In deze #OMFScienceWednesday zijn we blij om jullie voor te stellen aan een kernlid van het door de OMF-gefinancierde ME / CFS Collaborative Research Center-team aan het Stanford Genome Technology Center (SGTC): Mohsen Nemat-Gorgani, PhD. Dr. Nemat-Gorgani leidt een team om de rode bloedcellen (RBCs) in ME/CVS patiënten te onderzoeken. Mohsen deelde zijn verhaal met de Open Medicine Foundation.
“Ik ben geboren en getogen in Iran en deed mijn bachelor en universitaire studies in Groot-Brittannië. In 1974 behaalde ik een doctoraat in de biochemie aan de Universiteit van Warwick en na een jaar postdoctorale studie bij Vanderbilt keerde ik terug naar Iran. In oktober 2003 bezocht ik het Stanford Genome Technology Center als professor aan de Universiteit van Teheran en ik bleef er werken als onderzoeksmedewerker tot aan het einde van mijn sabbatsverlof. Gedurende mijn periode in het Centrum nam ik deel aan verschillende technologische ontwikkelingsprojecten en ongeveer twee jaar geleden begon ik, na een korte afwezigheid van het centrum, aan ME/CVS te werken.
Toen ik deelnam aan het ME/CVS-project en tijdens de eerste maanden dat ik in het centrum was, leerde ik, voornamelijk door met Ron David, Laurel Crosby en een aantal patiënten te praten, dat ontoereikende bloedtoevoer naar weefsels de oorzaak zou kunnen zijn van enkele van de symptomen die zijn gemeld bij ME/CVS. Ook werd me bekend dat rode bloedcellen (RBCs) en hun mechanische eigenschappen voor een groot deel het rheologische (vervormings- en stromings)gedrag van bloed in normale en ziektetoestanden kunnen bepalen.
Interessant genoeg was ik een paar jaar voordat ik aan ME/CVS werkte in het Centrum enigszins betrokken bij een onderzoek naar de mechanische eigenschappen van borstkankercellen. Dit werd uitgevoerd door Shane Crippen – een onder leiding van Ron Davis afgestudeerde student, Roger Jowe en Stefanie Jeffrey (respectievelijk van de afdeling electrotechniek en geneeskunde van Stanford). In de loop van de daaropvolgende discussies (in juni 2016) met Ron en Roger werd besloten dat we de mechanische eigenschappen van de rode bloedcellen gerelateerd aan ME/CVS zouden gaan bekijken en we begonnen verschillende technische benaderingen te verkennen om dit doel te bereiken.
In januari 2017 ontmoette ik tijdens een bezoek aan SJSU Anand Ramasubramanian die kort ervoor een facultatieve functie bij het Chemical & Materials Engineering Department had aangenomen. Anand had eerder gekeken naar de vervormbaarheid van monocyten met behulp van een microvloeistof-plateau en tijdens onze besprekingen werd het duidelijk dat een samenwerking met zijn team (waaronder Amit Saha, die als onderdeel van zijn doctoraalscriptie met Anand had gewerkt aan de vervormbaarheid van monocyten, en andere afgestudeerde studenten) een effectieve manier zou zijn om vooruit te geraken. Enkele maanden later werden de onderzoeken opgestart en met de uitstekende technische ondersteuning van Julie Wilhemy en Layla Cervantes werden monsters van een groot aantal (meer dan 30) ME/CVS-patienten en gezonde controles verzameld bij de SGTC en later geanalyseerd bij SJSU.
Van de vervormbaarheid van rode bloedcellen wordt gedacht dat die een belangrijke rol speelt in hun hoofdfunctie: het transport van zuurstof en koolstofdioxide via de bloedsomloop. Ze zijn zeer elastisch waardoor ze gemakkelijk kunnen stromen. Deze uitzonderlijke eigenschap komt door de samenstelling van het membraan en de interactie tussen het membraan en het cytoskelet. Een gezonde rode bloedcel heeft een diameter van ongeveer 8.0 µm en moet grote vervormingen ondergaan om door capillairen te kunnen met een diameter van ongeveer 2-3 µm. Er is aangetoond dat een lichte afname van de vervormbaarheid een significante toename in microvasculaire stromingsweerstand veroorzaakt met belgangrijke fysiologische implicaties.
De vervormbaarheid van rode bloedcellen is aantoonbaar verminderd in verschillende pathologiën waaronder ontstekingsziektes zoals sepsis. Recente studies hebben duidelijk aangetoond dat ontsteking bij ME/CVS een rol speelt. Bovendien zijn rode bloedcellen zeer gevoelig voor oxidatieve stress als gevolg van het hoge gehalte aan meervoudig onverzadigde vetzuren in het celmembraan, een proces dat de vervormbaarheid kan belemmeren, en sommige onderzoeken hebben oxidatieve schade door rode bloedcellen bij ME/CVS aangetoond.
Met behulp van het microfluïdumplateau werden de mechanische eigenschappen van rode bloedcellen bij ME/CVS en gezonde controlemonsters vergeleken door middel van de bepaling van de tijd die nodig was om de kanalen in te gaan alsmede de doorstroomsnelheid en rekcapaciteit. Onze voorlopige resultaten met behulp van dit plateau suggereren duidelijke verschillen in de vervormbaarheid van rode bloedcellen van bloedmonsters bij ME/CVS en bij gezonde controles. Onlangs is een manuscript ingediend voor publicatie waarin deze waarnemingen worden beschreven.
Lopende onderzoeken omvatten biochemische analyses, bepaling van de soepelheid van membranen, lipidomische analyse, atoomkrachtmicroscopie (AMF), elektronenmicroscopie door scannen, Zeta-potentieel en simulatiestudies.
In de afgelopen maanden zijn we samenwerkingen aangegaan met andere groepen waaronder:
- Andrey Malkovskiy, PhD, Stanford School of Medicine, en de Stanford Nano Shared Facilities (AFM studies).
- Vinny Chandran Suja, afgestudeerd student, Chemical Engineering, Stanford (Zeta-potentieel studies)
- Eric Shaqfeh, PhD, professor, en Amir Saadat, postdoctoraal student, Chemical Engineering, Stanford (simulatiestudies).
De Zeta-potentieel en daaraan gerelateerde onderzoeken worden naar verwachting in samenwerking met Gerald Fuller’s groep (professor, Chemical Engineering, Stanford) verricht.
Financiële steun voor al deze projecten werd geleverd door de Open Medicine Foundation. Gehoopt wordt dat verschillen in mechanische eigenschappen van rode bloedcellen als labelvrije biomarker zullen kunnen dienen bij ME/CVS-diagnoses. We hopen dat de genoemde samenwerking zal helpen om een diagnostische test voor ME/CVS te ontwikkelen.
Het is een groot genoegen en voorrecht om deel te mogen uitmaken van Ron’s team en om te proberen samen bij te dragen aan een oplossing van het mysterie van ME/CVS.
Bedankt, Mohsen dat je ons een inkijk gaf in de potentiele effecten van veranderingen van rode bloedcellen en voor het leiden van een team. We hebben grote waardering voor je werk met Dr. Davis.
Lees dit stuk op onze website: http://bit.ly/2BeLnow
De OMF bedankt Team Dutch US voor de vertaling.
