NUP98 er involveret i ME sygdomsmekanismen

...fortsættelse af tidligere blogindlæg:

KIRREL3, TNK2, PRUNE1, TPH2 og SLC6A4 er involveret i ME sygdomsmekanismen

NUP98 (nucleoporin 98) er også et ef de 11 gener, som er involveret i ME sygdomsmekanismen (tabel 4 i ref 1).

Basisviden om NUP98

Vores celler indeholder en cellekerne (nucleus) med DNA. DNA er koden ("bageopskriften") for de proteiner og enzymer, som cellerne skal producere. Beskeder i form af specielle proteiner føres ind og ud af cellekernen gennem kontrollerede åbninger. Åbningerne er opbygget som et nuklear pore compleks (NPC). I dette kompleks indgår forskellige nucleoporiner. Nogle nucleoporiner har også andre arbejdsopgaver. 

Tidligere blogindlæg om NPC og NUP98: 

Nucleoporins in ME

mRNA export in ME

NUP98, DHX9, DDX5 og DDX17

NUP98 binder sig til DHX9 og herved reguleres ekspression af en række gener. NUP98 protein-protein-interaktions-netværket fremgår af figur 4 i ref 2. I dette netværk indgår DDX5 og DDX17 (2). 

Figur 4 fra Capitanio JS, Montpetit B, Wozniak RW. Human Nup98 regulates the localization and activity of DExH/D-box helicase DHX9. Elife. 2017 Feb 21;6:e18825. doi: 10.7554/eLife.18825. PMID: 28221134; PMCID: PMC5338925.

DDX5 og DDX17 styrer celledifferentiering

Under fosterets udvikling udføres omfattende celledifferentiering. Nogle celler skal blive til hjerneceller, andre skal bliver til immunceller og andre igen skal blive til muskelceller. I voksenlivet er celleudviklingen mere begrænset, men foregår stadigvæk. Celler fra knoglemarven udvikles og differentieres til forskellige immunceller og satellitceller fra musklerne udvikles til rigtige muskelceller. Forskning har vist, at DDX5 og DDX17 er involveret i udvikling af satellitceller til muskelceller (myoblast til myotuber) (3, 4).

Figure 7 fra:Orchestrated Regulation of Gene Expression by DDX5 and DDX17 during Cell Differentiation. Dardenne E, Polay Espinoza M, Fattet L, Germann S, Lambert MP, Neil H, Zonta E, Mortada H, Gratadou L, Deygas M, Chakrama FZ, Samaan S, Desmet FO, Tranchevent LC, Dutertre M, Rimokh R, Bourgeois CF, Auboeuf D. RNA helicases DDX5 and DDX17 dynamically orchestrate transcription, miRNA, and splicing programs in cell differentiation. Cell Rep. 2014 Jun 26;7(6):1900-13. doi: 10.1016/j.celrep.2014.05.010. Epub 2014 Jun 6. PMID: 24910439.

DDX5 og DDX17 i ME

Nguyen er al har påvist dysreguleret immun gen netværk i en undergruppe af unge ME/CFS patienter. I dette netværk indgår DDX5 og DDX17 (se figur 1 i ref 5).

Virus og nucleoporiner

En del virus er i stand til at "besætte" NPC for at fremme deres egen virus replikation. Forskellige nucleoporiner (herunder NUP98)  bliver udnyttet til dette formål (6, 7, 8).

NUP98 binder sig til et andet af vores proteiner RAE1 og sørger for mRNA export gennem NPC. Gammaherpesvirus kan hæmme denne transport.

Proteinet dUTPase kodes af både mennesker og nogle virus, f. eks:

• Mennesket: DUT
• Epstein Barr Virus (EBV = (HHV-4): BLLF3
• Human Herpes Virus 6 (HHV-6): U45
• Varicella Zoster Virus (VZV = HHV-3)): ORF8
• Murin gammaherpesvirus MHV68: ORF10

Feng et al har vist, at proteinet ORF10 binder sig til NUP98-RAE1-komplekset. Herved hæmmes mRNA export funktionen (9).

SARS-CoV-2 er et betacoronavirus med et protein kodet af ORF6, som ligeledes kan interagere med NUP98-RAE1-komplekset og blokere for mRNA export (8). 

Halpin et al har vist, at ca. 30-50% af en gruppe ME patienter havde antistoffer mod herpesvirus dUTPase og/eller human dUTPase i forhold til ca. 17% hos kontrolpersoner (10).

Spørgsmålet er hvilken betydning har disse fund? Hypoteser om at kronisk ekspression af dele af virusproteiner spiller en rolle i post-virale syndromer som long COVID og ME diskuteres (11, 12).

Og hvad betyder det, at NUP98 er i Pihur's tabel? Er NUP98 op-eller nedreguleret i ME sygdomsmekanismen? Er NUP98, DDX5 og DDX17  involveret i immuncelle funktion? Eller i satellitcelle funktion? Eller begge dele? Eller er der noget helt andet galt?

Foreløbig må vi blot konstatere, at NUP98 er en potentiel ME puslespilsbrik.

Referencer

1) Pihur V, Datta S, Datta S. Meta analysis of Chronic Fatigue Syndrome through integration of clinical, gene expression, SNP and proteomic data. Bioinformation. 2011 Apr 22;6(3):120-4. doi: 10.6026/97320630006120. PMID: 21584188; PMCID: PMC3089886. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21584188/

2) Capitanio JS, Montpetit B, Wozniak RW. Human Nup98 regulates the localization and activity of DExH/D-box helicase DHX9. Elife. 2017 Feb 21;6:e18825. doi: 10.7554/eLife.18825. PMID: 28221134; PMCID: PMC5338925. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28221134/

3) Dardenne E, Polay Espinoza M, Fattet L, Germann S, Lambert MP, Neil H, Zonta E, Mortada H, Gratadou L, Deygas M, Chakrama FZ, Samaan S, Desmet FO, Tranchevent LC, Dutertre M, Rimokh R, Bourgeois CF, Auboeuf D. RNA helicases DDX5 and DDX17 dynamically orchestrate transcription, miRNA, and splicing programs in cell differentiation. Cell Rep. 2014 Jun 26;7(6):1900-13. doi: 10.1016/j.celrep.2014.05.010. Epub 2014 Jun 6. PMID: 24910439. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24910439/

4) Caretti G, Schiltz RL, Dilworth FJ, Di Padova M, Zhao P, Ogryzko V, Fuller-Pace FV, Hoffman EP, Tapscott SJ, Sartorelli V. The RNA helicases p68/p72 and the noncoding RNA SRA are coregulators of MyoD and skeletal muscle differentiation. Dev Cell. 2006 Oct;11(4):547-60. doi: 10.1016/j.devcel.2006.08.003. PMID: 17011493. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17011493/

