Czy sygnatury elektryczne mogą pomóc w diagnozie zespołu przewlekłego zmęczenia?

Zespół przewlekłego zmęczenia (CFS) to złożone i przewlekłe schorzenie, które objawia się skrajnym zmęczeniem, nieustępującym po odpoczynku i nasilającym się po aktywności fizycznej. Zmęczenie to jest na tyle poważne, że może znacząco ograniczać zdolność do wykonywania codziennych czynności, takich jak gotowanie, kąpiel czy ubieranie się. Dodatkowe objawy obejmują bóle mięśni i stawów, problemy z pamięcią, bóle głowy, trudności ze snem oraz nadwrażliwość na światło i dźwięk.

Nieznana jest przyczyna CFS, a obecnie nie istnieje również skuteczne leczenie. Według Centers for Disease Control and Prevention choroba ta dotyka szacunkowo 3,3 miliona osób w Stanach Zjednoczonych.

Nie ma także dostępnych specyficznych testów diagnostycznych.

„To tajemnicza choroba” – mówi Xuanhong Cheng, profesor bioinżynierii oraz nauki i inżynierii materiałowej na Lehigh University, w P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science. „Nie istnieją żadne jednoznaczne wskaźniki biologiczne, które mogłyby być wykorzystywane w diagnozowaniu zespołu przewlekłego zmęczenia. Dlatego lekarze muszą diagnozować chorobę, eliminując inne możliwe schorzenia i objawy.”

Cheng jest członkiem międzynarodowego zespołu badawczego, który niedawno otrzymał grant z National Institutes of Health na badanie zmian molekularnych i komórkowych w tkance mięśniowej. Wyniki te mogą potencjalnie prowadzić do opracowania lepszych narzędzi diagnostycznych i terapeutycznych zarówno dla CFS, jak i pokrewnych schorzeń, takich jak długi COVID.

„Objawy CFS są bardzo podobne do tych występujących przy długim COVID” – mówi Cheng. „Jednak jednym z najbardziej spójnych objawów obu tych chorób jest ból mięśni. Nasza współpracowniczka, dr Tiziana Pietrangelo z Università degli Studi ‘G. d’Annunzio’ Chieti – Pescara we Włoszech, od ponad dekady bada CFS i odkryła, że osoby cierpiące na tę chorobę mają również podwyższony stres oksydacyjny w tkance mięśniowej, co przyczynia się do łatwego przemęczenia mięśni.”

Zespół badawczy przyjmuje multidyscyplinarne podejście, aby ustalić, czy istnieją biologiczne wskaźniki w mięśniach, które mogłyby być wykorzystane w diagnostyce – a potencjalnie także w leczeniu – tych schorzeń.

Dr Pietrangelo zajmie się badaniem fizjologii tkanki mięśni szkieletowych oraz komórek macierzystych mięśni, a także rolą, jaką stres oksydacyjny odgrywa w ich funkcjonowaniu. Profesor Stefano Cagnin z Uniwersytetu Padewskiego we Włoszech przeanalizuje ekspresję genów w włóknach mięśniowych i komórkach macierzystych mięśni, porównując wyniki zdrowych populacji z wynikami osób cierpiących na CFS, aby zidentyfikować zmiany molekularne związane z chorobą.

Cheng zbada sygnatury elektryczne komórek macierzystych mięśni szkieletowych. Korzystając z opracowanej przez siebie technologii zwanej szerokopasmowym czujnikiem elektrycznym, przeanalizuje cechy na poziomie komórkowym, które mogą wskazywać, czy komórka jest zdrowa, czy chora.

„Spróbujemy ustalić, czy te sygnatury są wystarczająco specyficzne, aby umożliwić diagnozę choroby” – mówi.

Pomiary elektryczne mogą stać się wartościowym narzędziem diagnostycznym, ponieważ są prostsze i tańsze niż analizy molekularne. Jednak badacze muszą najpierw ustalić, w jaki sposób zmiany elektryczne korelują z molekularnymi nieprawidłowościami, które zostaną ujawnione w pracach innych członków zespołu.

To podejście jest nowatorskie pod wieloma względami.

„W przypadku CFS badacze skupiali się na różnych tkankach, narządach i mechanizmach, ale nasz zespół jako jeden z pierwszych bada zmiany specyficznie w komórkach macierzystych mięśni szkieletowych” – mówi Cheng. „Stosujemy też multidyscyplinarne podejście, aby analizować te zmiany na poziomie molekularnym, subkomórkowym i komórkowym.”

Integrując dane, zespół ma nadzieję na opracowanie bardziej kompleksowego obrazu wpływu CFS na mięśnie i określenie, czy zmiany te mogą być wykorzystane jako markery diagnostyczne lub cele terapeutyczne.

Długoterminowym celem, jak mówi Cheng, jest opracowanie nieinwazyjnych narzędzi diagnostycznych.

„Na przykład zastosowanie elektrody o określonej częstotliwości może pozwolić na zidentyfikowanie anormalnego sygnału wskazującego na patologię w mięśniach” – mówi. „To mogłoby być wykorzystane jako wskaźnik diagnostyczny dla CFS.”

Dodatkowo, identyfikując molekularne zmiany przyczyniające się do choroby, zespół ma nadzieję ostatecznie zbadać strategie terapeutyczne, które mogłyby na przykład złagodzić stres oksydacyjny i poprawić objawy pacjentów.

Choć takie osiągnięcia są jeszcze odległe, każdy postęp będzie mile widzianą wiadomością dla milionów osób cierpiących na chorobę, która od dawna jest źle rozumiana – i często ignorowana.

„Ponieważ CFS było tak słabo poznane, osoby cierpiące na tę chorobę często nazywano leniwymi lub twierdzono, że ich objawy są wymyślone” – mówi Cheng. „Niestety, długi COVID sprawił, że ludzie zaczęli zdawać sobie sprawę, że te objawy są bardzo realne i mogą pojawić się po infekcji wirusowej. Cieszymy się, że to podejście się zmienia i mamy nadzieję pomóc tym osobom w odzyskaniu zdrowia.”

Źródło: P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science, Lehigh University, fot. Courtesy of Lehigh University