enzym.html

Ergenor et al. NO-independent stimulators and activators of soluble guanylate cyclase: discovery and therapeutic potential. Nature Reviews. Drug Discovery. Vol 5, sept. 2006
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2225477/

Referencer

1) Blogindlæg af 24. marts 2016. Dysregulering af NO-sGC-cGMP-stivejen i ME/CFS http://followmeindenmark.blogspot.com/2016/03/dysregulering-af-no-sgc-cgmp-stivejen-i.html

2) Rahaman et al: Cytochrome b5 Reductase 3 Modulates Soluble Guanylate Cyclase Redox State and cGMP Signaling
Circ Res. 2017 Jul 7;121(2):137-148. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.117.310705. Epub 2017 Jun 5.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28584062

onsdag den 16. oktober 2019

REDOX status påvirker IDO enzym aktivitet

I forrige blogindlæg Forhøjet methæmoglobin og "rod i redox" hos ME patienter lærte vi, at hæmoglobin skal være i ferro (Fe2+) tilstand for at kunne binde ilt.

Enzymet indolamine-2,3-dioxygenase (IDO) binder ligeledes ilt via jern i ferro (Fe2+) form. IDO omsætter aminosyren tryptofan til N-formylkynurenine. IDO sætter to iltatomer (to ilt = di oxygen) ind i indolringen på plads nr. 2 og 3 i tryptofan (1):

Link til figur af den kemiske reaktion (1):
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3280726/figure/sch1/

Ligesom hæmoglobin kan auto-oxideres til methæmoglobin i ferri (Fe3+) form, kan IDO auto-oxidere til en inaktiv ferri (Fe3+) form (2):

  • Aktiv ferro indolamine-2,3-dioxygenase:: IDO(Fe2+), kan binde ilt
  • Inaktiv ferri indolamine-2,3-dioxygenase: IDO(Fe3+)


I forrige blogindlæg lærte vi, at cytochrome b5 kan give en elektron til methæmoglobin Hgb(Fe3+), så den aktive iltbindende hæmoglobin Hgb(Fe2+) gendannes.

Cytochrome b5 kan også anvendes til at give en elektron til IDO(Fe3+), således at den aktive IDO(Fe2+) gendannes (3).


Et hold forskere har vist, at ud over cytochrome b5 kan polysulfider eller thiol-molekylet 3-mercaptoindol også anvendes til at regenere IDO enzymet, citat fra reference 2:
"To bind molecular oxygen and activate tryptophan, IDO1 must be in the reduced ferrous state, where it returns in its catalytic cycle without the need for additional reducing equivalents. And yet, if no reductant is supplied during multiple turnovers, IDO1 undergoes abortive autoxidation with loss of superoxide to produce the inactive ferric enzyme. The ferric IDO1 produced in this manner persists even in the reducing environment of cells, suggesting that self-limiting autoxidation is an adaption to prevent excessive activity. Further highlighting the importance of redox regulation in tryptophan metabolism, inactive ferric IDO1 is also prone to long-term inactivation through heme-loss, which likely accounts for the majority of cellular IDO1 found in the apo-form. Regeneration and maintenance of active, ferrous IDO1 in cells has been attributed to cytochrome b5. We sought to explore and understand what other cellular reductants might affect the IDO1 redox switch and, by implication, the immune response. Our initial efforts were motivated by recent work describing the hydrogen sulfide-mediated reduction of myoglobin, hemoglobin, heme oxygenase, and porphyrin complexes. Hydrogen sulfide binds to the ferric heme of these proteins to form a hydrosulfido complex that can then lead to reduction to the ferrous heme and production of sulfhydryl radical, a paradigm matching the requirements for IDO1 activation in cells. The final oxidized products of these reactions, polysulfides, have also gained attention with the discovery of their high, micromolar concentrations within cells and their remarkably versatile reactivity, including ferric heme reduction in cytochrome c."


Hvis hypotesen om ME-IDO-metabolic-trap er sand, kan polysulfider eller 3-mercaptoindol så anvendes til behandling af ME?


Har ME patienter et generelt redox reduktions-potentiale problem?


Læs også:


The IDO Metabolic Trap Hypothesis for the Etiology of ME/CFS

Referencer

1) Efimov et el. The mechanism of substrate inhibition in human indoleamine 2,3 dioxygenase. J Am Chem Soc. 2012 Feb 15;134(6):3034-41. doi: 10.1021/ja208694g. Epub 2012 Feb 2.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22299628

2) Nelp et el: Potent activation of indoleamine 2,3-dioxygenase by polysulfides. J Am Chem Soc. 2019 Sep 25;141(38):15288-15300. doi: 10.1021/jacs.9b07338. Epub 2019 Sep 11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31436417
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07338
https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/jacs.9b07338/suppl_file/ja9b07338_si_001.pdf

3) Maghzai et al: Cytochrome b5, not superoxide anion radical, is a major reductant of indoleamine 2,3-dioxygenase in human cells. J Biol Chem. 2008 May 2;283(18):12014-25. doi: 10.1074/jbc.M710266200. Epub 2008 Feb 25. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18299324