Immunsystemet til ME pasienter: En case-studie – ett immunforsvar full av avvik!

I en rekke blogginnlegg har vi sett litt på funnene som er gjort i immunsystemet til ME-pasientene med tanke på blant annet B og T- celler/lymfocytter, cytokiner og fenomenet IRIS. Postulert ett spørsmål om det er immunresponsreaksjonene som medfører vedvarende sykdomsaktivitet og økt risiko for utvikling av autoimmun sykdom. Dette innlegget fremviser jeg mine egne blodprøve-resultater og ser hvor det ender opp med blant annet Klimas oversiktsstudie fra 2000. Så hvordan kan en pasients immunsystem som tilfredsstiller de strengeste kriterier til sykdommen ME se ut?

Kort om sykdomshistorie:

Jeg fikk en bakteriell infeksjon i 2003 og har det vi på ME-språket vil kalle en gradvis og beklageligvis progresserende utvikling av sykdommen ME. Når vi snakker om nyoppstått og en unormal trøtthet så var den sommeren 2003. Kræsjet kom ikke før en høstdag jeg satt ute på verandaen og i ett brøkdel av noen sekunder delte kroppen seg i to og det var bare å krype i seng med alle klær på, to dyner og fryse halvt i hjel. Ett typisk tegn på virus-infeksjon.

Jeg var gradvis sykemeldt i de neste 52 ukene. Så lenge en kan reise på jobb, så gjør en jo det og på min jobb er det ingen som tar over. Passelig liksomfrisk fra høsten 2004, men som mange før meg beretter – all energi går med på jobb og hviling resten av tiden. Etter vinterferien i 2005 var det ikke mer å hente av skrotten og siden har jeg ikke vært på jobb heller. Selvfølgelig diagnostisert med angst, depresjon, panikkanfall og det normale som en tenker om ME-pasienter og behandling ble jo deretter. Ingen kunnskap for ME visste jeg ikke hva var eller om noen som helst sykdommer. Hvorfor det – jeg har jo ikke engang hatt influensa eller knapt nok vært forkjøla i mitt liv. Dessuten så går alt så mye bedre i mårra…

En bihulebetennelse i februar 2006 gjorde ikke saken bedre. Tre dager ut i forløpet var siste dagen for at kroppen min sov av seg selv – jeg var blitt paradoksal søvnløs. Ja og ikke visste jeg at det var bihulebetennelse, så det tok seks dager før jeg reiste på legevakta og fikk konstatert en crp på over 200. En måned tok det før jeg var på litt opptur igjen, redusert og i en fase som vi kaller for jo-jo-fase (moderat ME). Det betyr at en kan være ute den ene dagen og neste så ligger du, eller flere dager før du kræsjer.

Full innsykning (alvorlig til svært alvorlig ME) av sykdommen skjedde i månedsskifte okt/nov 2006 etter en hyggelig sammenkomst med foreldrene på skolen. Fra den søndagen ble det sengeliggende og mørkerommet store deler av døgnet. Alle symptomer økte i omfang og intensivitet.

Likevel en snartur på biblioteket etter en legetur og mannen min fant en bok om «jappesyke» som han syntes jeg burde lese. Underlig sak…

Puslespillbiter faller på plass og deretter reise til legen for å få den der dritten avbekrefta. I boka stod det jo at det bare skulle til en blodtest!

Jeg må nok si at jeg da etter hvert forsto at en hadde blitt rammet av noe min fastlege i alle fall ikke trudde på eller hadde kunnskaper om og ei resten… om historien var stygg fra før – er det nå marerittet uten sidestykke starter……

Lillestrøm Helseklinikk kommer som bestilt i 2009 og jeg hadde allerede iverksatt «ingen liker å bli lurt kampanje»:

Jeg var kun ute etter en ting: objektive prøveresultater og utredning, samt behandling selvfølgelig. Saken er at jeg har avvik på immunsystemet allerede fra år 2003 med hensyn til forhøyet hvite blodlegemer. Også etter vanlige prøver på rutinekontroller under sykemeldingsperioden ble det påvist forhøyet verdier. I psykiatrirapporten står det at de er uten relevans og jeg har vrangforestillinger etter å ha prøvd å forklare alle de rare symptomene – men det ringte tydeligvis ikke noen som helst bjeller enda han har sånne hmmm… «sånne som meg…!» Ta med båndopptaker om du skal noen steder, for det du forteller trenger ikke være i samsvar med det som står i journalen din…

Resultater:

Oppskriftsmessig utredning med struktur og målbevisst ende:

Med hensyn til blodprøver gjorde LHK en utvidet blodtesting, såkalte orienterende prøver som sendes til AHUS med serologi mm.  På den tiden sendte de også tester til REDlabs/Belgia i tillegg, inntil at de avsluttet tidlig våren 2010. Det er feil på mine prøver også og jeg kan dermed ikke bruke de til noe, samt kasta bort over 25 000 kroner…

Senere har de fått andre samarbeidspartnere med de mest hensiktsmessige prøvene, som Quest-prøvene. Mye av serologien har gått til St. Olavs, som har en meget bra mikrobiologi-lab, mye går til AHUS, OUS/Ullevål, Riksen og Aker.

Resultater av mine immunologiske prøver:

Tabell 1: viser utvalgte blodprøver fra nåtid og tilbake til første utredning av orienterende prøver i 2009. A: AHUS, alle orienterende prøver AHUS, U: Utvidet immunofenotyping Ullevål, Q: Quest labs, USA. Leukocytter (alle de hvite blodlegemene), neutrofile (akutt-fase innen få timer etter infeksjon), Lymfocytter (B, T og NK-celler). Ig= immunglobliner/antistoffer fra B-cellene. IgM er første fase i dannelsen i antistoffer, deretter dannes for eksempel igG. IgE er ofte forhøyet ved allergi (ikke målt). IgD måles ikke så ofte. C-3 og C-4 er komplimentfaktor. Her har jeg tatt med Erytocytter altså mengden av røde blodceller (RBC), Ferritin som er jernlageret og responderer som ett akutt-fase protein ved infeksjoner/inflammasjoner og Hemoglobin status (Hb). Stoffskifteprøver, leverprøver og gamma GT.

*Viser avvik i forhold til referanseverdi, forhøyet eller mangler. Referanseverdier er utifra konfidensintervall, normalfordelingskurve 95 % av friske befolkningen faller innunder. Noen av intervallene er store, og det er grunn til å være litt obs om du er høyt eller lavt i intervallet. Noen ganger har det klinisk betydning sett ut i fra sykdomshistorie, men de fleste leger bryr seg ikke om slikt. Ideelt sett burde en hatt målinger som viser da en var frisk, for å se hvor en normalt ligger. Verdier midt i intervallet er trygge.

Tidligere blodprøver, bare fra AHUS 2005 – 2007:

Tabell 2: Det lokale lab-senteret har avvik i forhold til AHUS. De som er passelig riktig, men er sagt til å være lavere enn de skal er verdien på WBC (hvite blodlegemer). Ferritin og Hb er antatt korrekt. Nå må det sies at alle rutineprøver på WBC er forhøyet siden 2005, så fastlegen burde ha stilt seg det spørsmål om dette var normalt. Men i stress-teoriens verden så er jo alt normalt – til og med forhøyet nøytrofile celler som faktisk viser akutt-infeksjon og/eller kronisk aktivisert immunforsvar!

Blodprøver fra 2003 til 2004, lab ukjent (mulig fyrst):

Tabell 3: Blodprøver fra perioden 2003 til 2004. siste måling før jeg flyttet til ett annet sted er tatt i midten av juni 2004. Som nevnt hadde jeg gradvis sykemelding i fra 80 %, 50 %, aktiv sykemelding med jobb to til tre dager i uka (rimelig uforutsigbar, samt at jeg ikke hadde fått info at du egentlig er 100 % sykemeldt på aktiv) til 100 % som ett endelig forsøk på slutten før ferien startet.

Serologi-prøver ble først tatt etter jeg mistenkte ME i 2007 og krevde legens «velsignelse» på å få tatt anbefalte prøver som står beskrevet på ME-forum på den tiden.

 T-celle panel/utvidet immunologisk test ved OUS/Ullevål, riksen:

Dette testpanelet brukes for kartlegging av primær immunsvikt. Testen inkluderer komplementundersøkelser av eventuell komplementdefekt og funksjonell komplementaktivitet av de tre aktiviseringsveiene klassisk, mannosebindende lectin (MBL) og alternativ, Immunglobuliner, Flowcytometrisk analyse av T-celle-subpopulasjon og en immunofenotyping/leukocytt-undersøkelse.

Min analyse av T-celle subpopulasjon ser slik ut (passelig gresk!):

I en flowcytometrisk analyse av T-celle subpopulasjon- immunofenotyping, blir det foretatt målinger på følgende antigener/proteiner: CD3, CD4, CD8, CD27, CD28, CD45RA, CD45RO, TCR alfa/beta, CD31 og CXCR5. Referanseområdet er i parentes og i henhold til European Society for Immunodeficiencies.

Dobbelt negative (CD3+, CD4-, CD8-, TCRalfa/beta+: 1,2 % av CD3+ T-lymfocyttene (0,4 – 2,2)

CD4+ memory T-celler (CD4+, CD45RO): 53 % av CD4+ T-celler (29 – 63)

*FH Follikulære-lign CD4+ T-celler (CD4+, CD45RO, CXCR5+): 14 % av CD4+ T-celler (4,6 – 13)

CD4+ naive T-celler (CD4+, CD45RA): 55 % av CD4+ T-celler (32 – 73)

*LI CD4+, CD31+ native T-celler ( CD4+, CD45RA+, CD31+): 42 % av CD4+, CD45RA T-celler (41 – 79)

CD8+ naive T-celler (CD8+ CD27+ CD28+): 66 % av CD8+ T-cellene (43 – 91)

*FH Early CD8+ effektor/memory T-celler ( CD8+ CD27+ CD28-): 19 % av CD8+ T-celler (3 – 18)

Late CD8+ effektor/memory T-celler (CD8+ CD27- CD28-): 13 % av CD8+ T-celler (1-41)

*forhøyet (FH) og Lavt i intervallet (LI)

Komplement-faktorene: Mine er normalt aktivisert og ingen komplementdefekt.

 Analyse og diskusjon:

Resultatene avslører ett kronisk aktivisert immunforsvar, aktiviserte lymfocytter og stadig forhøyet nivåer av nøytrofile celler som indikerer infeksjon. Ferritn –nivået er høyt og forhøyet som indirekte indikerer infeksjon og inflammasjon. Jeg har sjelden utslag på crp og senkning. Hb-verdien er høy og har holdt seg høy gjennom sykdomsperioden. Stoffskiftet ser ut til å å ha holdt stand.

C4a er forhøyet som avslører aktivitet i komplement-systemet og dertil inflammasjon.

Fra intro del en kan vi lese:

Vi gjorde en studie på 27 nyrekruterte CFS pasienter med hensyn til fysiske/somatiske symptomer, sykdomsplager og assosiasjonen til aktiviserte lymfocytter. En økning i både Th-celler og T-celler var assosiert med høyere frekvens av alvorlighetsgrad av ømme lymfeknuter, høyere alvorlighetsgrad av kognitive problemer som hukommelse og konsentrasjon/fokus og hodepine. Jo høyere aktiviserte CD8+ T-celler var assosiert med høyere sykdomsgrad av både ømme lymfeknuter, utmattelse og søvnforstyrrelser.

Prøveresultatene mine viser aktiviserte lymfocytter, forhøyet verdier av CD3+ T-celler, CD4+ T-hjelper celler og CD8+ T-hjelper celler. Lymfeknutene er konstant ømme og forstørret, noe de har vært siden i alle fall 2005. Søvnproblemer, ja når en er paradoksal søvnløs kan en vel kanskje si at en har søvnforstyrrelser. Kognitiv svikt, ja men ett symptom som kan forbedres noe med medikamenter. Uten går jeg rett i kognitiv svikt og kan verken lese eller skrive. Før behandlingen ved LHK var imidlertid kognitiv svikt med samme medikament-dosering noe verre.

