Immuunsignatuuranalyse van een ME-patiënt. Deel 1: virussen

Een artikel van de website van Paolo Maccallini, een Italiaanse ME-patiënt.

Het doel van de volgende analyse is te zoeken naar virale epitopen die – bij een ME-patiënt, Paolo zelf, – antistofmoleculen uitlokken tegen 6 peptides, bepaald dankzij een selectie van 150.000 willekeurige peptides van 16 aminozuren elk. Deze peptides zijn gebruikt als zoekreeksen met een algoritme voor het vergelijken van een DNA- of eiwit-sequentie in verschillende databases (een BLAST). Het zoekresultaat laat zien welke gerelateerde sequenties voorkomen in hetzelfde of verwante organismes.

Ter verklaring:
* Een epitoop is een heel klein deeltje dat herkend kan worden door antilichamen, B-cellen en T-cellen van het immuunsysteem
* Een peptide onderscheidt zich van een eiwit door het geringe aantal aminozuren in het molecuul, maar kan zelf dienen als bouwsteen voor een eiwit
  ME Centraal

Er werd geen menselijk virus gevonden. Er werden drie (bacterio-)fagen (kleine virussen die alleen een specifieke bacterie infecteren) van menselijke ziekteverwekkers geïdentificeerd. Ze horen bij de Actinobacteriën en de γ-Proteobacteriën. Een van deze bacteriën, Seratia marcescens, werd ook gevonden in een vergelijkbaar onderzoek bij 21 ME-patiënten.

 

  1. De zoektocht naar een ziekteverwekker

Wetenschappers hebben tientallen jaren gespeculeerd over een infectueuze oorzaak van ME, maar het was nooit mogelijk de ziekte aan een bepaalde ziekteverwekker te koppelen. Het idee dat de ziekte veroorzaakt en onderhouden kan worden door een infectie, is ontstaan doordat bij de meeste patiënten de ziekte begint na een infectieziekte. Ook is het zo dat na een ernstige infectie, of die nu veroorzaakt wordt door een parasiet, virus of bacterie, 11% van de bevolking ME krijgt.

In de afgelopen jaren heeft de komst van nieuwe technieken om ziekteverwekkers te zoeken een nieuwe impuls gegeven aan de zoektocht naar de voortdurende infectie in deze patiëntengroep. Een onderzoek uit 2018 dat het genetisch profiel van bloed aan de buitenkant van het lichaam onderzocht op eencellige en meercellige organismes rapporteerde dat de meeste ME-patiënten DNA hebben dat hoort bij de meercellige geslachten Perkinsus en Spumella en de eencellige β-proteobacteria (alleen of in combinatie) en dat deze organismes statistisch meer voorkomen in patiënten dan in controles. Maar eerdere analyses van plasma en andere monsters door andere groepen vonden geen verschil.

 

  1. Immunologische methodes

Een andere manier om de aanwezigheid van actuele of voorbije infecties te onderzoeken die specifiek voor een patiëntengroep kunnen zijn, is het halen van de informatie uit de adaptieve immuunrespons. Dit kan op verschillende manieren, die allemaal hun beperking hebben.

Eén manier is het verzamelen van het repertoire aan T-celreceptoren van iedere patiënt en bekijken of ze zijn uitgelokt door een bepaald micro-organisme. Dat is een heel complexe en tijdrovende methode die recent is ontwikkeld. Maar omdat T-celreceptoren niet specifiek zijn voor één enkel epitoop, ontdek je zo niet wat ze heeft uitgelokt. Een voordeel van deze methode is wel dat T-cel epitopen heel geschikt zijn voor analyses met algoritmes in eiwitdatabases. Er wordt nu een poging ondernomen deze methode bij ME toe te passen: aanvankelijk was het resultaat bemoedigend, maar bij nader onderzoek werd het verworpen.

Een andere manier om toegang te krijgen tot de informatie uit de adaptieve immuunrespons is het onderzoeken van het repertoire aan antilichamen. Het gebruik van een verzameling van duizenden willekeurige peptides is voorgesteld als een efficiënte manier om de B-celrespons op kanker, infecties en immunisatie te bestuderen. Dezelfde methode is toegepast op ME-patiënten en kan de immuunsignatuur identificeren die onderscheid kan maken tussen patiënten en controles.

