| DB source | nl |
|---|
| Institution | KU Leuven |
|---|
| Code | 98de348c-f75e-4367-8252-835af96a684a |
|---|
| Unité(s) | Omgeving en Gezondheid
|
|---|
| Début | 6/8/2017 |
|---|
| Fin | 11/19/2020 |
|---|
| Titre fr |
|
|---|
| Titre nl | Pijn en Biologie: een onderzoek naar de rol van epigenetica bij patiënten met chronische pijn
|
|---|
| Titre en | When environment meets genetics: the role of epigenetics in patients with chronic fatigue syndrome and fibromyalgia
|
|---|
| Description fr |
|
|---|
| Description nl | Chronische pijn is een verzwakende voorwaarde voor het individu en een grote last voor gezondheidsverenigingen over de hele wereld. Chronische pijn kost meer dan 600 miljard dollar per jaar in de VS, meer dan kanker, diabetes en hartziekten; en is verantwoordelijk voor meer dan 20% van de uitgaven voor gezondheidszorg in Europa.Deze gegevens wijzen sterk op de noodzaak van een effectieve aanpak, die het begrip en het beheer van chronische pijn zou verbeteren. Het is nu goed bekend dat pijn niet geassocieerd wordt met nociceptie noch het is een goede indicator van de toestand van het lichaamweefsel. Cognitieve, psychologische en maatschappelijke aspecten kunnen allemaal pijn beïnvloeden.De noodzaak van een uitgebreider model - dat alle genoemde kenmerken omvatte - leidde tot het concept van Central Sensitization (CS). CS is een vorm van maladaptieve neuroplasticiteit en vertegenwoordigt een functionele toestand waarin het centrale zenuwstelsel (CNS) overactief en hyperreacties op stimuli is. 8 CS is uitgebreid verkend en voorgesteld als onderliggende mechanisme van de meeste chronische pijnstoestanden. CS lijkt in staat om de meeste symptomen die vaak worden gerapporteerd bij mensen met chronische pijn te verklaren, waaronder de wijdverspreide verdeling van pijn, overdreven respons op externe stimuli (bijvoorbeeld visueel, tactiel of kwaadaardig) of fysiologische / psychologische stress.Het vinden van de beste behandelingsbenadering, die CS kan verminderen, is daarom een belangrijke uitdaging, met mogelijk echte directe voordelen voor patiënten in pijn. Succesvolle behandelingen rekenen op het nauwkeurig identificeren en richten van de onderliggende mechanismen. CENTRALE SENSITIZATIE & BDNFEr zijn veel mechanismen onderzocht om biologisch te begrijpen CS. We weten nu dat CS een plastic en omkeerbare staat van het CNS is. In feite is groeiend bewijs gericht op de plasticiteit van de hersenen om pijnmechanismen te begrijpen, en sommige behandelingen zoals centraal werkende drugs en cognitieve gedragstherapie hebben een aantal werkzaamheden.Brain-afgeleide Neurotrophic Factor (BDNF) is fundamenteel voor CNS-functies en hersenplasticiteit. Het is eiwit, dat deel uitmaakt van de neurotrofinfamilie, gecodeerd door het BDNF-gen en voornamelijk uitgedrukt in het CNS. BDNF is grotendeels bekend om zijn belangrijke rol in neurale ontwikkeling en synaptische activite, en om functies zoals leren en geheugen te bevorderen. Andere bewijzen tonen BDNF om ook een sleutelrol te spelen bij maladaptieve plasticiteit, waardoor nociceptieve ingangen in perifere zenuwen, ruggenmerg en de hersenen worden versterkt, waardoor CS wordt vergemakkelijkt