Bit

“e in un lampo sono cifre          i miei pensieri, uno e zero       la solitudine e il nulla            bit, il canto di una cincia       fra olmi e faggi di nessuno       nel bosco che valica gli eoni”

In figura il tipo di approccio che si usa oggi per provare a comprendere cosa accade in pazienti con ME/CFS.

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Solo la scansione del genoma genera 3 milardi di coppie di caratteri (combinazioni dei caratteri A, T, C, G). Se supponiamo che si usino 2 bit per registrare le 4 lettere (2 bit permettono di registrare giusto 4 elementi diversi) allora abbiamo 3 Gigabyte di dati per ogni paziente, solo per la parte genetica.

Ma la scansione del genoma è solo una piccola parte dell’approccio investigativo usato da quelli di Stanford.

E nella mente mi tornano le parole di una dr.ssa di malattie rare ad Udine che sfogliando la mia ponderosa cartella di esami, sospirava sconsolata, e rimproverandomi disse che non dovevo fare tante analisi. Senza però poi sapermi fornire soluzioni per un problema che ho urgenza di risolvere.

Quello che si può auspicare è che la gestione delle malattie rare sia col tempo trasformata da un campo medico a un campo prevalentemente informatico-matematico, e in qualche modo automatizzato. Dovrebbero essere i computer a identificare le malattie rare, anche perché nessun essere umano può gestire nella sua mente miliardi di bit, per quanto talentuoso sia.

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Severely ill big data study, a first glance

Severely ill big data study, a first glance

A first glance at the results of the “severely ill big data study” that was launched two years ago and that have been presented during the Community Symposium, held in August at Stanford (pics and contents are from this video and this other one).

There is an alteration in cortisol production, with a low level early in the morning and an higher than normal level as time passes by (figure 1).

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Figure 1. There is a distruption in cortisol secretion in patients vs controls, with low cortisol early in the morning and a slight increase later on.

There is an increase in leptine and a decrease in brain-derived neurotrophic factor (BDNF) (figure 2), an increase in lysine and a decrease in indolepropionate (which is involved in tryptophan metabolism) (figure 3).

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Figure 2. Leptin is increased while BDNF is decreased.
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Figure 3. Indolepropionate is significantly reduced while lysine is increased in patients vs controls.

In microbiota we see an increase in Firmicutes at the expense of Bacterioides, with a huge increase in Verrucomicrobia in two patients (figure 4).

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Figure 4. There is an increase in Firmicutes and a decrease in Bacteriodes in patients vs healthy controls.

If we consider gene expression in ME/CFS and compare it with what we have in other diseases, we find a strong similarity with systemic inflammatory response syndrome, and with diseases caused by parasites, gram negative bacteria, trypanosoma, lentivirus. Enchondromatosis was another disease with similar gene expression (figure 5).

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Figure 5. Gene expression of ME/CFS compared to other diseases.
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Figure 6. Cell free DNA is normal in all ME/CFS patients enrolled in this study with the exception of two of them.

Cell free DNA, which is often high in diseases with tissue damage, is normal in patients (figure 6). DNA from several viruses has not been found in blood (figure 7).

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Figure 7. Several common viruses have been searched for in blood, wuth negative results.

Cytokines are high in patients vs control, and the worse the clinical picture the higher they are (figure 8).

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Figure 8. In this set of 63 cytokines, the worse the symptoms, the higher the cytokines in blood.

CMRC conference 2017, altri interventi

CMRC conference 2017, altri interventi

Spettroscopia di Raman

In questo intervento di Karl Morten (Oxford University) viene discussa la applicazione della spettroscopia di Raman nella ME. In questa tecnica si esamina il cambiamento nella frequenza della emissione luminosa che attraversa delle molecole e si risale alla natura delle molecole stesse. In particolare, qui si discute l’applicazione di questo metodo allo studio dei metaboliti contenuti nei leucociti dei pazienti ME vs controlli sani. In figura 1 il contenuto di fenilalanina nei leucociti di 5 controlli sani (a sinistra) e in quelli di 5 pazienti (a destra). Si vede una tendenza a una riduzione nel livello di fenilalanina nei pazienti.