5) Nguyen CB, Kumar S, Zucknick M, Kristensen VN, Gjerstad J, Nilsen H, Wyller VB. Associations between clinical symptoms, plasma norepinephrine and deregulated immune gene networks in subgroups of adolescent with Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav Immun. 2019 Feb;76:82-96. doi: 10.1016/j.bbi.2018.11.008. Epub 2018 Nov 9. PMID: 30419269. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30419269/

6) Le Sage V, Mouland AJ. Viral subversion of the nuclear pore complex. Viruses. 2013 Aug 16;5(8):2019-42. doi: 10.3390/v5082019. PMID: 23959328; PMCID: PMC3761240. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23959328/

7) Guo J, Zhu Y, Ma X, Shang G, Liu B, Zhang K. Virus Infection and mRNA Nuclear Export. Int J Mol Sci. 2023 Aug 9;24(16):12593. doi: 10.3390/ijms241612593. PMID: 37628773; PMCID: PMC10454920. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37628773/

8) Hall R, Guedán A, Yap MW, Young GR, Harvey R, Stoye JP, Bishop KN. SARS-CoV-2 ORF6 disrupts innate immune signalling by inhibiting cellular mRNA export. PLoS Pathog. 2022 Aug 25;18(8):e1010349. doi: 10.1371/journal.ppat.1010349. PMID: 36007063; PMCID: PMC9451085. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36007063/

9)  Feng H, Tian H, Wang Y, Zhang Q, Lin N, Liu S, Yu Y, Deng H, Gao P. Molecular mechanism underlying selective inhibition of mRNA nuclear export by herpesvirus protein ORF10. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Oct 27;117(43):26719-26727. doi: 10.1073/pnas.2007774117. Epub 2020 Oct 8. PMID: 33033226; PMCID: PMC7604486. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33033226/

10) Halpin P, Williams MV, Klimas NG, Fletcher MA, Barnes Z, Ariza ME. Myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome and gulf war illness patients exhibit increased humoral responses to the herpesviruses-encoded dUTPase: Implications in disease pathophysiology. J Med Virol. 2017 Sep;89(9):1636-1645. doi: 10.1002/jmv.24810. Epub 2017 Apr 26. PMID: 28303641; PMCID: PMC5513753. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28303641/

11) Lafon-Hughes L. Towards Understanding Long COVID: SARS-CoV-2 Strikes the Host Cell Nucleus. Pathogens. 2023 Jun 6;12(6):806. doi: 10.3390/pathogens12060806. PMID: 37375496; PMCID: PMC10301789. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37375496/

12) Ariza ME. Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome: The Human Herpesviruses Are Back! Biomolecules. 2021 Jan 29;11(2):185. doi: 10.3390/biom11020185. PMID: 33572802; PMCID: PMC7912523. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33572802/

KIRREL3, TNK2, PRUNE1, TPH2 og SLC6A4 er involveret i ME sygdomsmekanismen

Pihur og kolleger har udpeget 11 gener, der har betydning for ME sygdomsmekanismen (tabel 4 i ref 1):

• WASF3 = WAVE3
• NUP98
• PRUNE = PRUNE1
• KIRREL (Der findes flere KIRREL'er. KIRREL3 er nævnt i tabel 1 og 2 i ref 1) 
• TNK2 = ACK1
• EIF3S8 = EIF3C
• HOXA1
• PMS2L5 = PMS2P5
• HDAC7A =  HDAC7
• GRP41 = FFAR3
• MAP3K2

Disse gener er under Pihur's analyse sat i releation til TPH2 og SLC6A4, fordi SNPs i disse gener er relateret til ME (se tabel 1 og 2 i ref 1).

Betydningen af WASF3 i ME sygdomsmekanismen er lige blevet afdækket. Øget niveau af WASF3 i muskelceller ødelægger mitokondrie superkomplekser. Dette er associeret med Endoplasmatisk Reticulum (ER) stress. Niveauet af ER stress sensoren PERK (=EIF2AK3) er forhøjet (2).

Så mangler vi at forstå, hvilken rolle de ti andre gener (samt TPH2 og SLC6A4) spiller. I dette indlæg vil jeg gennemgå viden om KIRREL3, TNK2, PRUNE1, TPH2 og SLC6A4. Men først lidt basisviden.

Basisviden

ER sørger for foldning og kvalitetskontrol af proteiner. Ved motion ophobes misfoldede proteiner i muskelcellerne. Dette udløser ER stress, som cellerne imødekommer med en "oprydningsproces", der kaldes unfolded protein response (UPR). Den midlertidige tilstand af ER stress ved motion er normalt, men ved kronisk ER stress (som påvist i ME) vil der ske tab af muskelceller (3).

Reparation af muskler efter beskadigelse (4, 5, 6):

• Muskler indeholder hvilende satellitceller, som er et forstadie til rigtige muskelceller.
• Når muskler bliver beskadigede aktiveres satellitcellerne og modnes til myoblaster, der hver indeholder én cellekerne.
• Myoblaster udvikles videre til myocytter, der har en aflang form.
• Flere myocytter fusioneres til en myotube indeholdende mange cellekerner.
• Det er vigtigt, at cellekernerne bliver placeret korrekt i myotuberne.
• Placering af cellekerner er reguleret af CDC42.

Den neuromuskulære junction (NMJ) forbinder motorneuroner med muskler, således at elektriske signaler fra nervesystemet kan inducere muskelsammentrækninger. Der er en stor samling af cellekerner i muskelfibrene under NMJ, hvilket har betydning for NMJ's funktion. NMJ og satellitcellerne arbejder sammen. Hvis der mangler satellitceller vil det påvirke vedligehold af NMJ. Satellitcelle dysfunktion er involveret i flere neuromuskulære sygdomme (7).

Satellitcellers regenerative evne vedligeholdes af mitokondriers påvirkning af metabolismen og af mitofagi (8).

PERK og UPR regulerer satellitcelle medieret muskel regeneration (9).

KIRREL3

KIRREL3 hos bananfluer under udvikling er involveret i myoblast fusion. Og forskellige varianter af KIRREL3 findes i muskler hos mennesker (10).

KIRREL3 proteinet hos mus regulerer de morfologiske ændringer af myoblaster, der er nødvendige for den senere fusion til myotuber med mange cellekerner. KIRREL3 kan betegnes som et myoblast adhesions molekyle. Det er rimeligt at antage, at KIRREL3 proteinet har samme funktion hos mennesker (11).