en onderhouden.Van meet af aan is gematigde aërobe oefening bekend om BDNF-niveaus bij mensen te verhogen. Op dezelfde manier is er ook getracht oefening te hebben om pijnsymptomen te verergeren bij mensen met chronische wijdverspreide pijn. Oefening zou daarom een uitstekende manier zijn om de band tussen BDNF en CS voor chronische pijnpatiënten te onderzoeken (zie Figuur 1). Hoewel een verband tussen BDNF en CS duidelijk blijkt en is vastgesteld in dierstudies, is het nooit bij mensen onderzocht. DE BDNF-WEG: CRUCIALE (MAAR ONTWERPTE) ROL VAN EPIGENETIEKSommige studies hebben de associatie tussen BDNF en chronische pijn in mensen onderzocht. Doorsnede studies hebben aangetoond dat BDNF hoger is in bloed- en cerebrospinale vloeistof bij patiënten met fibromyalgie, migraine of osteoartritis. De mechanismen die ten grondslag liggen aan de verhoging van BDNF zijn echter niet bekend. Een algemeen polymorfisme van BDNF-gen (val66met) is bestudeerd, maar resultaten zijn niet altijd consistent. In feite, hoewel sommige associatie werd gevonden tussen het BDNF gen en de chronische pijn ernst, kon het polymorfisme het niveau van BDNF eiwit expressie niet verklaren.Het is in feite duidelijk dat de meeste chronische ziekten een gevolg zijn van complexe gen-milieu-interacties. Epigenetica verwijst naar erfelijke veranderingen in genuitdrukking zonder verandering van de genstructuur. Het kan de ontbrekende band tussen genetische variabiliteit en eiwituitdrukking vertegenwoordigen. De studie van epigenetica heeft geleid tot doorbraak bevindingen en innovatieve behandelingen in neurologie, psychiatrie en oncologie (bijvoorbeeld nieuwe behandelingen voor leukemie).Groeiend bewijs suggereert dat DNA-methylering - een cruciaal epigenetisch mechanisme dat interfereert met DNA-transcriptie - correleert met de klinische pijn. Globale (genoombrede) methylering is sterk geassocieerd met pijn scores in een dier model van chronische pijn. Specifieke BDNF gen methylering en demethylering zijn betrokken bij hersen-gerelateerde plasticiteit zoals angst conditioning en pijn overgevoeligheid bij dieren. Bovendien zijn neurologische aandoeningen zoals dementie gekoppeld aan epigenetische onderdrukking van hippocampale BDNF. Tenslotte is depressie ook gekoppeld aan epigenetische veranderingen op het BDNF gen.DOELHet eerste primaire doel is om te onderzoeken of DNA-methylering van BDNF verschilt tussen patiënten met chronische wijdverspreide pijn en gezonde sedentaire controles (HC). Wij verwachten dat patiënten een lager niveau van BDNF methylering laten zien in vergelijking met controles. We verwachten ook dat methyleringsniveaus worden geassocieerd met de pijn symptomen van patiënten en met de hoeveelheid CS. Dit onderzoeksdoel zal in studie 1 worden onderzocht. Het tweede primaire doel is om het effect van BDNF-methyleringsveranderingen te bepalen in reactie op oefening op CS bij patiënten met chronische wijdverspreide pijn. Dit wordt onderzocht door een experimenteel studie ontwerp (gerandomiseerd gecontroleerd ontwerp). We zullen een aerobische oefening gebruiken, die is aangetoond dat het BDNF-expressie in chronische wijdverspreide pijnpatiënten kan vergroten.