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Figura 1. Contenuto di fenilalanina nei leucociti di 3 controlli sani (a sinistra) e di 5 pazienti (a destra).

Ricordo che nello studio di Fluge e Mella sui metaboliti nel sangue periferico (spettroscopia di massa), la fenilalanina era fra i metaboliti ridotti nei pazienti di sesso femminile (vedi qui). Quindi si avrebbe un accordo fra ciò che è stato rilevato nel sangue e ciò che si trova dentro le cellule.

Ipoperfusione cerebrale in ortostatismo

Frans Visser ha presentato uno studio del flusso sanguigno cerebrale nei pazienti ME/CFS durante il tilt table test. L’apparato sperimentale è abbastanza semplice: il flusso sanguigno cerebrale è assunto proporzionale alla portata della arteria carotidea interna e della arteria vertebrale (collo); le portate si misurano con un ecografo (figura 2).

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Figura 2. Misura del flusso sanguigno cerebrale durante il tilt table test (TTT).

Durante l’ortostatismo si ha una fisiologica riduzione del flusso sanguigno cerebrale così misurato, ma nei pazienti la riduzione è significativamente più consistente (figura 3).

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Figura 3. Il flusso sanguigno cerebrale è ridotto nei pazienti vs i controlli durante il TTT.

Un aspetto innovativo di questo studio è che ci si è premurati di fare la stessa misura anche mettendo i pazienti seduti per mezzora. Anche in questo caso la riduzione del flusso sanguigno cerebrale è più consistente nei pazienti vs i controlli (figura 4).

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Figura 4. Il flusso sanguigno cerebrale è ridotto nei pazienti vs i controlli sani anche considerando la posizione da seduti.

 

Sembra una banalità, ma in tutti gli studi sulla intolleranza ortostatica che ho letto finora si usa il tilt table test, o lo standing test e quindi la posizione seduta non è contemplata. Un anno fa ebbi la curiosità di confrontare i miei parametri cardiaci dello standing test con quelli da seduto e ho trovato che mentre nello standing test si apprezza una classica POTS, nella posizione seduta (sitting test?) si rileva una ipotensione ortostatica (se si usano i parametri diagnostici classici della ipotensione ortostatica) dopo 20-30 minuti. Non so se questo risultato sia estendibile ad altri pazienti.

Tornando alla presentazione di Visser, la conclusione è che tanto in ortostatismo che da seduti, il 71% pazienti ha una anomala riduzione del flusso sanguigno cerebrale, se confrontati con i controlli sani (figura 5). E questo potrebbe giustificare il fatto che molti pazienti semplicemente non tollerano né la posizione seduta, né l’ortostatismo e sono costretti per la maggior parte del tempo in clinostatismo. Il sangue che arriva al cervello è inadeguato e questo letteralmente li costringe a stendersi.

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Figura 5. Il 71% dei pazienti presenta un ridotto flusso cerebrale in ortostatismo, rispetto ai controlli sani.

Una cosa interessante di questo studio è che i pazienti ME non erano stati selezionati in base alla presenza di classica intolleranza ortostatica (POTS o ipot. ortos.). Quindi la riduzione del flusso sanguigno cerebrale nella ME potrebbe essere indipendente dalla positività al tilt table test.

Montoya alla CMRC conference 2017

Montoya alla CMRC conference 2017

Quello che segue è un resoconto dell’intervento di Josè Montoya durante la CMRC conference 2017, tenutasi a settembre. Il video dell’intervento si trova qui.

Montoya presenta un caso di ME associato a positività a HHV6-A (PCR) nel sangue periferico e nel liquido spinale, e a una lesione nella materia bianca nella fase iniziale della malattia, che poi è regredita. Il paziente ha risposto a una terapia di valgancyclovir e idrossiclorochina (usata come anti infiammatorio) (figura 1).