Fra intro del to om immunglobuliner kan vi blant annet lese:

Spontan og mitogen-indusert immunoglobulin syntese er undertrykket i 10 % av CFS pasientene. Dette kan være ett resultat av en økning av T-cellenes undertrykkelse av Ig-syntese på bakgrunn av studier/forsøk som viser en lignende effekt observert i in vitro ved bruk av normal allogenetiske B celler.

Minst 12 studier viser at antistoff-produksjonen fra B-celler er avtagende og med hensyn til subklassene IgG1 og IgG3 er det en stor andel av pasientene som viser mangler.

Som mine resultater viser mangler jeg allerede IgM og både IgG og IgA er lave i intervallet. Siste prøveverdi viser at IgG1 klassen er under intervallet og igG3 er på intervallgrense.

 Hvor lenge T-cellene har vært forhøyet er ikke gitt, men det er grunn til å anta at det kan ha vært en god stund før målingene ble gjort i 2011 på bakgrunn av lymfocyttverdiene. IgM mangel var allerede funnet ved første måling i 2007 og IgG verdien lå lavt i nedre del av intervallet.

Aktiviserte T-celler er hovedkilden til cytokinet IL-4 (Th2), sammen med mastceller. IL-4 er assosiert med allergiske/hypersensitive og autoimmune reaksjoner. IL-4 er antagonist med IFN-gamma (Th1). Allergiske og forsinket hypersensitivitets reaksjoner er dominerende i symptomlista mi.

Der er grunn til å anta at jeg muligens kan ha økt produksjon av IL-4 og dermed produseres Th2-celler.

Forhøyet nivå av TGF-beta:

Som vi kan lese i intro del to så er det kun tre studier som er gjort med hensyn til TGF-beta, men alle viser at der er funnet høye verdier i ME-pasienter.

Jeg er intet unntak med en verdi på 5680 hvor høyeste referanseverdi er 2382, så verdien er ganske så forhøyet. Siden sykdomstilstanden ikke har bedret seg vesentlig (max KS 50 med medikamenter) må en kanskje anta at den fremdeles er forhøyet.

TGF-beta 1 er ett cytokin med mange funksjoner og er ett såkalt nøkkelcytokin og dertil dirigenten i orkesteret. Den interagerer med mange av immunsystemet mekanismer og samspill. Dysregulering kan indusere programmert celledød. Leukocytter utsondrer TGF-beta 1 og i min kropp ser det ut til å produsere en hel del leukocytter. Den påvirker både differensiering av T-hjelper celler og B-celler. Så en kan kanskje antyde at den spiller en rolle i min sykdomsprofil.

TGFbeta kan agere som en kjemotaktikker (det skapes en gradient av, som tiltrekker), som medfører en immunrespons for noen patogener.

Makrofager og monocytter responderer på lave nivåer av TGFbeta i forhold til denne prosessen. I denne utsondres det faktisk cytokiner som IL-1alfa, IL-1beta og TNF-alfa og øker fagocytosen.

Samtidig økes både iNOS og reaktive radikaler som da medfører både nitros- og oksidativt stress.

Begge deler er observert og funnet i ME-pasienter og det kan kanskje ikke utelukke at denne prosessen er fremtredende i min kropp heller.

NK-celler:

Som de siste prøveverdiene viser er NK-verdiene ikke lave. Disse testene sier imidlertid ingenting om dens funksjon, altså evne til å drepe bugs.

Oppsummering:

Til syvende og sist taler funnene for seg selv, men den underforliggende årsakene kan være flere. Hver dag blir vi utsatt for antigener/allergener og kroppen responderer, for en nyutløst infeksjon vil i alle fall ikke være heldig.

Utviklingen av immunforsvaret ser heller ikke ut til å respondere meget på behandling, så her gjelder det små tiltak.

På grunn av intoleranser så er det i tillegg meget vanskelig å behandle fordi immunforsvaret responderer utilsiktet på innholdsstoffer. Selv multi-vitaminer på boks gir negativ effekter. Listen over ikke-tålbare preparater og medikamenter har blitt lang. Ikke engang melatonin er tålbart, ei ibux, paragin forte, pinex forte, naproxen etc osv.

Omfanget av symptomer er høyt og stort. Og de kommer ikke forsinket. Noe bedring i enkelte symptomer som følge av mage/tarm behandlingen har det vært, og alle monner drar, selv om det ikke har gjort signifikante utslag på funksjonsskalaen.

Slik at jeg er en av de behandlings-resistente pasientene og dertil vanskelig å behandle, men blir kontinuerlig oppfulgt.

Jeg er en pasient med kronisk aktivisert immunforsvar, vedvarende symptomaktivitet og alvorlig grad av ME. Jeg produserer mye celler, men noen har faktisk en profil hvor de har lave verdier og er sterkt utsatt for infeksjoner og meget syke.

Når vi snakker om autoimmune sykdommer har ikke jeg forhøyet ANA eller funn som tyder i retningen ennå.

At jeg har blitt rammet av ME-lignende sykdom er nok genetisk betinget med foreldre som har autoimmune sykdommer diabetes type I, lavt stoffskifte, MS og antatt RF.

Sluttord:

Så sitter du der fremdeles og trur at ME-pasienter ikke feiler noe og at symptomer er innbilte, så håper jeg at du nå har fått innsikt i hva som er gjort av funn i en av pasientene som fremviser det samme sykdomsmønsteret som mange ME pasienter verden over.

Med så mye avvik i immunsystemet som dertil påvirker nervesystemet i stor grad har sine årsaker og konsekvenser. En grundig utredning av mistenkte tilfeller bør gjøres og behandlingen bør være god og adekvat som ME-pasienter trenger. Ro og hvile, små tiltak, behandling av infeksjoner, væskeerstatning og næringstilskudd og skjerming.

Trygghet, aksept for sin sykdom og oppfølging av sykdomstilstand. Tidlig adekvat og trygg hjelp er viktig for prognose og tilfriskning, fordi ikke alle har innsykning av sykdommen. Innsynker den som følge av feilbehandling, som feilmedisinering, feil informasjon, gradert treningsterapi, LP, sensorisk påvirkning og ytre stimuli så er en praktisk talt ute av stand til å klare seg selv og trenger hjelp til all praktisk arbeid. Den naturlige helbredende evnen til kroppen tar lang tid og den trenger tiltak og hjelp for at det skal skje. Ellers sulter og tørster kroppen på rot…. i en kropp full av uregulerte systemer og konstant ustabil

– kampen for at en organisme skal overleve – det er det vi gjør på dagene og nettene!

Kilder og referanser:

Blogginnlegg om: Immunsystemet i ME-pasienter:

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 1

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 2

Immunsystemet til ME-pasienter: Fenomenet IRIS hva er det?

I de neste blogginnleggene skal vi se litt på funnene som er gjort i immunsystemet til ME-pasientene med tanke på blant annet B og T- celler/lymfocytter, som bakgrunn for fenomenet IRIS og stille det spørsmål om det er immunresponsreaksjonene som medfører vedvarende sykdomsaktivitet og økt risiko for utvikling av autoimmun sykdom. Ett søk på Google fant intet mindre enn 1270 publikasjoner/artikler bare for år 2012, og 26 200 for når som helst uten sitater.  Pubmed ga litt over 300 på søkeordet. IRIS er forkortelsen for immune reconstitution inflammatory syndrome og har fått etter hvert egen sykdomsbetegnelse immune restoration disease (IRD). På norsk finnes det en oversiktsartikkel i Tidsskriftet nr 23/2009 «Immunrekonstitusjonssyndrom ved behandling av hivinfeksjon». Etter å ha lest litt av de nyere, fikk jeg mest lyst å si: «Houston? I think we got a problem!»

I Tidsskriftets artikkel kan vi lese (1):

De siste årene har rutinemessig bruk av HAART-behandling gjort hivinfeksjon i vestlige land til en kronisk sykdom. En god prognose forutsetter imidlertid nær 100 % medikamentetterlevelse, og utfordringene er store når det gjelder bivirkninger som lipodystrofi, endret lipidprofil og mitokondrietoksisitet.

En annen utfordring er at latente infeksjoner kan manifestere seg eller at manifeste opportunistiske infeksjoner forverres når immunsystemet regenererer – såkalt immunrekonstitusjonssyndrom. Et tilsvarende sykdomsbilde kan også oppstå hos andre med immunsvikt – «paradoks reaksjon» i forbindelse med tuberkulosebehandling representerer det samme fenomenet.

Immunrekonstitusjonssyndrom er hyppigst beskrevet ved infeksjoner med mykobakterier, cytomegalovirus (CMV), Cryptococcus neoformans og Pneumocystis jirovecii. Også JC-virus, hepatitt B-, hepatitt C- og varicella zoster-virus er velkjente årsaker.

I utgangspunktet kan enhver latent infeksjon forårsake en slik immunreaksjon. Syndromet er også beskrevet i forbindelse med autoimmune sykdommer, sarkoidose og maligne sykdommer som lymfom og Kaposis sarkom. Hvorvidt de sistnevnte er en reaksjon på tumorantigener eller tumorrelaterte infeksiøse agenser, som Epstein-Barr-virus og humant herpesvirus 8, er ikke avklart.

De fleste tilfeller av immunrekonstitusjonssyndrom forekommer i den første fasen av immunrekonstitusjonen, selv om enkelte har rapportert tilstedeværelse av mulig syndrom inntil fire år etter behandlingsstart. Immunresponsen kan rettes mot både levende og døde organismer, og kan gi en voldsom reaksjon dersom antigenmengden er stor.

Sentralt i utviklingen av syndromet er gjenvinning av cellulær immunrespons, men patogenesen varierer, trolig avhengig av utløsende agens. Ved virusutløst immunrekonstitusjonssyndrom domineres inflammasjonsreaksjonen av CD8-celler. Hvis det er forårsaket av mykobakterier og soppinfeksjoner, er inflammasjonsreaksjonen ofte assosiert med en T-hjelper 1-immunrespons (Th1), med økt produksjon av interferon-γ, som sammen med kjemokiner og proinflammatoriske cytokiner aktiverer mononukleære celler til granulomdanning.

Altså ett fenomen hvor kroppens immunsystem bygges opp igjen som følge av en behandlingstilnærming/terapeutisk medisins behandling som medfører økt evne for kroppen å slå tilbake mot infeksjoner. Dette skaper da en antigen-spesifikk T-celle mediert immunitet som aktiverer immunsystemet mot antigene enten de altså kommer fra levende organismer, døde organismer eller antigener fra andre kilder. (2). T-cellene bærer kun ett antigen og det er mange T-celler, altså de er spesifikke.

Denne tabellen viser en oversikt over infeksjoner og ikke-relaterte infeksjoner som er assosiert med HIV-relatert IRIS

Individer smittet med HIV er som andre individer, eksponert for smittestoff og latente infeksjoner på lik linje som er funnet hos ME-pasienter. HIV –viruset medfører riktignok rask nedsettelse/immunsvikt sett i forhold til ME. Alt i alt likevel sammenlignbart med hensyn til patogener, samt sannsynligvis samme genetisk disposisjon for utvikling av autoimmune sykdommer og andre sykdommer/syndromer.

I publikasjoner hvor en taler om HIV og IRIS er det mye fokusert på CD4-T-celler som er det primære target til HIV-viruset.

Dr. Cheney har sett følgende hos sine ME-pasienter med tanke på CD4-T-celler: «Vi har 155 tilfeller med tilfeldig CD4 under 500, 62 tilfeller under 400, 21 under 300 og tre under 200. Noen av mine pasienter har også forhøyet antall CD4.» (kilde mangler).