|
|---|
| Description en | Chronic pain is a debilitating condition for the individual and a huge burden for health societies all over the world. Chronic pain costs more than 600 billion dollars annually in the US, more than cancer, diabetes and heart diseases; and accounts for over 20% of healthcare expenditures in Europe. These data strongly highlight the need of an effective approach, that would improve the understanding and management of chronic pain. It is now well recognized that pain is neither associated to nociception nor it is a good indicator of the state of the body tissues. Cognitive, psychological and societal aspects are all able to influence pain.The need of a more comprehensive model – that included all the aforementioned features – led to the concept of Central Sensitisation (CS). CS is a form of maladaptive neuroplasticity and represents a functional state in which the central nervous system (CNS) is over-active and hyper-responsive to stimuli. 8 CS has been extensively explored and proposed as underlying mechanism of most chronic pain conditions. CS seems able to explain most symptoms that are often reported in people with chronic pain, including the widespread distribution of pain, exaggerated response to external stimuli (e.g., visual, tactile, or noxious) or physiological/psychological stress.Finding the best treatment approach, able to reduce CS, is therefore a major challenge, with potentially true direct benefits for patients in pain. Successful treatments necessarily rely on accurately identifying and targeting the underlying mechanisms. CENTRAL SENSITIZATION & BDNFNumerous mechanisms have been explored to biologically understand CS. We now know that CS is a plastic and reversible state of the CNS. In fact, growing evidence is focussing on brain plasticity to understand pain mechanisms, and some treatments like centrally-acting drugs and cognitive behavioural therapy have some efficacy.Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF) is fundamental for CNS functions and brain plasticity. It is protein, part of the neurotrophins family, encoded by the BDNF gene and chiefly expressed in the CNS. BDNF is largely known for its major role in neural development and synaptic activity, and to promote functions like learning and memory. Other evidence shows BDNF to play a key role in maladaptive plasticity too, augmenting nociceptive inputs in peripheral nerves, spinal cord and the brain – therefore facilitating and maintaining CS.Of note, moderate aerobic exercise is known to increase BDNF levels in humans. Similarly, exercise has also been showed to worsen pain symptoms in people with chronic widespread pain. Exercise would therefore represent an excellent way to explore the link between BDNF and CS in chronic pain patients (see Figure 1). Although a link between BDNF and CS appears evident and has been established in animal studies, it has never been explored in humans. THE BDNF PATHWAY: CRUCIAL (BUT UNEXPLORED) ROLE OF EPIGENETICSSome studies explored the association between BDNF and chronic pain in humans. Cross-sectional studies showed that BDNF is higher in blood and cerebrospinal fluid in patients with fibromyalgia, migraine or osteoarthritis. However, the mechanisms underlying BDNF increase are unknown. A common polymorphism of BDNF gene (val66met) has been studied, but results are not always consistent. In fact, even though some association was found between the BDNF gene and chronic pain severity, the polymorphism could not explain the level of BDNF protein expression.It is in fact becoming clear that most chronic diseases are a consequence of complex gene-environment interactions. Epigenetics refers to inheritable changes in gene expression without alteration of the gene structure. It can represent the missing link between genetic variability and protein expression. The study of epigenetics has led to breakthrough findings and innovative treatments in neurology, psychiatry and oncology (e.g., new treatments for leukemia).Growing evidence suggests that DNA methylation – a crucial epigenetic mechanism that interferes with DNA transcription – correlates with clinical pain. Global (genome-wide) methylation is strongly associated with pain scores in an animal model of chronic pain.Specific BDNF gene methylation and demethylation are implicated in brain-related plasticity like fear conditioning, and in pain hypersensitivity in animals. In addition, neurological disorders like dementia are linked to epigenetic suppression of hippocampal BDNF. Finally, depression has also been linked to epigenetic alterations on the BDNF gene. AIMThe first primary aim is to investigate whether DNA methylation of BDNF differs between patients with chronic widespread pain and healthy sedentary controls (HC). We expect patients to show a lower level of BDNF methylation when compared to controls. We also expect that methylation levels are associated with patients’ pain symptoms and with the amount of CS. This research aim will be explored in Study I. The second primary aim is to determine the effect of BDNF methylation changes in response to exercise on CS in patients with chronic widespread pain. This will be explored through an experimental study design (randomized controlled design). We will use an aerobic exercise, that has been shown capable of augmenting BDNF expression in chronic widespread pain patients.
|
|---|
| Qualificateurs | - BDNF - Epigenetics - Pain - |
|---|
| Personnel | Polli Andrea, Godderis Lode, Ghosh Manosij |
|---|
| Collaborations | |
|---|