TNK2

TNK2 er en tyrosine kinase, der kan regulere en række proteiner. TNK2 regulerer CDC42 aktivitet. CDC42 har betydning for musklers evne til at regenerere, idet CDC42 er involveret i cellekernernes placering i både myoblaster og andre celletyper (5, 6, 7).

I kræftceller kan TNK2 aktiverer ATP syntase F1 subunit alfa (= ATP5F1A = ATP5A). Herved øges stabiliteten af ATP syntase (= mitokondrie kompleks V) (12).

ME forskning har vist, at kompleks V arbejder ineffektivt (13).

I NK celler fra ME patienter blev ekspression af kinase gener undersøgt. TNK2 havde den  mest nedregulerede ekspression (mindste p-værdi) (tabel 3 i ref 14).

PRUNE1

PRUNE1 stimulerer vækst af knoglemarvs kræftceller ved at stimulere purin metabolismen, purin syntese enzymer og mitokondrie funktion (15).

Dysreguleret purin metabolisme er flere gange blevet påvist i ME (f.eks. i ref 16 og 17).

PRUNE1 mutation er forbundet med neuromuskulære symptomer og påvirkning af motorneuroner (18).

PRUNE1 ekspression er opreguleret i aktiverede satellitceller fra mus (figur 3 i ref 7).

TPH2 og SLC6A4

Serotonin (=5-hydroxytryptamine, 5-HT) er bedst kendt som neurotransmitter, men har også andre funktioner.

TPH2 (=tryptofan hydroxylase 2) katalyserer det første trin i syntese af serotonin.

SLC6A4 (=5-HTT = SERT) transporterer serotonin og kaldes også for 5-HT transporter.

HTR2A (= 5-HT2A) og HTR2B (= 5-HT2B) er serotonin receptorer.

Anthony Yasmann har i en doktorgrad afhandling gjort rede for serotonins rolle i reparation af muskler. SLC6A4, HTR2A og HTR2B blev påvist i myoblaster. Det blev også påvist, at serotonin er involveret i at øge antallet af myoblaster i en cellekultur (19).

ME puslespilsbrikker

Vi har mitokondrie/superkompleks dysfunktion og ER stress, som ME puslespilsbrikker. Jeg tror, at vi skal have dysregulerede muskel satellitceller med som endnu en brik.

Måske kan satellitceller være med til at forklare endothel dysfunktion hos i ME og ME komorbiditeten POTS? Når muskler bliver beskadigede, bliver de små blodkar også påvirkede. Endothelceller, muskelceller og satellitceller interagerer under regenerationen. Under denne proces er de små blodkar udvidede. Kontrollen med blodkarsammentrækning og blodkarudvidelse fungerer ikke optimalt. Forsøg har vist, at kontrollen først reetableres efter ca. 21 dage efter en skade på det kapillære netværk (20). 

Pihur's artikel indeholder flere "puslespilsbrikker" end de her nævnte. Jeg håber, at ME forskerne er i gang med at nærstudere Pihur og kollegers artikel.

Tidligere blogindlæg om WASF3:

Årsagen til ME patienters motionsintolerance er fundet

https://followmeindenmark.blogspot.com/2023/08/arsagen-til-me-patienters.html

Tidligere blogindlæg om muskel skade:

Increased serum and urine 3-methylhistidine in ME patients
https://followmeindenmark.blogspot.com/2020/03/increased-serum-and-urine-3.html

ME - a failure of inducing exercise tolerance?

https://followmeindenmark.blogspot.com/2020/03/me-failure-of-inducing-exercise.html

Increased plasma N,N,N-trimethyl-L-alanyl-L-proline betaine in ME patients

https://followmeindenmark.blogspot.com/2020/02/increased-plasma-nnn-trimethyl-l-alanyl.html

Referencer

1) Pihur V, Datta S, Datta S. Meta analysis of Chronic Fatigue Syndrome through integration of clinical, gene expression, SNP and proteomic data. Bioinformation. 2011 Apr 22;6(3):120-4. doi: 10.6026/97320630006120. PMID: 21584188; PMCID: PMC3089886.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21584188/

2) Wang PY, Ma J, Kim YC, Son AY, Syed AM, Liu C, Mori MP, Huffstutler RD, Stolinski JL, Talagala SL, Kang JG, Walitt BT, Nath A, Hwang PM. WASF3 disrupts mitochondrial respiration and may mediate exercise intolerance in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Aug 22;120(34):e2302738120. doi: 10.1073/pnas.2302738120. Epub 2023 Aug 14. PMID: 37579159; PMCID: PMC10450651.2) 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37579159/

3) Marafon BB, Pinto AP, Ropelle ER, de Moura LP, Cintra DE, Pauli JR, da Silva ASR. Muscle endoplasmic reticulum stress in exercise. Acta Physiol (Oxf). 2022 May;235(1):e13799. doi: 10.1111/apha.13799. Epub 2022 Feb 21. PMID: 35152547.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35152547/

4) Rodríguez-Fdez S, Bustelo XR. Rho GTPases in Skeletal Muscle Development and Homeostasis. Cells. 2021 Nov 2;10(11):2984. doi: 10.3390/cells10112984. PMID: 34831205; PMCID: PMC8616218.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34831205/

5) McNally EM, Demonbreun AR. Resealing and rebuilding injured muscle. Science. 2021 Oct 15;374(6565):262-263. doi: 10.1126/science.abm2240. Epub 2021 Oct 14. PMID: 34648349; PMCID: PMC9112225.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34648349/

6) Cadot B, Gache V, Gomes ER. Moving and positioning the nucleus in skeletal muscle - one step at a time. Nucleus. 2015;6(5):373-81. doi: 10.1080/19491034.2015.1090073. PMID: 26338260; PMCID: PMC4915500.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26338260/ 

7) Ganassi M, Zammit PS. Involvement of muscle satellite cell dysfunction in neuromuscular disorders: Expanding the portfolio of satellite cell-opathies. Eur J Transl Myol. 2022 Mar 18;32(1):10064. doi: 10.4081/ejtm.2022.10064. PMID: 35302338; PMCID: PMC8992676.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35302338/

8) Hong X, Isern J, Campanario S, Perdiguero E, Ramírez-Pardo I, Segalés J, Hernansanz-Agustín P, Curtabbi A, Deryagin O, Pollán A, González-Reyes JA, Villalba JM, Sandri M, Serrano AL, Enríquez JA, Muñoz-Cánoves P. Mitochondrial dynamics maintain muscle stem cell regenerative competence throughout adult life by regulating metabolism and mitophagy. Cell Stem Cell. 2022 Sep 1;29(9):1298-1314.e10. doi: 10.1016/j.stem.2022.07.009. Epub 2022 Aug 22. Erratum in: Cell Stem Cell. 2022 Oct 6;29(10):1506-1508. PMID: 35998641.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35998641/