I denne publikasjonen om IRIS og HIV fra står det beskrevet om IRIS mediert autoimmunitet (3):

Graves:

Graves disease and other autoimmune diseases are also associated with immune reconstitution after the use of alemtuzumab therapy in patients who do not have HIV disease. Alemtuzumab is a monoclonal antibody to CD52 that induces extensive depletion of T and B cells. Therefore, Graves disease that occurs after immune reconstitution appears to affect individuals who have recovered from severe T cell depletion.

The immunopathogenesis of Graves disease after recovery from severe T cell depletion has not been defined but might result from an acquired defect of immune tolerance that results in an increased susceptibility to autoimmune disease

Sarkadiose:

Sarcoidosis is another potential complication of immune reconstitution in patients who have received ART for HIV infection and for patients who have received alemtuzumab therapy and/or undergone haematopoietic stemcell transplantation. Other immune-mediated inflammatory disease (including photodermatitis) in HIV infected patients receiving ART might also be a complication of immune reconstitution.

Sarcoidosis in patients with HIV infection who are receiving ART may present up to 3 years after the commencement of ART.

Clinicopathological characteristics of sarcoidosis in HIV infected patients are similar to those of sarcoidosis in HIV uninfected patients.

Sarcoidosis has been reported to occur after use of IL-2 or IFN-a therapy in both HIV-infected patients and HIV uninfected persons. Therefore, it appears that immune reconstitution after T cell depletion resulting from a number of causes, including HIV infection, is associated with an increased susceptibility to immune dysregulation that induces the Th1 immune responses against unknown antigens that underlie the granulomatous inflammation of sarcoidosis. The susceptibility to dysregulated Th1 immune responses is presumably increased further by the use of IFN-a or IL-2 therapy, both of which enhance Th1 responses.

Det er to ting som er spesielt relevant for ME-pasienter i det som står over:

Det ene er bruk av immunterapi og immun-modulerende medisiner og det andre vi kan spekulere i er den naturlige utviklingen av sykdommen dersom den progresserer og/eller ved tilfriskning.

I blogginnlegget Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 2 kan vi lese i avsnittet om interferoner (IFNs) at individer som blir behandlet med IFN-alfa vil 70 % utvikle utmattelse og den er doseavhengig. Flere av disse utvikler også lavt stoffskifte og hormonelle mangler i HPA-aksen. Det er verdt å merke seg at barn med Post infeksiøs tilstand har høye nivåer av IFN-alfa.

IL-2 ble funnet forhøyet i ME-pasienter i en studie (også wpi-studien fra 2009), nedregulert i to og ingen signifikant forskjell i tre studier. (er det rart en blir forvirret!).

Når vi snakker om funksjonen til NK-celler, som er funnet redusert i ME-pasienter er det hypotese og funn som støtter teorien om at det er nedregulert IL-2 og lymfocyttenes manglende evne til å produsere IFN-gamma. Kamaroff gjorde ett forsøk på IL-2 terapi for å øke funksjonen til NK-cellene, men resultatløst.

Kilden til IL-4 produksjon er derimot aktiviserte T-celler, men mastceller (utsondrer blant annet histaminer) er også en kilde.

I IRIS-fenomenet er det funnet forhøyet nivåer av IL-6, ett cytokin produsert av blant annet monocytter og lymfocytter. IL-6 er funnet forhøyet i ME-pasienter i flere studier.

Immunterapi:

I en publikasjon om bruk av natalizumab i MS pasienter ble det observert IRIS indusert PML i noen tilfeller som følge av behandlingen.  Natalizumab er ett antistoff som binder seg til T, og B-celler og monocytter for å hindre inflammatoriske celler i hjernen og er ett effektivt og potent middel for MS-pasienter. (4).

Medaljens bakside er at noen pasienter utvikler PML, som er en forkortelse for progressive multifocal leukoencephalopathy.

I følge wikipedia sine sider (5) er årsaken til sykdommen utløst av JC-viruset, som medfører en hurtig og agressiv demyelering av aksonene i nervesystemet. Ubehandlet er den dødelig. Demyalisering skjer i MS og flere andre sykdommer. PML er også observert etter bruk av kjemoterapi, etter transplantasjon, og etter lang tid bruk av visse medikamenter på psoriassis-pasienter, samt HIV. Altså pasienter med svekket immunforsvar.

I to prevalensstudier av JC-viruset ble det funnet at 39 til 58 % av befolkningen er seropositive for JC-viruset. Viruset er latent i normalt fungerende immunforsvar.

PML er også utviklet ved bruk av Rituximab, og steroidhormoner (for eksempel progrestrone, kortison og DHEA preperater).

Bildet viser:  Quantification of inflammation and virally infected cells within demyelinating lesions in MS–PML–IRIS, ongoing MS–PML, and non-MS PML. Numbers of T cells (CD3), CD8+ T cells (CD8), B cells (CD20), plasma cells (CD138), and virally infected cells (PAb2003) were analyzed within demyelinating lesions in MS–PML–IRIS, ongoing MS–PML, and control groups. The median and range are indicated.

Bildet viser en mannlig HIV-pasient med PML. (PML-IRIS) Som vi ser at prøveverdien er de stort sett normale men lav verdi av hvite blodlegemer.

Oppsummering og refleksjoner:

IRIS-fenomenet er interessant i ME-pasienter av minst to hovedgrunner, hvor av det ene er i behandlingssammenheng med immunmodulerende medikamenter og det andre om IRIS-fenomenet observert som følge av rekonstruksjon av immunsystemet foregår som en naturlig del av utviklingen i sykdommen ME.

Bruken av immunmodulerende og immunstyrkende medikamenter har til hensikt å normalisere immunforsvaret og dertil normalisere T-hjelper cellene.

IRIS ble rapportert til å forekomme 20 til 30 % ved bruk av GcMAF behandling. Sammen med behandlingen er det flere som har gått på langvarig bruk av malariamedisinen Artesunante (noe vi kan fortelle mer om i ett senere innlegg). I tillegg ble det opplyst at ca 80 % fikk bivirkninger som ligner på IRIS og ikke er direkte relatert til typisk «dye-off»-reaksjoner.

IRIS-fenomenet har vært godt kjent siden 90-tallet og som beskrivelsen i innlegget om IRIS-fenomenet er det altså mange likheter med selve sykdommen ME, spesielt med tanke på funn som er gjort både med forhøyete TGF-beta, IL-6 og aktiviserte T-celler. Hvor lenge det egentlig har vært kjent at GcMAF kan utløse IRIS i HIV-pasienter er ukjent, men i alle fall siden 2010. Yamamoto skrev allerede i 1995 en publikasjon om GcMAF og HIV.

Nok en gang kan jeg ikke annet enn å presisere at denne informasjonen burde være kjent for Kenny De Meirleir og risiko for IRIS-indusert skadevirkning på ME-pasienter.

I oppsummeringen om cytokiner del to hører vi også om Neopterin og Quin som er funnet med forhøyete nivåer av i ME-pasienter som følge av makrofag-aktivitet. Riktignok som respons på IFN-gamma, men ikke alle har reduserte verdier og økt makrofag-aktivitet er målsettingen for behandling med GcMAF for økt fagocytose. Hvilken betydning og eventuell konsekvens dette har kan vi bare spekulere i?

 Rituximab:

Det er grunn til å anta at det vil komme til å forekomme inverse reaksjoner når en setter i gang en større studie. At en vil i starten av behandlingen få en økning i inflammasjonsverdiene og dette vil vises som økt verdi av C4a er antatt, fordi det forekommer i tilsvarende studier. Hvor mange som vil komme til å utvikle IRIS gjenstår å se.

IRIS fenomenet og hvem som er mest disponert for å utvikle IRIS er fremdeles uklart.

 Utredning av patogener og forsinket hypersensitivitet (noe som gjøres i HIV-pasienter):

Som det fremgår av blogginnlegget er bred screening etter patogener av essensiell betydning før oppstart av enhver immunmodulerende behandling pga risiko for IRIS.

I denne setningen skal jeg faktisk komme med en konklusjon: screening etter JC-virus og mycobakterier og andre patogene sopp-arter/antigener bør iverksettes i ME-pasienter.

Det samme gjelder den generelle utredningen av immunforsvaret.

 Behandling generelt:

Når vi snakker om medisinsk behandling av ME-pasienter er det behandling av patogener så langt tålegrensen for behandling er tilstede.

Hovedmålet med behandlingen er å redusere inflammasjon-faktorene/triggere og dette kan gjennomføres med enkle og små tiltak. Der er alltid ett men: de aller sykeste og noen er rimelig behandlings-resistente i den forstand at meget lite tolereres av behandlingstiltak alt i fra kosttilskudd til medikament behandling. Da gjelder det ytterst få tiltak som IV saltvann, ringer, IV næring og mat og drikke og alt av andre agenser som ikke provoserer sykdommen. Skjerming for ytre stimuli og stabil temperatur. Infeksjoner må behandles.

Behandling av ME-syke er en utfordring og en vanskelig oppgave.

Fenomenet IRIS – en naturlig utvikling av sykdommen ME?

Når en går gjennom patofysiologien til IRIS fenomenet kan en ikke la være å undre seg over likhetene. For eksempel så er Th17 også observert i IRIS, det samme som i ME-pasienter. Latente virus som reaktiverer, inflammasjon, kronisk aktivisert immunforsvar og summen er vedvarende symptomaktivitet svært lik det som er observert i IRIS.

Utvikling av autoimmune sykdommer er heller ikke uvanlig etter en viss tids sykdom. Og som vi ser av Klimas oppsummering så er autoimmune sykdommer nevnt opptil flere ganger.

 Kan det tenkes at ved en gradvis type ME hvor det er en innsykning/forverring av sykdommen er ett resultat av ett IRIS-fenomen og at vedvarende symptomaktivitet er av dens årsak?  

Kilder og referanser:

1. Trøseid et al. (2009). Immunrekonstitusjonssyndrom ved behandling av hivinfeksjon. Tidsskriftet 23/2009.

2. Immune reconstitution inflammatory syndrome (Wiki)

3. French, M. (2009). Immune Reconstitution Inflammatory Syndrome: A Reappraisal

4. Metz et al. (2012) Pathology of immune reconstitution inflammatory syndrome in multiple sclerosis with natalizumab-associated progressive multifocal leukoencephalopathy.

5. progressive multifocal leukoencephalopathy (wiki)

Blogginnlegg om: Immunsystemet i ME-pasienter:

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 1

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 2

Behandling med GcMAF på ME-pasienter:

På ME-fronten: Behandling med GcMAF – en intro

På ME – fronten: Behandling med GcMAF – er den kurativ?

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 2

I de neste blogginnleggene skal vi se litt på funnene som er blitt gjort i immunsystemet til ME-pasientene med tanke på blant annet B og T- celler/lymfocytter, bakgrunn for fenomenet IRIS og stille det spørsmål om det er immunresponsreaksjonene som medfører vedvarende sykdomsaktivitet og blant annet økt risiko for utvikling av autoimmun sykdom. I del en fikk vi ett innblikk i fenotyper og hvilke ulike funn det er gjort på lymfoyttene T, B og NK celler, hovedsakelig fra en oversiktsartikkel av Klimas fra 2000. Denne delen ser vi på funksjonen til immuncellene og på cytokiner mm. Teksten beskriver godt en god del av symptomaktivitet og er relevant når en kommer til ulike behandlingstilnærmelser. Kort sagt – skal en behandle ME-pasienter må behandleren ha god oversikt over immun-profilen til pasienten, slik at det ikke skjer utilsiktet feilbehandling, og hvor en setter inn forbedrende tiltak.

IMMUNE CELL FUNCTION

T and B Lymphocytes

Depressed responses to phytohemagglutinin (PHA) and pokeweed mitogen (PWM), an indication of dysfunction in cellular immunity, were found in the CFS patients studied by most teams while Mawle and coworkers  found no change. Gupta and coworkers found that the lymphocyte DNA synthesis in response to PHA, PWM and concanavalin A was normal in CFS patinets, but the response to soluble antigens (mumps, E. coli) was significantly reduced.