Maar hoe zit het met de antigenen die zo’n antilichaamprofiel uitlokken? Er is een reeks peptides waar onze antilichamen op reageren en een mogelijke oplossing om de gegevens te verklaren is het gebruiken van deze peptides als zoekreeks met een algoritme in verschillende databases voor het vergelijken van eiwitten van alle bekende micro-organismes waarvan we weten dat ze mensen kunnen infecteren. Dit is gedaan bij ME en de analyse leidde tot verschillende matches met eiwitten van bacteriën, virussen, endogene retrovirussen (meestal inactieve virale delen van het genoom die zeer veel op retrovirussen lijken en afgeleid zijn van deze virussen – ME Centraal), en zelfs menselijke eiwitten. Met deze en de eerder genoemde methode kan ook auto-immuniteit ontdekt worden.

Maar er zijn verschillende problemen met deze benadering. Ten eerste is het aantal willekeurig gekozen peptides in deze reeksen niet representatief voor de variatie aan mogelijke epitopen van dezelfde lengte in de natuur. Dat betekent dat veel mogelijke epitopen waar je antilichamen tegen hebt er niet bij zijn. Een andere belangrijke beperking is dat de epitopen van B-cellen samengesteld zijn door het vouwen van de eiwitten waar ze bij horen. Het gevolg daarvan is dat een subgroep van willekeurige peptides waarop je serum reageert eigenlijk epitopen zijn die samengestelde epitopen nadoen. En dit leidt tot misleidende resultaten.

MEC-mini coronavirus

  1. De analyse van Paolo Maccalini zelf

 Paolo Maccallini deed 2 jaar geleden mee aan een onderzoek waarbij zijn serum werd verdund en aangebracht op een selectie van 150.000 peptides met een lengte van 16 willekeurige aminozuren. Doel was het zoeken naar virale epitopen die zijn immuunrespons uitlokten. Om de beperkingen hierboven genoemd te omzeilen, besloot hij in de database van virale eiwitten naar exacte matches met een lengte van 7 aminozuren te zoeken. Waarom die keuze?

Een overzicht van een aantal gevalideerde B-cel epitopen wees uit dat de gemiddelde B-celepitoop 5 aminozuren heeft en volgens een ander vergelijkbaar artikel heeft een gemiddeld epitoop binnen een samengesteld epitoop een lengte van 4 à 7 aminozuren. Om de matches eruit te filteren en het aantal toevalstreffers te verminderen, koos Paolo voor de bovengrens van de lengte: 7. En hij besloot alleen naar perfecte matches te kijken. Zijn eerder onderzoek in 2018 had al vaak 100% overeenstemming opgeleverd.

 

  1. Resultaat en discussie

 Hij vond geen menselijk virus. Wel een paar bacteriofagen, waarvan drie gastheerbacteriën hebben die bekend zijn als menselijke ziekteverwekkers. Bacteriofagen zijn virussen die het stofwisselingsmechanisme van eencellige organismes gebruiken om zich te vermenigvuldigen. Het is bekend dat bacteriofagen bij mensen bepaalde antilichamen kunnen uitlokken: er zijn antistofmoleculen tegen van nature voorkomende bacteriofagen ontdekt en ook specifieke antilichamen tegen voor medische doeleinden geïnjecteerde fagen. Je zou kunnen verwachten dat als iemand is geïnfecteerd door een bacterie, hij antilichamen ontwikkelt niet alleen tegen de bacterie zelf, maar ook tegen de fagen van de bacterie.

Als dat zo is, dan kan uit de onderzoeksgegevens van Paolo zelf afgeleid worden, en dat hij mogelijk heeft blootgestaan aan de volgende bacteriële ziekteverwekkers: Stenotrophomonas maltophilia, Serratia marcescens (hoort bij de γ-Proteobacteriën) en Mycobacterium smegmatis  ( die hoort bij de Actinobacteriën).

Serratia marcescens werd eerder geïdentificeerd als een van de mogelijke bacteriële triggers voor de immuunsignatuur van 21 ME-patiënten, in een onderzoek dat een serie van 125.000 willekeurige peptides gebruikte. Deze bacterie is verantwoordelijk voor zeldzame ziekenhuisinfecties van de luchtwegen, de urinewegen, operatiewonden en weke delen. Bij kinderen kan het hersenvliesontsteking veroorzaken.

 

  1. De volgende stap

De volgende stap zal een zelfde BLAST/algoritme onderzoek zijn naar bacteriële eiwitten om onder andere te kijken of Paolo matches kan vinden met de zes bacteriën die bij het eerdere onderzoek werden gevonden. Verder wil hij nog zoeken naar meercellige micro-organismes en menselijke eiwitten (met het oog op auto-antilichamen).

Bron: website Paolo Maccalini
foto: virus, Pixabay
vertaling en bewerking: ME Centraal
zie ook de ingekorte weergave op fb

 

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s