9) Xiong G, Hindi SM, Mann AK, Gallot YS, Bohnert KR, Cavener DR, Whittemore SR, Kumar A. The PERK arm of the unfolded protein response regulates satellite cell-mediated skeletal muscle regeneration. Elife. 2017 Mar 23;6:e22871. doi: 10.7554/eLife.22871. PMID: 28332979; PMCID: PMC5391206.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28332979/

10) Durcan PJ, Conradie JD, Van deVyver M, Myburgh KH. Identification of novel Kirrel3 gene splice variants in adult human skeletal muscle. BMC Physiol. 2014 Dec 9;14:11. doi: 10.1186/s12899-014-0011-3. PMID: 25488023; PMCID: PMC4269076.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25488023/

11) Tamir-Livne Y, Mubariki R, Bengal E. Adhesion molecule Kirrel3/Neph2 is required for the elongated shape of myocytes during skeletal muscle differentiation. Int J Dev Biol. 2017;61(3-4-5):337-345. doi: 10.1387/ijdb.170005eb. PMID: 28621431.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28621431/

12) Chouhan S, Sawant M, Weimholt C, Luo J, Sprung RW, Terrado M, Mueller DM, Earp HS, Mahajan NP. TNK2/ACK1-mediated phosphorylation of ATP5F1A (ATP synthase F1 subunit alpha) selectively augments survival of prostate cancer while engendering mitochondrial vulnerability. Autophagy. 2023 Mar;19(3):1000-1025. doi: 10.1080/15548627.2022.2103961. Epub 2022 Jul 27. PMID: 35895804; PMCID: PMC9980697.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35895804/

13) Missailidis D, Annesley SJ, Allan CY, Sanislav O, Lidbury BA, Lewis DP, Fisher PR. An Isolated Complex V Inefficiency and Dysregulated Mitochondrial Function in Immortalized Lymphocytes from ME/CFS Patients. Int J Mol Sci. 2020 Feb 6;21(3):1074. doi: 10.3390/ijms21031074. PMID: 32041178; PMCID: PMC7036826.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32041178/

14) Chacko A, Staines DR, Johnston SC, Marshall-Gradisnik SM. Dysregulation of Protein Kinase Gene Expression in NK Cells from Chronic Fatigue Syndrome/Myalgic Encephalomyelitis Patients. Gene Regul Syst Bio. 2016 Aug 28;10:85-93. doi: 10.4137/GRSB.S40036. PMID: 27594784; PMCID: PMC5003121.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27594784/

15) Xu J, Wang Y, Li P, Chen C, Jiang Z, Wang X, Liu P. PRUNE1 (located on chromosome 1q21.3) promotes multiple myeloma with 1q21 Gain by enhancing the links between purine and mitochondrion. Br J Haematol. 2023 Sep 4. doi: 10.1111/bjh.19088. Epub ahead of print. PMID: 37666675.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37666675/

16) McGregor NR, Armstrong CW, Lewis DP, Gooley PR. Post-Exertional Malaise Is Associated with Hypermetabolism, Hypoacetylation and Purine Metabolism Deregulation in ME/CFS Cases. Diagnostics (Basel). 2019 Jul 4;9(3):70. doi: 10.3390/diagnostics9030070. PMID: 31277442; PMCID: PMC6787670.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31277442/

17) Germain A, Giloteaux L, Moore GE, Levine SM, Chia JK, Keller BA, Stevens J, Franconi CJ, Mao X, Shungu DC, Grimson A, Hanson MR. Plasma metabolomics reveals disrupted response and recovery following maximal exercise in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome. JCI Insight. 2022 May 9;7(9):e157621. doi: 10.1172/jci.insight.157621. PMID: 35358096; PMCID: PMC9090259.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35358096/

18) Okur D, Daimagüler HS, Danyeli AE, Tekgül H, Wang H, Wunderlich G, Çırak S, Yiş U. Bi-allelic mutations in PRUNE lead to neurodegeneration with spinal motor neuron involvement and hyperCKaemia. Turk J Pediatr. 2019;61(6):931-936. doi: 10.24953/turkjped.2019.06.015. PMID: 32134588.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32134588/

19) Anthony Yasmann: From receptor to organ: Serotonin's interaction with the 5-HT1B receptor and its role in skeletal muscle repair. Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Ludwig-Maximilians-Universität München. 2021. Arbejdet blev udført ved Pasteur Instituttet i Frankrig.

https://edoc.ub.uni-muenchen.de/28019/1/Yasmann_Anthony.pdf

20) Pepe GJ, Albrecht ED. Microvascular Skeletal-Muscle Crosstalk in Health and Disease. Int J Mol Sci. 2023 Jun 21;24(13):10425. doi: 10.3390/ijms241310425. PMID: 37445602; PMCID: PMC10341943.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37445602/

Palmitinsyre giver Endoplasmatisk Retikulum Stress

Palmitinsyre (PA) er en mættet fedtsyre med 16 kulstofatomer (C16:0).

Palmitinsyre findes i animalsk fedt og fedtholdige mejeriprodukter. Palmitinsyre indholdet er meget højt (44%) i palmeolie, som anvendes i vid udstrækning i fødevareindustrien.

Fra reference 1:
Palm Oil is generally found in: baked goods, candies, cakes, cheese analogs, chips, chocolate, confectionary fats, cookies, cooking oil, crackers, doughnuts, frozen meals (pancakes, pies, pizza, potatoes), ice cream, industrial frying fats, instant noodles and oatmeals, margarines, microwave popcorn, non-dairy creamers, peanut butter, salad dressings, snacks, soups, supplements/vitamins, vegetable ghee.

Der er påvist Endoplasmatisk Retikulum (ER) Stress hos ME patienter pga forhøjet niveau af proteinet WASF3 og mitokondrie dysfunktion (2). 

Palmitinsyre inducerer ER stress.

Fra reference 1 og referencer i denne artikel:
Palmitic Acid overload induce apoptotic cell death by ER stress [129,130]; moreover elevated concentrations of Palmitic Acid determine apoptosis and autophagy through mitochondrial dysfunction and ER stress, mediated by oxidative stress increase, in hepatocytes [131], pancreatic beta cells [132] and muscle cells [133,134,135]. FFAs are oxidized by the β-oxidation process in mitochondria, the most important source of reactive oxygen species (ROS) [136].