Roberts and colleagues found that PWM lymphoproliferative response is associated with Rh status among healthy controls but not among CFS patients and recommended to control future studies for Rh status. In terms of the functional implications of decreased lymphoproliferative activities in CFS, Hassan and coworkers reported that PHA proliferative responses were lower in patients with poor emotional and mental health scores, and the anti-CD3/anti-CD28 response was low in those with low general health perception scores.

T-cell dysfunction in CFS patients has been suggested to result from decreased surface expression of CD3, an important component of the T-cell receptor complex and Barker and coworkers found no significant increase in the mean proliferation of peripheral blood cells when stimulated with anti-CD3 antibody.

In terms of B-cell function, spontaneous and mitogen-induced immunoglobulin synthesis is also affected as discussed later. Despite these deficits in B-cell function, stimulation with allergens provides differential lymphocyte responsiveness. Greater in vitro lymphocyte responses to specific allergens, greater baseline levels of lymphocyte incorporation of tritiated thymidine, and an increased number of immunoglobulin E-bearing B and T lymphocytes have been reported. Elevation in levels of certain cytokines, such as IL 4, IL-5 and IL-6 may underlie the latter effects as discussed later.

In a sample of 65 CFS patients, we observed that decreased lymphoproliferative responses to PHA and PWM were associated with increased cognitive difficulties and greater SIP physicial illness burden.

 [Apoptose – programmert celledød]

Another area of research in CFS is that of apoptosis, the process of programmed cell death, which is regulated by several genes including Bax and Bcl-2. The Bcl-2 protein forms a heterodimer with Bax that inhibits apoptosis, whereas the Bax-Bax homodimer promotes it.

A report by Hassan and coworkers on surface and intracellular immunologic and apoptotic markers and functional lymphocyte assays after stimulation with anti-CD3/anti-CD28 antibodies or PHA in 44 CFS patients revealed increased expression of the apoptosis repressor ratio of bcl-2/bax in both CD4 and CD8.

However, recent evidence indicates that induction of apoptosis might be mediated in a dysregulated immune system, such as that present in CFS, by the upregulation of growth inhibitory cytokines. In this respect, Vojdani and colleagues found an increased apoptotic cell population in CFS individuals as compared to healthy controls.

The increased apoptotic subpopulation in CFS individuals was accompanied by an abnormal cell arrest in the S phase and the G2/M boundary of the cell cycle as compared to the control group. In addition, CFS individuals exhibited enhanced mRNA and protein levels of the IFN-induced protein kinase RNA (PKR) product as compared to healthy controls.

In 50% of the CFS samples treated with 2-aminopurine (a potent inhibitor of PKR) the apoptotic population was reduced by more then 50%.

PKR-mediated apoptosis may thus contribute to the pathogenesis and the fatigue symptomatology associated with CFS.

See and colleagues found that addition of a glyconutrient compound (dietary supplement that supplies the crucial eight monosaccharides required for synthesis of glycoproteins) to peripheral blood cells of CFS patients in vitro significantly decreased the percentage of apoptotic cells (all three parameters were deficient at baseline).

In contrast to the studies described above, Swanink and coworkers found no obvious difference in apoptosis in leukocyte cultures from CFS patients.

Natural Killer Cells – NK-celler

Several studies revealed impaired NK cell function in CFS patients as assessed by cytotoxic activity against K562 cells  and a decreased number of CD56+CD3- lymphocytes.

A study by Levine and coworkers on NK cell activity in a family with members who had developed CFS as adults, as compared to those who had not, documented low NK cell activity in 6/8 cases and in 4/12 unaffected family members. Two of the offspring of the CFS cases had pediatric malignancies. Based on these observations, the authors suggested that the low NK cell activity in this family may be a result of a genetically determined immunologic abnormality predisposing to CFS and cancer.

Gold and colleagues were the only group to find elevated NK cell activity among the CFS patients they studied while Mawle and colleagues found no change in NK cell function.

The changes in NK cell cytotoxic activity found by most groups could be related to several findings:

[1] CD56+CD3- cells are the lymphoid subset with highest NK cell activity; and a decrease in their representation is expected to lower the value for the NK cell activity per effector cells;

[2] The reduction in CD4+CD45+ T cells described previously may also result in decreased induction of suppressor/cytotoxic T cells; and

[3] Reduced NK cell activity may be associated with deficiencies in the production of IL-2 and interferon(IFN)- gamma by T cells or in the ability of NK cells to respond to these lymphokines.

In the terms of the latter possibility, Buchwald and Komaroff found that stimulation with IL-2 failed to result in improvement of cytolytic activity in many patients with CFS.

Poor NK cell function may also be related to the finding of an impaired ability of lymphocytes from CFS patients to produce IFN-gamma in response to mitogenic stimuli. Although one study reported elevated IFN-gamma production and another demonstrated normal production, the inability of lymphocytes from CFS patients to produce IFN-gamma found by Klimas , Kibler and Visser and their associates might represent a cellular exhaustion as a consequence of persistent viral stimulus.

The latter postulate is supported by Morag and Straus and their colleagues’ finding of elevated levels of leukocyte 2’5′-oligoadenylate synthetase, an IFN-inducible enzyme, in lymphocytes of CFS patients.

Furthermore, the lack of IFN-gamma production in CFS patients may be responsible for the impaired activation of immunoregulatory circuits, which in turn facilitates the reactivation and progression of viral infections.

In this respect, Lusso and associates described the prevention of intercellular spread of EBV mediated by the IFN released as a consequence of cellular response, and Borysiewicz and co-workers described normal NK cell activity but reduced EBV-specific cytotoxic T-cell activity in their CFS patients. Reactivation/replication of a latent virus (such as Epstein Barr virus) secondary to decreased NK cell activity has also been proposed to modulate the immune system to induce CFS.

More recent research has provided alternative explanations for the decreased NK cell activity observed in CFS.

A study by Ogawa and coworkers revealed a possible dysfunction in the nitric oxide (NO)-mediated NK cell activation in CFS patients based on the observations that 24 hours treatment of NK cells with L-Arginine (L-Arg), one of the essential amino acids, enhanced NK cell activity in controls but not CFS patients.

Although the expression of inducible NO synthase (iNOS) (the enzyme involved in the synthesis of NO from L-Arg) transcripts in peripheral blood mononuclear cells was not significantly different between healthy control subjects and CFS patients, and incubation with S-nitroso-N-acetyl penicillamine, an NO donor, stimulated NK cell activity in healthy control subjects but not in CFS patients.

See and coworkers (1998) reported that addition in vitro of a glyconutrient compound (dietary supplement that supplies the crucial eight monosaccharides required for synthesis of glycoproteins) to peripheral blood cells from CFS patients significantly enhanced natural killer cell activity, increased the expression of the glycoproteins CD5, CD8 and CD11a, and decreased the percentage of apoptotic cells, parameters which were all deficient at baseline.

«NK cytotoxic activity in CFS/ME has received much attention while only one study has examined CD8+T cell cytotoxic activity. Most studies found significant decreases in NK activity and one study found decreased CD8+T cell cytotoxic activity in a CFS/ME population compared with a control group.

These findings are confirmed in our study. In a previous study as well as this study in a larger population we have found that NK cytotoxic activity and CD56bright NK phenotypes are decreased in CFS/ME patients.

These atypical cytotoxic responses may be linked to compromised granule-mediated cell death pathways involving apoptotic mediators, perforin and granzymes. Perforin forms pore-like structures to facilitate the entry of granzymes into the target cell, and granzymes activate several apoptosis pathways that ensure effective killing of the target cell.

Perforin and granzymes have been shown to be decreased in both NK and CD8+T cells in CFS/ME. In contrast both granzyme A and granzyme K were significantly reduced while perforin levels were elevated in both the NK and CD8+T cells of CFS/ME patients. Reduced cytotoxic activity may therefore be an important component of the immune dysregulation seen in CFS/ME. (Klimas 2011)»

Monocytes

Prieto and coauthors found significant monocyte dysfunction in patients with CFS, such as reduced display of vimentin, phagocytosis index, and surface expression of HLA-DR. These deficits responded to naloxone treatment, which suggests that increased interaction of endogenous opioids with monocyte receptors might account for the monocyte dysfunction.

Gupta and coworkers found that monocytes from CFS patients display an increased density of ICAM-1 and LFA-1, but showed decreased enhancing response to recombinant IFN-gamma in vitro. In contrast to the latter studies, Barker and coworkers did not find abnormalities in superoxide anion production and phagocytosis in CFS patients.

Moreover, lack of a consistent elevation of neopterin, a macrophage activation marker (see later discussion), suggests that monocytes do not appear to account for the imbalances in IL-1 described below.

Eosinophils

Conti and colleagues provided evidence for eosinophil activation in CFS by demonstrating elevated serum levels of eosinophil cationic protein (ECP). In the CFS population they studied, the prevalence of RAST positivity to one or more allergens was 77%, while no control showed positive RAST. Twelve of the 14 CFS patients with increased ECP serum levels were RAST-positive. However, CFS RAST-positive patients had no significantly higher ECP serum levels than CFS RAST-negative patients.

It remains to be determined whether eosinophil activation has a pathogenetic role in CFS or whether a common immunologic background may exist for both atopy and CFS.

[Allergi og andre typer av hypersensitivitet]

Although a higher prevalence of allergy and delayed type hypersensitivity can be detected in CFS patients, a trial with antihistamine treatment did not provide significant improvement and other authors such as Mawle and coworkers found no significant difference in the incidence of delayed type hypersensitivity and allergic responses among CFS patients.

Baraniuk and coworkers found that 30% of CFS patients had positive skin tests suggesting the potential for allergic rhinitis complaints, and 46% had non allergic rhinitis and suggested that while atopy may coexist in some CFS subjects, it is unlikely that it plays a causal role in CFS pathogenesis.

Borish and coworkers proposed that in at least a large subgroup of subjects with CFS with allergies, the concomitant influences of immune activation brought on by allergic inflammation in an individual with the appropriate psychologic profile may interact to produce the symptoms of CFS, and Borok suggested that food intolerance, in a genetically predisposed group of people, causes symptoms akin to both the major and minor criteria of CFS and it should be screened for to avoid confusion.

Although the controversy of atopy and CFS continues, it may be possible that these two conditions share some common denominators that are worth pursuing particularly in light of the proposed Th2 cytokine predominant pattern.

CYTOKINES AND OTHER SOLUBLE IMMUNE MEDIATORS

Stimulated lymphoid cells either express or induce the expression in other cells of a heterogeneous group of soluble mediators that exhibit either effector or regulatory functions. These soluble mediators include cytokines, hormones, and neurotransmitters, which in turn affect immune function and may underlie many of the pathological manifestations seen in CFS.

The studies of cytokines in CFS have been done in the peripheral blood compartment and a recent review by Vollmer-Conna and coworkers on the immunopathogenesis of CFS concludes that neuropsychiatric symptoms in CFS patients may be more closely related to disordered cytokine production by glial cells within the CNS than to circulating cytokines.

The hypothesis that expression of proinflammatory cytokines within the CNS plays a role in the pathogenesis of immunologically-mediated fatigue is underscored by the study by Sheng and coworkers who, using two strains of mice with differential patterns of cytokine expression in response to an injection challenge with Corynebacterium parvum, demonstrated that elevated IL-1 and TNF cytokine mRNA expression in the central nervous system corresponded to development of fatigue.

Injection of antibodies specific to either IL-1 or TNF did not alter immunologically induced fatigue, suggesting a lack of involvement of these cytokines produced outside of the CNS.

We will nonetheless describe the potential implications of the cytokine imbalances detected in peripheral blood to physiological and psychological functions.