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Figura 1. Un caso di ME/CFS associata con HHV6 e con risposta a valganciclovir.

Montoya non crede che la “Lyme cronica” sia causata da una infezione cronica da Borrelia burgdorferi.

In seguito ricorda lo studio di brain imaging del 2015 in cui si era riscontrato un ispessimento della parte anteriore del fascicolo arcuato e del fascicolo inferiore longitudinale destro (figura 2). Montoya osserva che il fascicolo arcuato anteriore non è presente negli altri primati e quindi deve giocare qualche ruolo nelle funzioni cognitive superiori della nostra specie. In effetti le due strutture citate collegano l’area temporo-parietale della corteccia con la corteccia frontale, ovvero quelle strutture anatomiche dove risiede – direi – ciò che siamo, il tessuto che ci rende umani. Contestualmente si ha una perdita di volume della materia bianca.

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Figura 2. Evidenziate le strutture anatomiche in cui si è riscontrata una differenza morfologica nei pazienti vs i controlli.

Montoya confronta il loro studio del 2015 con quello giapponese sulla attivazione della microglia (studio PET del 2014) in cui la maggiore area di infiammazione era la parte sinistra della base del cervello. Perché l’infiammazione dovrebbe essere a sinistra e la anomalia anatomica invece si trova a destra? Montoya sostiene – citando uno studio sulla epilessia – che l’ispessimento dei fascicoli a destra sia una compensazione della infiammazione a sinistra.

Del recente studio sulle citochine, Montoya evidenzia la proporzionalità diretta tra il livello di 17 citochine (tra cui 13 pro-infiammatorie) e il grado di severità dei pazienti. Queste citochine sono associate tanto alla immunità innata che a quella adattiva. Montoya riporta l’elevazione del TGF beta, già riscontrata in alcuni studi precedenti. Il TGF beta è elevato nel linfoma, e sappiamo che la ME è un fattore di rischio per il Linfoma non-Hodgkin, dunque Montoya si chiede se ci sia un legame fra questi dati. Montoya sorvola sul fatto che altri studi non abbiano riscontrato un aumento del TGF beta e che lo studio di Hornig M. del 2015 ha addirittura trovato che il TGF beta è ridotto nei pazienti di lunga durata. Il TGF beta è elevato anche nella sindrome di Ehlers-Danlos, che sembra avere in alcuni casi una presentazione simile alla CFS, e – aggiungo io – nella sindrome di Marfan, che è una malattia affine alla Ehlers-Danlos. Montoya descrive come il suo gruppo abbia trovato un difetto (unspecific binding) del test per le citochine, e come sia stato considerato nella elaborazione statistica dei dati.

Così la ME si profilerebbe come una malattia infiammatoria, e a prescindere da cosa la causi, dovrebbe essere possibile trattarla, come in effetti si fa con l’artrite reumatoide o la sclerosi multipla. Per questo confida nel fatto che si possano iniziare trial con farmaci anti-infiammatori nella ME.

Hanno trovato profili HLA più comuni nei malati che nei controlli sani. E tra i malati, alcuni profili HLA sembrano più comuni nelle persone con gravità maggiore. Dati non pubblicati.

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Figura 3. I sintomi che permettono a Montoya di scegliere i pazienti ME/CFS candidati per una terapia antivirale.

Cosa fa Montoya quando un paziente arriva al suo ambulatorio? Misura sierologia e PCR per virus erpetici, fa una ricerca per Coxiella burnetii (febbre Q), Borrelia burgdorferi (malattia di Lyme), Babesia, epatiti e HIV. Funzione delle NK (figura 3). I pazienti positivi per Coxiella burnetii vengono trattati da Montoya con doxiciclina e idrossiclorochina e hanno miglioramenti sostanziali. Qui ci tengo ad osservare che la Coxiella burnetii – da quanto ho potuto verificare con altri pazienti negli ultimi 3 anni – è poco considerata in Italia e non viene cercata nei malati, sebbene sia presente nelle zecche italiane. C. burnetii può essere trasmessa anche dal consumo di latte non pastorizzato (per ulteriori informazioni leggi questo post).