Når ME patienters ER stress respons allerede er belastet, er det næppe godt at belaste det yderligere ved højt indtag af palmitinsyre. 

Læs om WASF3 og ER stress hos ME patienter:

Årsagen til ME patienters motionsintolerance er fundet

Referencer

1) Mancini A, Imperlini E, Nigro E, Montagnese C, Daniele A, Orrù S, Buono P. Biological and Nutritional Properties of Palm Oil and Palmitic Acid: Effects on Health. Molecules. 2015 Sep 18;20(9):17339-61. doi: 10.3390/molecules200917339. PMID: 26393565; PMCID: PMC6331788.

https://www.mdpi.com/1420-3049/20/9/17339

2) Wang PY, Ma J, Kim YC, Son AY, Syed AM, Liu C, Mori MP, Huffstutler RD, Stolinski JL, Talagala SL, Kang JG, Walitt BT, Nath A, Hwang PM. WASF3 disrupts mitochondrial respiration and may mediate exercise intolerance in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Aug 22;120(34):e2302738120. doi: 10.1073/pnas.2302738120. Epub 2023 Aug 14. PMID: 37579159. 

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302738120

Are ME and MCS disease mechanisms linked through TRP ion channel dysfunction and ER stress?

Myalgic encephalomyelitis (ME) patients have increased level of WASF3, disrupted mitochondrial respiration, and this is related to Endoplasmic Reticulum (ER) stress (1).

Griffith University suggest ME is a Transient Receptor Potential (TRP) ion channelopathy (2).

TRP channels may be leading actors in ER stress modulation (3).

Many ME patients have Multiple Chemical Sensitivity (MCS). MCS disease mechanism is related to TRPA1 and TRPV1 (4). 

MCS patients do not tolerate environmental irritants, including volatile/semivolatile chemicals, (eg wood smoke and perfume).

Recent findings demonstrated that TRPA1 and TRPV3 channel's activity (using wood smoke particle exposure) is directly correlated to the ER stress process in an opposite manner (5).

This result has been further investigated, and has resulted in a hypothesis for how TRPA1 activation may affect the expression/function of TRPs involved in calcium handling (TRPV1 and TRPV3) and cytotoxic Endoplasmic Reticulum stress, thus modulating responses to TRPA1 stimuli (6):

Figure 12 from reference 6.    Link to figure.

Are ME and MCS disease mechanisms linked through TRP ion channel dysfunction and ER stress?

References

1) Wang PY, Ma J, Kim YC, Son AY, Syed AM, Liu C, Mori MP, Huffstutler RD, Stolinski JL, Talagala SL, Kang JG, Walitt BT, Nath A, Hwang PM. WASF3 disrupts mitochondrial respiration and may mediate exercise intolerance in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Aug 22;120(34):e2302738120. doi: 10.1073/pnas.2302738120. Epub 2023 Aug 14. PMID: 37579159; PMCID: PMC10450651.

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302738120

2) Du Preez S, Eaton-Fitch N, Smith PK, Marshall-Gradisnik S. Altered TRPM7-Dependent Calcium Influx in Natural Killer Cells of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome Patients. Biomolecules. 2023 Jun 26;13(7):1039. doi: 10.3390/biom13071039. PMID: 37509075; PMCID: PMC10377690.

https://www.mdpi.com/2218-273X/13/7/1039

3) Vestuto V, Di Sarno V, Musella S, Di Dona G, Moltedo O, Gomez-Monterrey IM, Bertamino A, Ostacolo C, Campiglia P, Ciaglia T. New Frontiers on ER Stress Modulation: Are TRP Channels the Leading Actors? Int J Mol Sci. 2022 Dec 22;24(1):185. doi: 10.3390/ijms24010185. PMID: 36613628; PMCID: PMC9820239.

https://www.mdpi.com/1422-0067/24/1/185

4) Molot J, Sears M, Anisman H. Multiple chemical sensitivity: It's time to catch up to the science. Neurosci Biobehav Rev. 2023 Aug;151:105227. doi: 10.1016/j.neubiorev.2023.105227. Epub 2023 May 10. PMID: 37172924.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763423001963

5) Nguyen ND, Memon TA, Burrell KL, Almestica-Roberts M, Rapp E, Sun L, Scott AF, Rower JE, Deering-Rice CE, Reilly CA. Transient Receptor Potential Ankyrin-1 and Vanilloid-3 Differentially Regulate Endoplasmic Reticulum Stress and Cytotoxicity in Human Lung Epithelial Cells After Pneumotoxic Wood Smoke Particle Exposure. Mol Pharmacol. 2020 Nov;98(5):586-597. doi: 10.1124/molpharm.120.000047. Epub 2020 Sep 16. PMID: 32938721; PMCID: PMC7569310.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32938721/

6) Rapp E, Lu Z, Sun L, Serna SN, Almestica-Roberts M, Burrell KL, Nguyen ND, Deering-Rice CE, Reilly CA. Mechanisms and Consequences of Variable TRPA1 Expression by Airway Epithelial Cells: Effects of TRPV1 Genotype and Environmental Agonists on Cellular Responses to Pollutants in Vitro and Asthma. Environ Health Perspect. 2023 Feb;131(2):27009. doi: 10.1289/EHP11076. Epub 2023 Feb 27. PMID: 36847817; PMCID: PMC9969990.

https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/EHP11076

Årsagen til ME patienters motionsintolerance er fundet

Forskere fra National Institute of Health (NIH) i USA har vist, at proteinet Wiskott-Aldrich Syndrome Protein Family Member 3 (WASF3) ødelægger mitokondriernes respiration, og dette medfører motionsintolerance hos ME patienter (1). Artiklen er her:

WASF3 disrupts mitochondrial respiration and may mediate exercise intolerance in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome

I det følgende gennemgås afsnittene i artiklen, men først lidt basisviden.

Basisviden

Mitokondrier er cellernes kraftværker. De danner energi under forbrug af ilt (respiration). Mitokondrier består af 5 dele, kaldet mitokondriekompleks I-V. For at virke optimalt dannes superkomplekser af to enheder af kompleks III og en enhed af kompleks IV, de kaldes III2+IV. Kompleks IV kaldes også for cytochrome c oxidase. Komplekset har to under-enheder kaldet mitocondrially encoded cytochrome oxidase 1 og 2 (MTCO1 og MTCO2 (COX1 og COX2) ). Mitokondriers forbrug af ilt og hermed deres evne til at danne energi kan måles med et SeaHorse apparat. Resultatet angives som oxygen consumption rate (OCR).