Bildet viser hvilke cytokiner/chemokiner som er opp og nedregulert i ME-pasienter (wpi-studie – Nevada cohort). Mange med statistisk signifikans og noen som avviker fra kontroller og sannsynligvis har klinisk betydning. Denne studien viser en tendens, men avviker for eksempel på IL-5 fra Klimas datafra 2011.

Bildet viser en oversikt over hvilke cytokiner som tilhører T-hjelper celler. Noe som er hjelpsomt når vi snakker om Th1 vs Th2 dominans og når den skifter som følge av mulig behandling eller som en naturlig del av både tilfriskning og progresjon/forverring av sykdommen. Dette er noe en kan objektivt måle, men vitenskapelige årsaksforklaringer er som vi vet fremdeles uklare, og det gjelder ikke bare for sykdommen ME. Th2 dominans betyr i praksis at en uttrykker cytokiner som IL-4 istedet for IL-2 og mulig undertrykking av IFN-gamma. mRNA er genutrykket, altså utsondringsaktivitet fra genet som produserer cytokinet.

Cytokines

The decreased NK cell cytotoxic and lymphoproliferative activities and increased allergic and autoimmune manifestations in CFS would be compatible with the hypothesis that the immune system of affected individuals is biased towards a Th2 type, or humoral immunity oriented cytokine pattern.

The factors that could lead to a Th2 shift and to mood changes associated with immunoendocrine changes among CFS patients are unknown. Vaccines and stressful stimuli have been shown to lead to long-term, non-specific shifts in cytokine balance. Therapeutic regimens that induce a systemic Th1 bias are being tested including repeated stimulation with bacterial antigens or poly (I)-poly (C12U) and ex vivo activation of lymph node cells.

Interleukin-1 (IL-1) and soluble IL-1 receptors

IL-1 is the term for two distinct cytokines – IL-1a and IL-1b – that share the same cell-surface receptors and biological activities.

One study of CFS patients found elevated levels of serum IL-1 alpha but not of plasma IL-1 beta in 17% of patients studied. When the cohort was examined as to severity of symptoms, it was noted that the top quartile in terms of disability had the highest level of IL-1.

Curiously, use of reverse transcriptase-coupled polymerase chain reaction (RT-PCR) revealed IL-1b but not IL-1a messenger RNA (mRNA) in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of several CFS patients with highly elevated levels of IL-1a. RT-PCR of fractionated cell populations showed that lymphocytes accounted for the IL-1b mRNA detected in PBMCs. No IL-1 mRNA was apparent in control subjects. That IL-1a mRNA was not detectable by RT-PCR in either PBMCs or granulocytes suggests that serum IL-1a in CFS patients is probably derived from a source other than peripheral blood cells.

Other potential sources are tissue macrophages, endothelial cells, lymph node cells, fibroblasts, central nervous system microglia, astrocytes, and dermal dendritic cells.

Linde and coworkers found significantly higer levels of IL-1 alpha in CFS and mononucleosis patients but Lloyd, Peakman and Rasmussen and their coworkers found no difference.

Five studies, in addition to one described above by Patarca and colleagues found no difference in the levels of IL-1 beta in CFS patients.

The signs and symptoms of CFS, which include fatigue, myalgia, and low-grade fever, are similar to those experienced by patients infused with cytokines such as interleukin-1.

Elevated serum levels of IL-1a found in a significant number of CFS patients could underlie several of the clinical symptoms. IL-1 can gain access to the brain through the preoptic nucleus of the hypothalamus, where it induces fever and the release of adrenocorticotropin hormone (ACTH)-releasing factor, which in turn would lead to release of ACTH and cortisol.

The observation that cortisol levels tend to be low in CFS patients regardless of IL-1a levels suggests a role of a defective hypothalamic feedback loop in the pathogenesis of CFS.

The presence of such a defect has been documented in Lewis rats, which are particularly susceptible to the induction of a variety of inflammatory and autoimmune diseases and exhibit reduced levels of ACTH-releasing hormone, ACTH and cortisol in response to IL-1.

Besides its effects on the HPA axis, IL-1 has other effects on the pituitary; it has been shown to augment release of prolactin and growth hormone and to inhibit release of thyrotropin and luteinizing hormone. The growth hormone deficiency state associated with CFS may also be a reflection of the defect in hypothalamic feedback loop which renders it inadequately responsive to IL-1.

IL-1 and tumor necrosis factor (TNF) provoke slow-wave sleep when placed in the lateral ventricles of experimental animals. The inordinate fatigue, lassitude, and excessive sleepiness associated with CFS could well be a consequence of the direct action of these cytokines on neurons.

Neurotoxic effects due to chronic overexpression of IL-1a and/or b of S100 – a small (10KDa), soluble calcium-binding protein that is synthesized and released by astroglia – have been proposed to underlie progressive neurological degeneration in Alzheimer’s disease.

IL-1 induces prostaglandin (PGE2, PGI2) synthesis by endothelial and smooth muscle cells.

These substances are potent vasodilators, and IL-1 administration in animals and humans produces significant hypotension. IL-1 has a natriuretic effect and may affect plasma volume. Gulick and colleagues showed that IL-1 and TNF inhibit b-adrenergic agonist-mediated cardiac myocyte contractility in cultures and intracellular accumulation of cyclic adenosine monophosphate.

Cytokine imbalances may, therefore, also underlie the cardiovascular manifestations of CFS.

Chronic fatigue syndrome is a condition that affects women in disproportionate numbers, and that is often exacerbated in the premenstrual period and following physical exertion.

Cannon and coworkers found that isolated peripheral blood mononuclear cells from healthy women, but not CFS patients, exhibited significant menstrual cycle-related differences in IL-1 beta secretion that were related to estradiol and progesterone levels. IL 1Ra secretion for CFS patients was twofold higher than controls during the follicular phase, but luteal-phase levels were similar between groups. In both phases of the menstrual cycle, IL-1sRII release was significantly higher for CFS patients compared to controls. The only changes that might be attributable to exertion occurred in the control subjects during the follicular phase, who exhibited an increase in IL-1 beta secretion 48 hr after the stress.

These results suggest that an abnormality exists in IL-1 beta secretion in CFS patients that may be related to altered sensitivity to estradiol and progesterone.

Furthermore, the increased release of IL-1Ra and sIL-1RII by cells from CFS patients is consistent with the hypothesis that CFS is associated with chronic, low-level activation of the immune system.

In contrast to the studies described above, Swanink and coworkers found no obvious difference in the levels of circulating cytokines, and ex vivo production of IL-1 alpha and IL-1 receptor antagonist. Although endotoxin-stimulated ex vivo production of tumor necrosis factor-alpha and IL-beta was significantly lower in CFS, none of the immunologic test results correlated with fatigue severity or psychologic well-being scores. Swanink and coworkers concluded that these immunologic tests cannot be used as diagnostic tools in individual CFS patients.

Tumor necrosis factors (TNFs) and soluble TNF-receptors

TNF-alpha and TNF-beta are cytokines produced on lymphoid cell activation. Twenty eight percent of CFS patients studied by Patarca and colleagues had elevations in serum levels of TNF-alpha and TNFbeta usually with elevation in serum levels of IL-1 or sIL 2R.

TNF- alpha expression in CFS patients is also evident at the mRNA level, which suggests de novo synthesis rather than release of a preformed inducible surface TNF-alpha protein upon activation of monocytes and CD4+ T cells.

The levels of spontaneously (unstimulated) produced TNF-alpha by non-adherent lymphocytes were also significantly increased as compared to simultaneously studied matched controls by Gupta and colleagues.

TNF-alpha may be associated with CNS pathology because it has been associated with demyelination and may also lead to loss of appetite. A study by Dreisbach and coworkers suggests that TNF-alpha may be involved in the pathogenesis of post-dialysis fatigue.

In contrast to the studies discussed above, Lloyd et al. found no difference in the levels of TNF-alpha or -beta in CFS patients and Rasmussen et al. and Peakman et al.  found no differences in the levels of TNF-alpha and -beta, respectively.

The latter discrepancies are likely due to the fact that TNF levels decrease precipitously if the serum or plasma is not frozen within 30 minutes from collection.

TNF-alpha’s proinflammatory effects may be mediated by induction of gene expression for neutrophil activating protein-1 and macrophage inflammatory proteins resulting in neutrophil migration and degranulation.

Thus, it is reasonable that TNF elevations may also be associated with markers of macrophage activation such as serum neopterin (see below).

Among patients studied in our laboratory, we found that illness burden scores were significantly positively correlated with elevated TNF-alpha serum levels.

CFS patients have higher levels of sTNF-RI or sCD120a and sTNF-RII or sCD120b. Levels of sTNF-Rs are negatively correlated with NK cell cytotoxic and lymphoproliferative activities in CFS, an observation that is consistent with the activities of these soluble mediators.

Interleukin-2 (IL-2) and soluble IL-2 receptor

IL-2, formerly termed “T-cell growth factor,” is a glycosylated protein produced by T lymphocytes after mitogenic or antigenic stimulation. IL-2 acts as a growth factor and promoted proliferation of T cell and, under particular conditions, of B cells and macrophages.

Although serum IL-2 levels were found to be elevated in CFS patients compared with control individuals in one study, decreased levels were reported in two other studies and no difference was reported in three studies. Rasmussen and coworkers reported a higher production of IL-2 by stimulated peripheral blood cells from CFS patients as compared to controls. Cheney and coworkers found no obvious relation between IL-2 serum levels and severity or duration of illness in CFS.

Elevated levels of sIL-2R, a marker of lymphoid cell activation, have been found in a number of pathological conditions including viral infections, autoimmune diseases, and lymphoproliferative and hematological malignancies. Twelve percent of CFS patients studied by Patarca and coworkers had elevated levels of sIL-2R. The latter observation is consistent with the increased proportion of activated T cells and the reduced levels of IL-2 or decreased NK cell cytotoxic activity found in several studies of CFS patients discussed above. Linde and coworkers found no elevation in sIL-2R levels in CFS patients.

Interleukin-4 (IL-4)

Visser and colleagues reported that although CD4 T cells from CFS patients produce less interferongamma than cells from controls, IL-4 production and cell proliferation are comparable.

With CD4 T cells from CFS patients (compared with cells from controls), a 10- to 20-fold lower desamethasone (DEX) concentration was needed to achieve 50% inhibition of IL-4 production and proliferation, indicating an increased sensitivity to DEX in CFS patients.

In contrast to IL-4, interferon-gamma production in patients and controls was equally sensitive to DEX. A differential sensitivity of cytokines or CD4 T cell subsets to glucocorticoids might explain an altered immunologic function in CFS patients.

IL-4 acts as a growth factor for various types of lymphoid cells, including B, T, and cytotoxic T cells,and has been shown to be involved in immunoglobulin isotype selection in vivo.

Activated T cells are the major source of IL-4 production, but mast cells can also produce it, and IL-4 has been associated with allergic and autoimmune reactions.

It is also noteworthy that many of the effects of IL-4 are antagonized by IFN-gamma, and the decreased production of the latter may underlie a predominance of IL-4 over IFN-gamma effects.

Interleukin-6 (IL-6) and soluble IL-6 receptor

The levels of spontaneously produced IL-6 by both adherent monocytes and non-adherent lymphocytes were significantly increased in CFS patients as compared to controls. The abnormality of IL-6 was also observed at mRNA level. In terms of circulating IL-6, Buchwald and coworkers found that IL-6 was elevated among febrile CFS patients compared to those without this finding and therefore considered it an epiphenomenon possibly secondary to infection.

Chao and coworkers also found elevated levels of IL-6 in CFS patients, but five other groups found no difference.

Most of the cell types that produce IL-6 so in response to stimuli such as IL-1 and TNF, among others. Excessive IL-6 production has been associated with polyclonal B-cell activation, resulting in hypegammaglogulinemia and auto antibody production.