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Figura 4. Alcuni pazienti con sintomi CFS presentano una perdita di liquido spinale che può essere trattata con sollievo dei sintomi.

Alcuni pazienti hanno perdite di liquido spinale (figura 4), quindi non hanno la CFS, ma hanno sintomi analoghi. Questi pazienti hanno mal di testa che peggiora quando sono in ortostatismo e intolleranza ortostatica. Possono essere trattati con un intervento chirurgico (blood patch). La diagnosi viene fatta con il CT myelogram (una mielgramma tomografico computerizzato?). Questi pazienti hanno spesso un fenotipo riconducibile alla Ehlers-Danlos di tipo ipermobile.

Il trattamento si avvale anche di antivirali (figura 5), immunomodulanti, anti-infiammatori, supplementi di vario tipo e una gestione oculata delle energie, per prevenire la PEM. Il trattamento antivirale è mirato soprattutto ai virus erpetici, e Montoya cita i sui studi sul valgancyclovir. Si tratta di trattamenti molto lunghi. Trattamenti brevi non fuzionano.

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Figura 5. Gli antivirali usati da Montoya in quei pazienti ME/CFS in cui sospetta che la malattia sia sottesa da un processo infettivo di natura virale.

Montoya parla anche di HHV6 integrato nei cromosomi, che risponde bene agli antivirali, e di herpes genitale e presenta un caso di una donna con HHV2 con manifestazione cutanea su una natica (insolita). Pazienti con ME e evidenza di attività di HHV2, se trattati per 2-5 anni, tendono a guarire. Se si trova evidenza della attività di un qualunque virus erpetico (da HHV1 a HHV8) o anche il virus della varicella zoster, Montoya suggerisce un trattamento anti-virale. I trattamenti antivirali proposti per i virus erpetici sono: PO acyclovir, PO famciclovir, PO valacyclovir, PO valgancyclovir. Non vengono usati IV foscarnet e IV cidofavir per via della tossicità. (PO: per os, cioè per bocca dal latino os, oris; IV: per via endovenosa). Il trattamento anti-infiammatorio di scelta è la idrossiclorochina (Plaquenil). Montoya è ancora restio ad usare farmaci immunomodulanti più impegnativi, come il Rituximab, a meno che non lo si faccia nell’ambito di trial clinici ben progettati.

Montoya ritiene che la scoperta della causa eziologica della ME porterà a un cambiamento per tutte le malattie infiammatorie e autoimmuni. Da quello che posso capire su questo punto, integrando anche con la recente intervista a Montoya fatta da Charles Ortleb, Montoya ritiene che alla base della ME e di altre malattie ‘simili’, come artrite reumatoide, lupus e sclerosi multipla, ci sia un processo infettivo (o pseudo-infettivo, vedi oltre). Questo non toglie che il trattamento possa legittimamente essere un farmaco immunosoppressivo o anti-infiammatorio, perché ad oggi non abbiamo di meglio. Questa idea di Montoya secondo me viene in parte dal fatto che lui sia infettivologo (e dunque ha un bias infettivologico, come si dice) e anche perché è obiettivamente difficile pensare che il sistema immunitario concerti una risposta infiammatoria ”a vuoto”. Ma questo punto è controverso, ed è tuttavia un nodo centrale, secondo me, nella moderna reumatologia e immunologia.

Ciò che sostiene la malattia – conclude Montoya – potrebbe essere la riattivazione di una infezione latente intracellulare (ad esempio un virus erpetico), oppure un agente non-patogeno, di cui non dice nulla, ma attingendo ancora una volta alla intervista di Charles Ortleb, credo si riferisca a un retrovirus endogeno, cioè parte del nostro DNA da migliaia di generazioni. Dunque un non-patogeno, appunto.