Protein kinaser er enzymer, der kan sætte en fosfat-gruppe på et protein. Dette kaldes fosforylering, og er en metode celler anvender til at aktivere eller inaktivere proteinet. F. eks kan kinase p38 (MAPK14) fosforylere proteinet p53 (TP53) et sted på proteinet kaldet Ser46. Herved aktiveres p53.

Protein fosfataser er enzymer, der kan fjerne en fosfatgruppe fra et protein.  Et eksempel på en fosfatase er Protein fosfatase 1 (PP1).

Endoplasmatisk Retikulum (ER) er et organel i cellen, der bl.a. sørger for foldning og kvalitetskontrol af de proteiner, som cellen producerer. ER stress kan opstå af flere årsager, f.eks. viral infektion. Ved ER stress lukkes ned for protein translation. Vigtige ER proteiner: 

PERK (EIF2AK3) - en kinase, der fungerer som stress-sensor. Ved ER stress sætter PERK en fosfat-gruppe på proteinet eIF2alfa (EIF2S1), hvorved proteinet inaktiveres og translation standser. 

GRP78 (BIP, HSPA5) er involveret i foldning og samling af proteiner i ER og er et nøgleprotein i regulering af ER homøostasen. Mitokondrie-proteinet ATAD3A stabiliserer GRP78 og reducerer ER stress.

Dvs ved et normalt ER stress respons er niveauet af både PERK og GRP78 forhøjede.

Afsnittene i artiklen:

Nedsat mitokondrie funktion i en patient med kronisk træthed

Forskerne undersøgte en 38-årig kvinde med kronisk træthed og motionsintolerance. Kvinden var fra en familie med en kræft-forårsagende mutation i genet TP53. Kvindens motionsintolerance startede efter, at hun havde mononukleose som 16-årig. Mononukleose er kendt for at udløse ME, men kvinden havde ikke fået diagnosen. Hendes far og bror havde også TP53 mutationen, men de havde ikke kronisk træthed. Kvindens bror var rask. Kvinden (benævnt S1) og broren (benævnt S2) blev undersøgt i relation til kræftgenet. Broren fungerede som rask kontrolperson. Der blev udtaget fibroblast celler fra huden på dem begge til nærmere undersøgelse. Forskerne fandt, at kvinden (S1) i forhold til broren (S2) havde:

• lavere OCR, dvs lavere iltforbrug
• formindsket niveau af proteinerne MTCO1 og MTCO2
• øget fosforylering af proteinet p53 ved Ser46
• øget aktivering af kinasen p38 (MAPK14)
• normal aktivering af kinaserne MKK3 og JNK
• øget niveau af WASF3

Øget fosforylering af p53 betyder, at der var et celle stress respons. Det stemte overens med det øgede aktivitet af p38. Men hvad aktiverede p38? Normalt ville MKK3 og JNK være aktiverede, men noget andet påvirkede den biokemiske stivej. Og det var WASF3, som også kan aktivere p38 MAPK signalerings stivejen. 

WASF3 er i et studie fra 2011 udpeget, som det gen, der er mest associeret med ME (2). Manglende iltforbrug og mitokondrie dysfunktion er allerede påvist hos ME patienter. 

Niveauet af MTCO1 var formindsket med ca. 34%, og niveauet af WASF3 var øget med ca.  40%. Var der en sammenhæng mellem mitokondrie dysfunktion og WASF3? Og kunne det have relation til ME?

WASF3 undertrykker mitokondriel respiration

For at undersøge sammenhængen mellem niveauet af WASF3 og mitokondriernes funktion manipulerede forskerne celler fra kvinden S1. Cellernes niveau af WASF3 blev reduceret (=knock down), og cellernes funktion blev igen undersøgt i forhold til normale celler fra den raske bror S2. Kvindens celler uden WASF3 viste nu: 

• forbedret mitokondriel funktion
• øget niveau af under-enheder til mitokondrie kompleks IV
• nedsat fosforylering af p53 og p38, men ikke JNK

Der blev foretaget en del yderligere kontrolforsøg med andre cellekulturer for at sikre, at reduktionen af WASF3 virkelig kunne forbedre mitokondriernes funktion. Og det blev eftervist, at kvindens mutation i TP53 genet ikke havde noget at gøre med den defekte regulering af WASF3.

Overekspression af WASF3 formindsker motionskapaciteten og mitokondriernes metabolisme hos mus

Forskerne frembragte mus med øget ekspression af WASF3. Musene havde:

• øget niveau af WASF3 i muskler
• formindsket niveau af under-enheder i  mitokondrie kompleks IV
• ikke øget WASF3 i hjerte, hjerne eller lever, men der var en mindre reduktion af kompleks IV under-enheder
• reprogrammering af metabolismen mod glykolyse (= glucose forbrænding)
• højere niveau af laktat i blodet
• lavere niveau af glykogen i muskler
• ca 50% reduktion af den maximale motionskapacitet
• normal gribestyrke
• normal levetid

Tidligere forskning har vist, at ME patienter har forhøjet niveau af laktat i blodet under hvile, og dette korrelerer med deres postexertional malaise (PEM). 

WASF3 er lokaliseret til mitokondrierne og regulerer samlingen af respiratoriske superkomplekser

Forsøg med muse myoblast celle kultur (C2C12) med øget niveau af WASF3 viste:

• WASF3 findes både i cellens cytoplasma og i association til mitokondrierne
• WASF3 er fosforyleret, når det er i kontakt med mitokondrier
• når WASF3 er lokaliseret til mitokondrierne, ødelægges dannelsen af mitkondrie superkomplekser III2+IV

Forsøg både med C2C12 med øget WASF3 og med muskelceller fra mus med øget WASF3 viste:

• ca. 50% reduktion af III2+IV aktivitet, mens kompleks I aktivitet var lidt højere

Forhøjet ekspression af WASF3 i ME patienters muskler er associeret med ER stress

Idet S1's symptomer var identiske med ME patienters, undersøgte forskerne muskel biopsier fra ME patienter og sammenlignede med biopsier fra raske kontrolpersoner. Her fandt man, at ME patienter havde: 

• øget niveau af WASF3
• formindsket niveau af mitokondrie kompleks IV under-enheder
• øget niveau af ER stress sensoren PERK (EIF2AK3)
• lavere niveau af GRP78 (BIP, HSPA5)
• niveauet af kompleks IV under-enheder korrelerede omvendt både med niveauet af WASF3 og PERK

Dette resultat tyder på, at den biokemiske ER stress stivej er forrringet. Fænomenet "ER Stress Response Failure" menes at resultere i metaboliske forstyrrelser.