As is the case with IL-4, IL-6 may contribute to activation of CD5-bearing B cells, leading to autoimmune manifestations. IL-6 also synergizes with IL-1 in inflammatory reactions and may exacerbate many of the features described previously for IL-1.

Study of cytokine production by stimulated peripheral blood mononuclear cells from patients with a closely related syndrome to CFS, the post-Q-fever fatigue syndrome (QFS) (inappropriate fatigue, myalgia and arthralgia, night sweats, changes in mood and sleep patterns following about 20% of laboratory-proven, acute primary Q-fever cases), showed an accentuated release of IL-6 which was significantly in excess of medians for all four control groups (resolving QFS, acute primary Q-fever without subsequent QFS, healthy Q-fever vaccinees and healthy controls).

Levels of induced IL-6 significantly correlated with total symptom scores and scores for other key symptoms. CFS patients have higher levels of sIL-6R (24) and sIL-6R enhances the effects of IL-6.

Interleukin-10 (IL-10)

A study by Gupta and coworkers revealed that spontaneously produced IL-10 by both adherent monocytes and non-adherent lymphocytes and by PHA-activated non-adherent monocytes were decreased.

IL-10 is part of the Th2-type response.

Interferons (IFNs)

The IFNs comprise a multigenic family with pleiotropic properties and diverse cellular origin. Data from six studies indicate that circulating IFNs are present in 3% or less of patients studied.

Peripheral blood cells from children affected by postviral fatigue syndrome produced more IFN-alpha than those from controls. In line with latter observation, Vojdani and colleagues  found elevated IFN-alpha levels in CFS patients but Linde  and Straus and their coworkers found no difference.

Fatigue occurs in more than 70% of patients treated with IFN-alpha and it may be associated with the development of immune-mediated endocrine diseases, in particular hypothryoidism and hypothalamic-pituitary-adrenal axisrelated hormonal deficiencies, in these patients. IFN-alpha therapy-associated fatigue is often the dominant dose-limiting side effect, worsening with continued therapy, and accompanied by significant depression.

Decreases in mental information processing speeds, verbal memory, and executive functions have also been reported at therapeutic doses of IFN-alpha. Although the direct cause of IFN-alpha-induced fatigue is unknown, it is possible that neuromuscular fatigue, similar to that observed in patients with postpolio syndrome, may also be one component of this syndrome.

The induction of proinflammatory cytokines observed in patients treated with IFN-alpha is consistent with a possible mechanism of neuromuscular pathology that could manifest as fatigue. A study by Davis and colleagues also revealed that IFN-alpha/beta is at least partially responsible for the early fatigue induced by polyI:C during prolonged treadmill running in mice.

IFN-gamma is an immunoregulatory substance, enhancing both cellular antigen presentation to lymphocytes and NK cell cytotoxicity and causing inhibition of suppressor T lymphocyte activity.

Two groups have found impaired IFN-gamma production on mitogenic stimulation of peripheral blood mononuclear cells from CFS patients and one group found increased production.

In contrast with the findings on lymphocyte activation, four groups reported no difference in the levels of circulating IFN-gamma. These results are in favor of the Th2 shift descibed previously, a shift that is not apparent at the level of circulating cytokines.

Tumor growth factor-beta (TGF-beta)

A study by Bennett and coworkers found that patients with CFS had significantly higher levels of bioactive TGF-beta levels compared to healthy controls and to patients with various diseases known to be associated with immunologic abnormalities and/or pathologic fatigue: major depression, systemic lupus erythematosis (SLE), and multiple sclerosis (MS) of both the relapsing/remitting (R/R) and the chronic progressive (CP) types.

A total of three studies supports the finding of elevated levels of TGF-beta among CFS patients.

Beta-2 microglobulin

Three studies found elevated levels of beta-2 microglobulin in patients with CFS  and one study found no difference. Beta-2 microglobulin is a marker of immune activation.

Neopterin

Neopterin is a metabolite produced during the utilization of guanosine triphosphate, and increased production of neopterin is associated with macrophage activation by IFN gamma.

Neopterin is a presumed primate homolog of nitric oxide, which activated guanylate cyclase and is involved in neurotransmission, vasodilation, neurotoxicity, inhibition of platelet aggregation, the antiproliferative action of cytokines, and reduction of oxidative stress.

Neopterin derivatives belong to the cytotoxic arsenal of the activated human macrophage and, in high doses, enhance oxidative stress through enhancemente of radicalmediated effector functions and programmed cell death by TNF alpha, while having an opposite effect at low doses.

Buchwald and Chao and their coworkers found elevated levels of neopterin in CFS patients, while Linde and Patarca and their coworkers found no difference. A report of nine CFS cases showed significantly elevated serum neopterin levels in association with high Cognitive Difficulty Scale (CDS) scores and neopterin levels have been shown to correlate with levels of many other mediators that have been found to be dysregulated in CFS including members of the TNF family.

In terms of neurotoxicity, serum neopterin and tryptophan concentrations correlate among cancer and AIDS patients, an observation which can be accounted for by activity of indoleamine 2,3-dioxygenase, a tryptophandegrading enzyme. The latter enzyme also converts L-tryptophan to L kynurenine, kynurenic acid and quinolinic acid (QUIN).

QUIN is a neurotoxic metabolite that accumulates within the central nervous system following immune activation and is also a sensitive marker for the presence of immune activation within the CNS. Direct conversion of L-tryptophan into QUIN by brain tissue occurs in conditions of CNS inflammation, but not by normal brain tissue.

Macrophage infiltrates, and perhaps microglia, are important sources of QUIN, an observation which is consistent with the results of inoculation of poliovirus directly into the spinal cord of rhesus macaques, resulting in increased CSF levels of both QUIN and neopterin. Elevated serum levels of neopterin correlate with the presence of brain lesions and with neurologic and psychiatric symptoms in patients with AIDS dementia complex.

It is worth noting in this context that Buchwald and colleagues found subcortical lesions consistent with edema and demyelination by magnetic resonance scans in 78% of CFS patients as compared to 20% of controls.

Soluble CD8 (sCD8)

Linde and coworkers  found no elevation of sCD8 in CFS patients.

Soluble ICAM-1 (sICAM-1)

Patarca and coworkers  found higher levels of sICAM-1 in CFS patients, an observation which is consistent with the higher expresion of ICAM-1 in monocytes of CFS patients reported by Gupta and coworkers.

 Immunoglobulins

Spontaneous and mitogen-induced immunoglobulin synthesis is depressed in 10% of patients with CFS. The latter decrease may be a result of an increased T-cell suppression of immunoglobulin synthesis, because a similar effect is obtained in vitro when using normal allogeneic B cells.

This inhibitory effect may also account for the reported difficulty in establishing spontaneous outgrowth of EBV-transformed B-cell lines from cells from CFS patients. The depletion of the CD4+CD45RA+ lymphocyte subset in the studies by Klimas et al. and Franco and colleagues may be associated with alteration in B-cell regulation.

In twelve studies, CFS patients were found to have decreased amounts of immunoglobulins of the G, A, M, or D classes, in five studies no difference was found and in one study IgG levels were elevated while IgA levels were normal. IgG subclass deficiency, particularly of the opsonins IgG1 or IgG3, can be demonstrated in a substantial percentage of CFS patients, and for a subset of these, immunoglobulin replacement therapy may be beneficial albeit controversial. Bennett and coworkers also failed to find immunoglobulin subclass deficiencies in CFS patients.

Autoantibodies

Konstantinov and colleagues found that approximately 52% of sera from CFS patients react with nuclear envelope antigens.

Some sera immunoprecipitated nuclear envelope protein lamin B1, an observation which underscores an autoimmune component in CFS. von Mikecz and colleagues found a high frequency (83%) of autoantibodies to insoluble cellular antigens (vimentin and lamin B1) in CFS, a unique feature which might help to distinguish CFS from other rheumatic autoimmune diseases.

Another finding that underscores a possible autoimmune etiology is the significant association between CFS and the presence of HLA-DQ3 reported by Keller and colleagues.

The presence of rheumatoid factor, antinuclear antibodies, antithyroid antibodies, anti-smooth-muscle antibodies, antigliadin, cold agglutinins, cryoglobulins, and false serological positivity for syphilis have also been reported.

No circulating antimuscle and anti-CNS antibodies were found in 10 CFS patients and Rasmussen and coworkers found no significant differences in the number of positive tests for autoantibodies in CFS patients.

Circulating immune complexes

Elevated levels of immune complexes have been reported in four studies while the studies by Natelson and Mawle and their coworkers revealed no abnormality in the level of circulating immune complexes (i.e., Raji cell and C1q binding).

Depressed levels of complement have also been reported in 0% to 25% of patients. Buchwald and coworkers found elevated levels of C-reactive protein among CFS patients.

Kilder og referanser:

Brenu, E. et al (2011) Immunological abnormalities as potential biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis

Patarca, R. et al. (2000). Review: Immunology of Chronic Fatigue Syndrome Patarca2000ImmuneReviewFull

WPI studie: signifikant endret cytokin/chemokin mønster i ME/CFS pasienter

—–

ICC Internasjonale konsensuskriterier for Myalgisk Encefalopati (G93.3)

Cytokiner og chemokiner – proteiner som signaliserer hva en stamcelle skal bli og pluss litt til

Komplementsystemet og inflammasjoner

Klimas et al. (1990) Immunologic Abnormalities in Chronic Fatigue Syndrome immundysfunksjon_Klimas_publ_1990

Lettlest om immunsystemet: ME-blogg innlegg «oversikt over immunsystemet»

—-

Innlegg:  immunsystemet i ME-pasienter:

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 1

Immunsystemet til ME pasienter: immunceller og cytokiner – en intro del 1

I de neste blogginnleggene skal vi se litt på funnene som er blitt gjort i immunsystemet til ME-pasientene med tanke på blant annet B og T- celler/lymfocytter, bakgrunn for fenomenet IRIS og stille det spørsmål om det er immunresponsreaksjonene som medfører vedvarende sykdomsaktivitet og blant annet økt risiko for utvikling av autoimmun sykdom.

I de nye ME kriteriene kan vi lese blant annet dette (1): En initial infeksjon kan muligens skade deler av CNS og immunsystemet, noe som medfører en alvorlig deregulering av immunforsvaret og unormal infeksjonsrespons. Vitenskapelige artikler beskriver redusert natural killer cell (NK-celle) signalering og funksjon, unormale veksthormonprofiler, nedsatt aktivitet av nøytrofile granulocytter og Th1, med en dreining mot en Th2-profil. Kronisk immunaktivering, økning av inflammatoriske cytokiner, proinflammatoriske alleler, kjemokiner og T-lymfocytter og dysregulering av den antivirale ribonuklease L-pathway (RNase L).

Immunolog Dr. Nancy Klimas har en årrekke forsket på ME-pasienters immunsystem og vi skal i dette innlegget vise til blant annet hennes publikasjoner om funn som er gjort. Som det fremgår av sammenstilling av ulike forskeres funn så varierer de og årsaken kan være flere, som ulik bruk av kriterier, studiedeltakere, når prøvene er tatt, variasjon over året, faser av og varighet av sykdommen, samt utvikling av sykdommen, aktiv infeksjon, ulike undergrupper, ulike labs og utstyr mm.  Likevel, som uavhengige studier viser så er det flere som viser en tendens med at de finner det samme. Teksten er ikke oversatt (så bruk oppgitte referanser for lesning) og gjør oppmerksom på at dette er komplisert og innfløkt stoff. Vil nok anta at du minst må ha studert immunsystem i 50 år og fremdeles ikke er utlært og stadig nytt med ny teknologi. Sånn bare for å ha sagt det!

Utdrag fra publikasjonene til Klimas (referanse oppgitt fra hvilken publikasjon det gjelder):

Population based studies have suggested a link between infections, neurological and neuroimmune dysfunctions and clinical manifestations of CFS/ME. Immunity has been widely investigated in patients with CFS/ME but the results of these studies are inconsistent, reporting different lymphocyte cell numbers and cytokine distributions in patients with CFS/ME.