Una nota personale. Confrontando l’esposizione di un medico come Montoya e di scienziati provenienti da altre discipline, sul medesimo argomento, trovo che Montoya si affida forse troppo a credenze non provate e a casi aneddotici, come se volesse raccontare una storia di cui conosce già il finale. Mi trovo a disagio oggi davanti a questo tipo di atteggiamento, mentre in passato forse lo trovavo confortante. I pazienti non hanno bisogno di essere confortati, non quanto hanno bisogno della verità. E in questo senso Montoya desta qualche sospetto, se paragonato ai biochimici, gli informatici e alle altre professionalità intervenute ad esempio nel simposio di Stanford.

Il senso del valore

Il senso del valore

Una difficoltà enorme per me in tutta questa vicenda è stato riconoscere che avessi ancora valore, nonostante la mutilazione mentale, nonostante non potessi fare più nulla di quello che facevo prima, non fossi più come gli “altri”.

Non potendo più leggere, produrre e pensare per tanti, tanti anni, fin dall’inizio dei miei vent’anni, ho perso ogni amor proprio, considerandomi l’ultimo tra gli ultimi.

Ma lottare per così tanto tempo per tornare indietro, per recuperare la propria umanità, parte delle funzioni, per scoprire la verità, in un duello palesemente impari; già questo da solo è una prova di umanità e di valore. Ho perso migliaia di volte e ogni volta ho ricominciato da capo. In completa solitudine.

Non avrei problemi nel riconoscere questo valore negli altri, li ho tuttavia sempre avuti nel riconoscerlo in me stesso.

Mercoledì della scienza 5

Mercoledì della scienza 5

Tradotto da Valentina Viganò. Documento originale qui.

Questo #OMFScienceWednesday, c’interessiamo di espressioni genetiche nella ME/CFS, misurando l’RNA in campioni di pazienti.

I geni, composti da DNA – si esprimono in RNA per compiere le loro funzioni cellulari, spesso traducendosi in proteine. La quantità di RNA espressa da ogni gene è regolata dalle nostre cellule in base alle informazioni fornite dal DNA, fattori di stress come le malattie, e il tipo di cellula in questione (ad es. cellule cerebrali o muscolari). Misurando la quantità di RNA espressa in cellule ematiche, ad esempio, si possono scorgere delle differenze tra le funzioni biologiche di pazienti con la ME/CFS e quelle delle persone sane.

Questo ci aiuta a capire quali delle funzioni potrebbero avere dei problemi e quali potrebbero essere attivate per gestire la malattia, oltre a quali malattie hanno regolamenti genetici simili, o come i pazienti stanno rispondendo a terapie diverse. Ad esempio, alcuni studi hanno dimostrato che i profili di espressione genetica della ME/CFS sono simili ad altre malattie infiammatorie o infettive.

Per maggiori informazioni sull’espressione genetica e le malattie consultate:

http://learn.genetics.utah.edu/content/science/expression/

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ImMobilità

Non bisogna mai dare per scontato che il medico, ma anche un amico o un parente, capisca il tipo di compromissione che una condizione come la ME/CFS o patologie affini possono comportare.

Mi è stato consigliato di prendere una automobile per risolvere il mio problema di mobilità. E ho dovuto spiegare quello che immaginavo fosse ovvio, ovvero che guidare una macchina è una attività molto al di sopra delle mie capacità. Non solo perché si deve stare seduti (e questo mi è possibile solo per un tempo limitato e solo in alcuni periodi), ma perché richiede riflessi e attenzione che ho perduto più di tre lustri fa.

Se fossi in grado di guidare una macchina con regolarità sufficiente da poterla usare come mezzo di trasporto, probabilmente mi riterrei guarito.

Ora questo episodio è importante perché dimostra quanto invisibili e incomprensibili siano queste malattie per chi non ne soffre. E allora i pazienti devono avere la pazienza di spiegare, raccontare, non per suscitare pietà, ma perché questo è un problema sconosciuto di enorme portata che deve essere riconosciuto come tale, in attesa di una soluzione.