For yderligere at teste sammenhængen mellem ER stress og WASF3, blev en menneske celle kultur (myoblasts) behandlet med kemikalier, således ER stress blev induceret. Herefter kunne måles:

• øget niveau af WASF3
• nedsat niveau af kompleks IV under-enhed MTCO1
• øget niveau af PERK (EIF2AK3)
• øget niveau af BIP (GRP78, HSPA5)

Så blev mus udsat for lipopolysakkararid (LPS), som er et endotoxin, der er kendt for at inducere ER stress. Herefter blev der udtaget muskelprøver fra musene. De viste:

• øget niveau af WASF3
• øget niveau af PERK (EIF2AK3)
• øget niveau af BIP (GRP78, HSPA5))
• formindsket niveau af kompleks IV under-enhed MTCO1

Det betyder, at den træthed, der følge efter LPS kan relateres til WASF3. 

Farmakologisk inhibering af ER stress mindsker WASF3 og hjælper dannelsen af superkomplekser og respiration

ER stress vil normalt medføre nedlukning af protein translation. PERK kinase aktivitet vil medføre en fosforylering af protein translations faktor eIF2alfa (EIF2S1), som inaktiverer translations faktoren. Dette var ikke tilfældet med kvinden S1. Kvindens eIF2alfa var meget mindre fosforyleret end hendes brors, og hermed stadig aktivt. Det betyder, at der var ER Stress Response Failure hos kvinden, ligesom der også var det i ME patienternes muskel biopsier.

Der findes forskellige kemiske stoffer, som kan inhibere ER stress. To af disse inhibitorer, tauroursodeoxycholic acid og salubrinal, blev afprøvet på fibroblast celler fra kvinden S1. Salubrinal havde en effekt, idet niveauet af både PERK og WASF3 blev reduceret.

Salubrinal inhibere enzymet protein fosfatase 1 (PP1), og dette medfører, at fosfat-gruppen ikke fjernes fra proteinet eIF2alfa. Hermed bliver der lukket ned for protein translation, som en normal del af ER stress responset. Salubrinal behandlingen fik genskabt mitokondrie komplekserne og respirationen blev forbedret.

Diskussion

Under dette afsnit skriver forskerne bl.a.:

I dette studie har vi vist, at WASF3 induceret af ER stress ødelægger dannelsen af respiratoriske superkomplekser og reducerer mitokondriernes forbrug af ilt. Dette giver en molekylær forklaring på energimangel symptomer ved motionsintolerance og postexertional malaise (PEM) i en patient med kronisk træthed.

I overensstemmelse med dette blev der fundet forhøjet ER stress og WASF3 niveau i association med reduceret niveau af mitokondrie kompleks IV under-enheder i muskelbiopsier fra ME patienter. Vigtigt er det, at farmakologisk inhibering af ER stress i celler fra den 38-årige patient nedbragte niveauet af WASF3 og forbedrede superkompleks dannelsen og respiration, hvilket giver udsigt til terapeutiske muligheder for at lindre træthedssymptomer hos patienter med ME.

Ydermere skriver forskerne i dette afsnit, at forekomst af WASF3 bør overvejes i andre relaterede træthedstilstande, som f.eks. long COVID.

Referencer

1) Wang PY, Ma J, Kim YC, Son AY, Syed AM, Liu C, Mori MP, Huffstutler RD, Stolinski JL, Talagala SL, Kang JG, Walitt BT, Nath A, Hwang PM. WASF3 disrupts mitochondrial respiration and may mediate exercise intolerance in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Aug 22;120(34):e2302738120. doi: 10.1073/pnas.2302738120. Epub 2023 Aug 14. PMID: 37579159. 

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302738120

2) Pihur V, Datta S, Datta S. Meta analysis of Chronic Fatigue Syndrome through integration of clinical, gene expression, SNP and proteomic data. Bioinformation. 2011 Apr 22;6(3):120-4. doi: 10.6026/97320630006120. PMID: 21584188; PMCID: PMC3089886.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21584188/

Er Myalgisk Encephalomyelitis en TRP ionkanalopati?

Et stigende antal artikler peger på dysregulering af calcium ion signalering hos ME patienter. Dette involverer Transient Receptor Potential (TRP) ion kanal dysfunktion (Reference 1 og referencer i denne artikel).

Senest har forskere fra Griffith Universitet påvist dysregulering af TRPM7 i NK celler fra ME patienter. Forskningsgruppen har tidligere påvist dysregulering af TRPM3 og skriver i deres nye artikel:

"Findings from this investigation suggest that TRPM7-dependent Ca2+ influx is reduced with agonism and increased with antagonism in ME/CFS patients relative to the age- and sex-matched HCs. The outcomes reported here potentially reflect TRPM3 dysfunction identified in this condition suggesting that ME/CFS is a TRP ion channelopathy."

TRPM7 er en ionkanal, der er involveret i regulering af flere forskellige immun celler (2).

F.eks. regulerer TRPM7 proliferation og polarisering af makrofager (3). Og TRPM7 kinase aktivitet regulerer degranulering af mastceller hos mus (4).

TRP ion kanaler er også dysregulerede i ME komorbiditeten Multiple Chemical Sensitivity (MCS):

Biokemisk forklaring på Multiple Chemical Sensitivity

http://followmeindenmark.blogspot.com/2023/07/biokemisk-forklaring-pa-multiple.html

Referencer

1) Du Preez, S.; Eaton-Fitch, N.; Smith, P.K.; Marshall-Gradisnik, S. Altered TRPM7-Dependent Calcium Influx in Natural Killer Cells of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome Patients. Biomolecules 2023, 13, 1039. https://doi.org/10.3390/biom13071039

https://www.mdpi.com/2218-273X/13/7/1039

2) Liang HY, Chen Y, Wei X, Ma GG, Ding J, Lu C, Zhou RP, Hu W. Immunomodulatory functions of TRPM7 and its implications in autoimmune diseases. Immunology. 2022 Jan;165(1):3-21. doi: 10.1111/imm.13420. Epub 2021 Oct 5. PMID: 34558663.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/imm.13420

3) Schilling T, Miralles F, Eder C. TRPM7 regulates proliferation and polarisation of macrophages. J Cell Sci. 2014 Nov 1;127(Pt 21):4561-6. doi: 10.1242/jcs.151068. Epub 2014 Sep 9. PMID: 25205764; PMCID: PMC4215710.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25205764/

4) Zierler S, Sumoza-Toledo A, Suzuki S, Dúill FÓ, Ryazanova LV, Penner R, Ryazanov AG, Fleig A. TRPM7 kinase activity regulates murine mast cell degranulation. J Physiol. 2016 Jun 1;594(11):2957-70. doi: 10.1113/JP271564. Epub 2016 Jan 27. PMID: 26660477; PMCID: PMC4887679.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26660477/

Biokemisk forklaring på Multiple Chemical Sensitivity

Med over 600 referencer er artiklen "Multiple Chemical Sensitivity: It's time to catch up to the science" en meget grundig gennemgang af den mulige biokemi bag Multiple Chemical Sensitivity (MCS). 