Nonetheless, findings on immunoglobulins, complement markers and activation molecules in CFS/ME, may demonstrate a underlying infringement in immune function. Decreased function of lymphocytes, in particular Natural Killer (NK) cell cytotoxic activity in CFS/ME patients compared to healthy controls, seems to be a consistent finding.

The functional capacity of other immune cells, such as T cells, and the contribution of other molecules in the pathophysiological mechanism of CFS/ME, remains to be determined. In particular, the role of subsets of CD4+T and the CD8+T cell populations has not been fully studied in CFS/ME.

Importantly, recent data on cytokine distribution in CFS/ME patients point towards an increase in pro inflammatory cytokines suggesting the presence of an underlying viral prevalence in these patients and this can be detrimental to the immune inflammatory processes. (2).

Bildet viser hvilke cytokiner/chemokiner som er opp og nedregulert i ME-pasienter (wpi-studie). Mange med statistisk signifikans og noen som avviker fra kontroller og sannsynligvis har klinisk betydning. Denne studien viser en tendens, men avviker for eksempel på IL-5 fra Klimas data (2).

Bildet viser en oversikt over hvilke cytokiner som tilhører T-hjelper celler. Noe som er hjelpsomt når vi snakker om Th1 vs Th2 dominans og når den skifter som følge av mulig behandling eller som en naturlig del av både tilfriskning og progresjon/forverring av sykdommen. Dette er noe en kan objektivt måle, men vitenskapelige årsaksforklaringer er som vi vet fremdeles uklare, og det gjelder ikke bare for sykdommen ME.

Ett abstrakt fra en oversikt over funn i publikasjon fra 2000 (3):

Navnene er ulike forskere og publikasjoner.

A review of the literature on the immunology of CFS reveals that people who have Chronic Fatigue Syndrome (CFS) have two basic problems with immune function that have been documented by most research groups:

immune activation, as demonstrated by elevation of activated T lymphocytes, including cytotoxic T cells, as well as elevations of circulating cytokines; and poor cellular function, with low natural killer cell cytotoxicity (NKCC), poor lymphocyte response to mitogens in culture, and frequent immunoglobulin deficiencies, most often IgG1 and IgG3.

These findings have a waxing and waning temporal pattern which is consistent with episodic immune dysfunction (with predominance of so called T-helper type 2 and proinflammatory cytokines and low NKCC and lymphoproliferation) that can be associated as cause or effect of the physiological and psychological function derangement and/or activation of latent viruses or other pathogens.

The interplay of these factors can account for the perpetuation of disease with remission/exacerbation cycles. Therapeutic intervention aimed at induction of a more favorable cytokine expression pattern and immune status is discussed.

 IMMUNE CELL PHENOTYPIC DISTRIBUTIONS (3):

Analysis of the complex interactions underlying immune responses was greatly facilitated by the development of monoclonal antibodies to various surface proteins on lymphoid cells, which defined functionally distinct subsets. Such analysis has also demonstrated that each type of lymphoid cell is genetically programmed to carry out defined immunological functions that are predictable on the basis of surface phenotype.

Surface-marker phenotyping of peripheral blood lymphoid cells has also allowed insight into the cellular basis of immune dysfunction associated with pathologies of the central nervous system with diverse causes, including viral, autoimmune, and genetic, among others.

Several reports also documented alterations in the distribution of various lymphoid cell subsets among CFS patients. Certain discrepancies in the findings from different study groups can be attributed to group nonequivalences on diverse parameters such as demographic variables (gender, age, socioeconomic status), medical status variables predating onset of disease, medication use, concomitant substance abuse, nutritional status, and the effects of time of sample collection.

T Lymphocytes

CD4+ T cells (helper-inducer cells) are the principal source of “help” for antibody production by B cells in response to T-cell-dependent antigenic stimulation, as well as inducers of cytotoxic and suppressor T-cell function (CD8+ cells).

Discrepant results have been reported in reference to CD4 and CD8 cell counts in CFS patients. Straus and colleagues reported a statistically higher percentage of CD4+ lymphocytes with normal numbers of CD8+ cells and CD4/CD8 ratio.

Jones  and colleagues, Borysiewicz, Gupta, Landay, Lloyd and Tirelli  and their coworkers found normal percentages of CD4+ and CD8+ cells as well as a normal CD4/CD8 ratio.

Lloyd and coauthors found decreased numbers of both CD4+ and CD8+ cells. Buchwald and Komaroff found reduced numbers of CD8+ cells and higher-than normal CD4/CD8 ratios, and Klimas and colleagues found that most CFS subjects studied had a normal number of CD4+ cells and an elevated number of CD8+ cells that resulted in a decrease in the CD4/CD8 ratio.

Decreased CD4/CD8 ratios in 2% to 100% of patients have been demonstrated by other investigators.

These conflicting results may be associated with the fluctuation in clinical manifestations of these patients or with other factors mentioned previously. In fact, several researchers have detected fluctuations in several immunological parameters and in the severity of symptoms in longitudinal follow-up investigations of patients with CFS.

Moreover, Mawle and coworkers found that although only marginal differences in cytokine responses and in cell surface markers were apparent in the total CFS population they studied, when the patients were subgrouped by type of disease onset (gradual or sudden) or by how well they were feeling on the day of testing, more pronounced differences were seen.

It is also worth noting that although Peakman and coworkers did not find significant differences in the percentage levels of total CD3+, CD4+ , CD8+, and activated, naïve and memory T-cell subsets between CFS subjects and controls, they cryopreserved the cells before flow cytometric analysis and cryopreservation can differentially affect the representation of T-cell subsets.

A study by Sandman and colleagues found that elevated CD4+ and CD8+ cell counts in CFS patients were related to decreases in priming of memory, speed of memory scanning and increases in errors on a memory fragility test. However the latter study did not control for depression severity, and it is not clear whether the finding is related to co-morbid depression or to CFS itself.

Klimas and co-workers found a decreased proportion of CD4+CD45RA+ cells, which are associated with suppressor/cytotoxic cell induction but Natelson and coworkers  found no significant change in the proportions of CD4+CD45RA+ and CD4+CD45RO+ cells in CFS patients.

Franco and coinvestigators also described a decrease in the number of CD4+CD45RA+ lymphocytes in two patients with severe, chronic, active Epstein-Barr virus (EBV) infection; one of the two patients showed a persistent diminished number of cells despite clinical improvement with interleukin-2 (IL-2) treatment.

Several publications have associated alterations in the latter subset with a number of clinical entities, particularly autoimmune diseases.

Increased numbers of T cells expressing the activation marker CD26, probably as a result of CD8+ activation, have also been reported in CFS patients.

In this respect, an increased proportion of CD8+ cells expressing the activation marker human leukocyte antigen (HLA) DR  have been reported in CFS patients, whereas normal proportions of CD4+ T-cells co-expressing the HLA-DR marker or the IL-2 receptor (CD25) were found in one study , normal proportions of CD8+ CD38+, CD8+CD11b-, CD8+HLA-DR+ and CD8+CD28+ were found in another study, and normal proportions of CD8+HLADR+ and CD8+CD38+ were found by Swanink and coworkers.

In contraposition to the latter findings, Hassan and colleagues found significantly decreased expression of CD28 on CD8 cells and Barker, Landay  and Swanink  and their coworkers found significantly decreased expression of CD11b on CD8 cells.

Higher expression of CD38 on CD8 cells was found by Barker, Landay and Peakman and their coworkers.

It is worth noting that relatively higher proportions of HLA-DR+ T cells have been reported in a number of autoimmune disorders, and that Hassan and coworkers  found that CFS patients with increased HLA-DR expression had significantly lower Short Form-36 health questionnaire (SF-36) total scores, worse body pains, and poorer general health perception and physical functioning scores.

The increased expression of class II antigens and the reduced expression of the costimulatory receptor CD28, which is a marker of terminally differentiated cells, lend further support to the concept of immunoactivation of T lymphocytes in CFS and may be consistent with the notion of a viral etiopathogenesis in the illness.

We studied the association between CFS physicial symptoms, illness burden and lymphocyte activation markers in 27 newly-recruited CFS patients. Elevations in T-helper/inducer cells were associated with a greater frequency and severity of tender lymph nodes, greater severity of memory and concentration difficulties and headaches.

Greater numbers of activated T cells (CD2+CD3+CD26+) were associated with a greater frequency of tender lymph nodes and cognitive difficulties while more activated cytotoxic/suppressor cells (CD8+CD38+HLA-DR+) were associated with greater severity of tender lymph nodes, fatigue and sleep problems.

Conversely, lower percentages of regulatory cells such as CD3+CD8+ were associated with a greater number of cognitive difficulties, greater Sickness Impact profile(SIP)-Total, SIP Physical Impairment, and an increased frequency and severity of memory problems, increased frequency of headaches, and increased severity of fatigue.

Thus, among CFS patients the degree of cellular immune activation is associated with the severity of CFS-related physical symptoms, cognitive complaints, and perceived illness burden.

B Lymphocytes

Gupta, Klimas, Landay, Lloyd  and Barker and their colleagues found normal levels of CD20+ resting B cells, whereas other teams reported both increased and decreased level. The proportion of CD5-bearing B cells was found to be increased in two studies or decreased in one study. B cells bearing the cell marker CD5 have been associated with autoimmunity.

Natural Killer Cells

Klimas , Morrison, Peakman  and Tirelli  and their associates found increased numbers of NK cells, whereas Barker, Landay, Lloyd  and Natelson  and their coworkers found normal numbers and Masuda  and Gupta and their coworkers found decreased numbers of NK cells.

Despite the discrepancy in total numbers of NK cells measured by different groups, Caligiuri and Morrison and their coworkers found an increased proportion of CD56+CD3+ T cells, which may account for the decreased natural killer (NK) cell cytotoxic activity seen in several studies of CFS patients.

Morrison and coworkers also found a decreased percentage of CD56+Fcgamma receptor+ NK cells, which suggests a reduced capacity for antibody-dependent cellular toxicity.

Neutrophils (kom: er ikke en lymfocytt, men tilhører akutt-respons delen av immuncellene)

Previously described relationships in healthy women between basal circulating neutrophil numbers and plasma progesterone concentrations and between exercise-induced neutrophilia and urinary cortisol and plasma creatine kinase concentrations were not observed in CFS women, observations which suggest that normal endocrine influences on the circulating neutrophil pool may be disrupted in CFS patients.

Oppsummering:

Som det fremkommer i ulike studier er det altså variasjon i funnene og som nevnt i innledningen har det flere årsaker.

Likevel gir dette ett innblikk i at det er immundysfunksjon i ME-pasienter, og i del to av introen skal vi se på hva som er funnet når det gjelder funksjonen til immuncellene i ME-pasienter. Det er jo selvfølgelig relevant når det kommer til å ha ett optimalt fungerende immunforsvar, noe som beklageligvis ser ut til å ikke være tilfellet i ME-syke.

Der tar vi også med delen om cytokiner og chemokiner, immuncellenes signal og kommunikasjonssystem, som ikke akkurat spiller på vår side og gir en rekke symptomer.

Om noen trudde at avvik i immunsystemet kommer bivirkningsfritt, vel tenk om igjen.

På generelt grunnlag så kan en si at når det gjelder ME-sykes immunprofiler og immunsystem, så er det individuelle forskjeller med tanke på at noen produserer mengder av immunceller, mens andre har mangler. Derfor får en også ett helt ME-spekter, altså subgrupper. Sykdomsmønster og symptomkriterier er likevel nokså lik.

Det alle har til felles om du er rammet av sykdommen ME er manglende evne for mitokondriene til å effektivt produsere fine og gode ATP pakker av flere årsaker og fremdeles uklare årsaker. Konsekvensen er dyrkjøpt for oss pasienter, fordi det ender opp i energisvikt. Ved fysisk aktivitet produserer mitokondriene melkesyre i stedet – litt for mye og litt for kjapt!

Så kroppen prioriterer hardt og brutalt for oss – den energien som produseres går til opprettholdelse av immunsystemet og indre vitale organer, som ja jobber som f… for å oppnå «steady-state»….

Kilder og referanser:

1 ICC Internasjonale konsensuskriterier for Myalgisk Encefalopati (G93.3)

2 Brenu, E. et al (2011) Immunological abnormalities as potential biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis

3 Patarca, R. et al. (2000). Review: Immunology of Chronic Fatigue Syndrome Patarca2000ImmuneReviewFull

WPI studie: signifikant endret cytokin/chemokin mønster i ME/CFS pasienter

—–

Cytokiner og chemokiner – proteiner som signaliserer hva en stamcelle skal bli og pluss litt til

Komplementsystemet og inflammasjoner

Klimas et al. (1990) Immunologic Abnormalities in Chronic Fatigue Syndrome immundysfunksjon_Klimas_publ_1990

Lettlest om immunsystemet: ME-blogg innlegg «oversikt over immunsystemet»

Cytokiner og chemokiner – proteiner som signaliserer hva en stamcelle skal bli og pluss litt til

I dette innlegget skal vi prøve å få en oversikt over og forståelse av hva cytokiner og chemokiner er, dens funksjon og sammenhenger. Disse signalstoffene spiller en signifikant rolle i infeksjoner og andre kroniske lidelser, og er i bunn og grunn en av hovedårsakene eller konsekvensene til den systemiske feilreguleringen, immundysfunksjon og symptomene i ME/CFS – vel i tillegg til konsekvensene av toksinproduksjon og skadevirkningene fra patogene mikroorganismer (virus, bakterier, parasitter, amøber, muggsopp og nematoder), samt uhensiktsmessige immunreaksjoner som stammer fra matintoleranser og intoleranser/hypersensitivitet fra andre kjemiske agenser (MCS).

Personer med neuroimmunologiske sykdomstilstander, som ME/CFS har altså avvik i cytokin/chemokin profilen sin sett i forhold til friske. Målinger av cytokinene er derfor et viktig diagnostisk verktøy for å se hvem av cytokinene som er utrykt og også i en behandlingssituasjon, som selvfølgelig har til hensikt å normalisere utsondring av cytokiner/chemokiner.


Bilde 1: Cytokiner og celler

Kort sagt er altså cytokiner signalproteiner som i første omgang har til oppgave å stimulere stamceller fra beinmargen slik at de kan bli til en spesialisert celle med en bestemt funksjon, alt etter hvilke celler kroppen har bruk for (Hematopoiese). Disse cellene igjen, som lymfeceller, bruker cytokiner/chemokiner for å signalisere ytterligere ved infeksjoner. Alt etter type infeksjon og utsondring av signalstoffer er faren for at toksinene fra infeksjonen og cytokinene i seg selv kan bli så stor at dette medfører at personen går i sepsis. I verste fall kan det ende fatalt.

Hva er egentlig cytokiner? (1)

Det er opp igjennom årene blitt forsøkt å lage flere definisjoner på hva cytokiner er, alt fra hva den har mål og funksjon, hvem celle som utsondrer den etc. Det største problemet er at flere typer celler kan utsondre samme cytokin og cytokinene påvirker hverandre og det er ett enormt nettverk av ulike cytokiner. Den hele og fulle oversikten er fremdeles ukjent.

I dag er termen cytokin brukt som ett generisk navn for en gruppe av løselige proteiner og peptider som fungerer som regulatorer ved nano til picmolare konsentrasjoner. Disse, enten under normale eller patologiske forhold modulerer den funksjonelle aktiviteten til individuelle celler og vev. Disse proteinene medierer/påvirker/regulerer også interaksjoner direkte mellom celler og regulerer prosesser som tar plass i det ekstracellulære miljøet.

Flere vekstfaktorer og cytokiner fungerer direkte som en overlevelsesfaktor for å forhindre programmer celledød (Apotose). Noen cytokiner er bare produsert av ett begrenset antall type celler, mens andre cytokiner er utsondrer/produsert av omtrent hele spekteret av kjente (celler vi vet om) cellertyper.

På mange måter ligner den biologiske aktiviteten av cytokiner de klassiske hormonene som produseres i spesialiserte kjertel vev. Noen cytokiner oppfører også som klassiske hormoner i at de opptrer på et systemisk nivå, påvirker, for eksempel som i biologiske fenomener som betennelse, systemisk inflammatorisk respons syndrom, og akutt fase reaksjon, sårhealing, og i de neuroimmune nettverk. Generelt så påvirker cytokinene ett mye bredere spekter av target-celler enn hormonene.

Noen cytokiner er faktisk etter kartlegging av dens struktur til å være identiske med klassiske enzymer eller andre typer av proteiner med velkjent og cytokin-urelaterte funksjoner i biokjemi, cellebiologi og fysiologi. Normalt innehar ikke cytokiner enzymatiske aktivitet, men det er faktisk en økende liste av unntak.

De fleste cytokinene er altså glukoproteiner som er utsondret av celler ved en klassisk aktiveringsmåte (signal fra andre celler).

Gener som koder for cytokiner kan gi opphav til varierte former av cytokiner med hensyn til alternativ spleising, opphav til molekyler som er svakt ulike men som biologisk utgjør en signifikant (vesentlig) forskjell i den biologiske aktiviteten. I flere tilfeller vil cytokinuttrykket/mønsteret eller familier av cytokiner bare delvis overlappe hverandre, noe som kan indikere at det er spesifikke roller for hver faktor.

 

Hva er egentlig Chemokiner? (2)

Chemokiner er ett nytt generisk navn som er gitt gruppen/familien av pro-inflammatoriske induserende cytokiner. Disse proteinene er hovedsakelig kjemotaktisk for ulike celletyper.  

Chemokiner er delt i to ulike subgrupper/familier med hensyn til hvor og hvilke gener i kromosomer.

Alfa-chemokiner er også referert som 4q chemokin familien på grunn av genene som koder for disse er lokalisert på kromosom 4q12-21. På grunn av aminosyresammensetningen er disse også kalt for CXC-chemokiner. Noen av disse har en struktur med en såkalt ELR sekvens i proteinet (glutaminsyre-leu-arg). Disse er funnet primært til å kjemisk tiltrekke seg og aktivere neutrofile hvite blodlegemer.

Chemokiner som ikke har denne ELR sekvensen I proteinet sitt virker som kjemotaktisk og aktiverer monocytter, dendritiske celler, T-celler, NK-celler, B-lymfocyttene, basofile og eosinofile celler. Det er rapportert at noen Chemokiner (CXCL1, CXCL2, CXCL3, CXCL5, CXCL6, CXCL8) er spaltet direkte inne i ELR sekvensen eller i nærhet til av (matriks)metalloproteinase MMP-12, som er mistenkt for å være en av mekanismene til rekruttering av leukocytter ved en akutt inflammasjon.

Hematopoiese (3)

Hematopoiese er fellesbetegnelsen på dannelsen av celletypene i blodet, erythrocytter (røde blodceller), leukocytter(hvite blodlegemer) og trombocytter (blodplater).

Alle cellene i blodet er høyt spesialisert celler. Cellers levetid er begrenset, slik at en kontinuerlig balanse mellom produksjon og destruksjon er nødvendig for å opprettholde normalnivåene. En rekke prosesser, hormoner og andre reguleringssystemer er involvert og dannelsen inneholder dermed en rekke muligheter for feil. En forståelse av de patologiske mekanismer bak blodsystemets sykdommer forutsetter kjennskap til de normale prosesser for syntese, regulering og destruksjon. Her vil kun hovedtrekk i hematopoiesen gjennomgås, og det henvises til lærebøker i fysiologi og hematologi for mer detaljert informasjon.

Bilde 2 viser en oversikt over de viktigste cellestadiene og de viktigste cytokinene og hormonene som styrer dannelsen av blodlegemene.

Bilde 2: Oversikt over hematopoiesen

Stamcellene

Alle blodet celler stammer fra samme utgangspunkt, den hematopoietiske stamcelle. Gjennom celledeling og differensiering (endring av en celles egenskaper fra en generasjon til den neste) utvikles stadig mer avanserte og spesialiserte celler. Stamcellen har, sterkt forenklet sagt, kun to muligheter når den deler seg (undergår mitose): Den kan enten selvfornye seg, det vil si gjennom mitose danne to celler som har nøyaktig samme egenskaper som den selv, eller gjennom mitose differensieres til to datterceller med endrede egenskaper. Selvfornyelse er nødvendig for at vi ikke skal gå «tom» for stamceller, mens differensiering er nødvendig for å produsere spesialceller som skal utføre definerte oppgaver.

Gjennom stadig differensiering skapes mer og mer spesialiserte rekker. En bruker ofte ordet cellerekke som navn på rekkefølgen av stadig differensiering (også kalt cellemodning eller terminal differensiering) som gir akkurat den ene typen moden, funksjonell endecelle. Erythrocytt-rekka er for eksempel stadiene som cellene går igjennom for å bli et rødt blodlegeme, mens en av granulocytt-rekkene ender opp med en nøytrofil granulocytt. Hvilken «vei» stamcellen velger, avhenger muligens av kroppens behov, og valget styres gjennom påvirkning fra cytokiner og/eller hormoner.

Første differensiering gir en:

Multipotent progenitorcelle

Den multipotente progenitorcelle er på en måte en mer avansert utgave av stamcellen, ved at den blant annet åpner for stimuli som forteller om den ved neste celledeling skal produsere celler som hører med i den myeloide cellerekka (erythrocytter, megakaroyocytterm, granulocytter osv) eller den lymfoide cellerekka (B-celler og T-celler). Kontrollen over om cellen «skal bli» det ene eller andre utøves hovedsakelig av cytokinene (disse kalles ofte for hematopoietiske vekstfaktorer) og/eller hormoner:

  • Interleukin 7 (IL-7) stimulerer dannelse langs lymfocytt-rekka, og dermed B-lymfocytter og T-lymfocytter.
  • GM-CSF stimulerer dannelse av progenitorcellen for granulocytter og makrofager.
  • G-CSF stimulerer dannelse langs granolucytt-rekka og dermed dannelsen av granulocytter.
  • M-CSF stimulerer dannelse langs monocyttrekka, og resultatet blir altså monocytter, som er forløpere til makrofagene.
  • Erythropoietin (EPO) er et hormon som lages i nyrene. Nyrene lager mer EPO når det er «mangel» på erythrocytter i blodet, og stimulerer dannelsen av røde blodlegemer.
  • Trombopoietin (TPO) er et hormon som produseres i leveren. Hovedoppgaven til TPO er å stimulere dannelse av myeloid progentoriceller, og i neste omgang drive celledelingen videre til dannelse av trombocytter.

Akkurat som for stamcellen påvirkes altså hvilken «vei» den multipotente progenitorcellen går videre av interleukiner, cytokiner og hormoner. Mengden av de ulike cytokinene og hormonene avhenger av kroppens behov, slik aktiviteten langs de ulike rekkene avpasses til hvilke typer celler det er behov for.

Celler, cytokiner, chemokiner og inflammasjon

Bilde 3 viser en respons på inflammasjon hvordan ulike celler, cytokiner/chemokiner påvirker og interagerer med hverandre.

Bilde 3: Immunrespons ved inflammasjon

Referanser:

(1) Cytokiner (COPE)

(2) Chemokiner (COPE)

(3) Hematologi (Universitetet i Oslo)

*****

Komplementsystemet har også betydning for inflammasjon vi har i kroppen og har forbindelse med utsondring av cytokiner/chemokiner. Ett tidligere innlegg om «komplementsystemet og inflammasjon» kan du lese her