Highlights fra artiklen:

• Functional imaging studies demonstrated multiple brain changes in MCS.
• These brain regions express TRPV1 and TRPA1 receptors.
• TRPV1 and TRPA1 receptors are sensitized in MCS.
• Similar brain regions are involved in comorbid physical and psychological conditions.
• TRP receptor hypersensitivity may contribute to comorbidity in MCS.

Reference: Molot J, Sears M, Anisman H. Multiple chemical sensitivity: It's time to catch up to the science. Neurosci Biobehav Rev. 2023 Aug;151:105227. doi: 10.1016/j.neubiorev.2023.105227. Epub 2023 May 10. PMID: 37172924.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763423001963

Tidligere blogindlæg om MCS og TRPA1: 

Transient Receptor Potential in Multiple Chemical Sensitivity

http://followmeindenmark.blogspot.com/2013/02/transient-receptor-potential-in.html

Multiple Chemical Sensitivity, TRPA1 og aktivering af det autonome nervesystem og immunforsvaret

http://followmeindenmark.blogspot.com/2014/08/multiple-chemical-sensitivity-trpa1-og.html

A role for TRPs in ME/CFS/POTS/MCS/pain/endothelial dysfunction...?

http://followmeindenmark.blogspot.com/2014/02/a-role-for-trps-in-mecfspotsmcspainendo.html

ME patienter har endotel dysfunktion

Som en del af det norske rituximab behandlings-studie af ME patienter, blev endotel (engelsk: endothelial)  funktion undersøgt (1).

Endothelium er betegnelsen for det tynde lag af celler, der dækker det indre af vores blodkar. Endotel funktion undersøges ved at undersøge blodgennemstrømningen. Det blev gjort på to måder:

• Flow-mediated dilation (FMD). Dilation betyder udvidelse.
• Post-occlusive reactive hyperemia (PORH). Post-occlusive betyder efter tillukning. Hyperemia betyder øget blodtilstrømning.

Ved FMD måles diameter på en arterie ved hvile og efter 5 minutters tillukning, når blodet igen strømmer. Resultatet er øgningen af diameteren angivet i %.

Ved PORH måles mikrovaskulær blodgennemstrømning i huden 2 minutter efter, der har været lukket af for blodtilførsel. Resultatet angives i Perfusion Units (PU).

Undersøgelserne viste:

• FMD hos ME patienter                5,1%
• FMD hos kontrolpersoner            8,2%

Det betyder, at ME patienter var ringere til at sende blod gennem blodkarret efter det havde været tillukket (p < 0,0001).

• PORH hos ME patienter             1354 PU
• PORH hos kontrolpersoner         2208 PU

Det betyder, at ME patienter var ringere til at sende blod gennem hudens små blodkar efter de havde været tillukket (p = 0,002).

Konklusionen var, at ME patienter har reduceret makro- og mikrovaskulær endotel funktion. 

Reference:

1) Sandvik MK, Sørland K, Leirgul E, Rekeland IG, Stavland CS, Mella O, Fluge Ø. Endothelial dysfunction in ME/CFS patients. PLoS One. 2023 Feb 2;18(2):e0280942. doi: 10.1371/journal.pone.0280942. PMID: 36730360; PMCID: PMC9894436.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36730360/

Mere viden: 

Post occlusive reactive hyperemia

https://www.perimed-instruments.com/content/post-occlusive-reactive-hyperemia/

Neurovaskulær dysregulering påvist hos ME patienter

Under motion skal venerne trække sig sammen, således veneblodet returneres til hjertet i tilstrækkeligt omfang. Hvis dette ikke sker, er der ikke blod nok til et fyldetryk i hjertekammeret. Det dysregulerede blodkredsløb medfører manglende iltforsyning til cellerne og hermed motionsintolerance. (engelsk: depressed cardiac output from impaired venous return - preload failure). 

Systrom's forskerteam har undersøgt om lægemidlet pyridostigmine kunne forbedre motionskapaciteten hos en gruppe ME patienter med lavt fyldetryk i højre hjertekammer (right artrial pressure (RAP) under 6,5 mm Hg. (1) 

45 ME patienter blev delt i to grupper. Begge grupper gennemgik invasiv kardiopulmonær motionstest (iCPET). Herefter fik den ene gruppe 60 mg pyridostigmine og den anden gruppe fik placebo. 50 minutter senere gennemgik alle en iCPET igen. Den maksimale iltoptagelse (peak Vo2 mL/min) blev målet under begge test. 

ME patientgruppen der fik pyridostigmine forbedrede den maksimale iltoptaglese ved test 2 med 13,3 mL/min i forhold til første test. ME placebogruppen havde en forrringet maksimal iltoptagelse ved test 2 på minus 40,2 mL/min i forhold til deres første test. Det vil sige behandlingsresponset af pyridostigmine var 53,6 mL/min. Forsøget viste også, at faldet i peak Vo2 hos placebogruppen var forårsaget af et fald i cardiac output og preload failure. 

De fysiologiske ændringer i iltoptagelsen er små og ikke klinisk relevante, men de fortæller os noget om ME sygdomsmekanismen (1): 

 "Interpretation: Pyridostigmine improves peak Vo2 in ME/CFS by increasing cardiac output and right ventricular filling pressures. Worsening peak exercise Vo2, cardiac output, and right atrial pressure following placebo may signal the onset of postexertional malaise. We suggest that treatable neurovascular dysregulation underlies acute exercise intolerance in ME/CFS." 

Reference:

1) Joseph P, Pari R, Miller S, Warren A, Stovall MC, Squires J, Chang CJ, Xiao W, Waxman AB, Systrom DM. Neurovascular Dysregulation and Acute Exercise Intolerance in Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome: A Randomized, Placebo-Controlled Trial of Pyridostigmine. Chest. 2022 Nov;162(5):1116-1126. doi: 10.1016/j.chest.2022.04.146. Epub 2022 May 6. 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35526605/

Læs også:

Lav arteriel-venøs iltindhold difference hos ME patienter

http://followmeindenmark.blogspot.com/2021/11/lav-arteriel-vens-iltindhold-difference.html