Transcriptional profiling of proliferative skeletal muscle mononucleated cells coupled with broadband electrical cytometry towards diagnosis of myalgic ence halomyelitis/chronic fatigue syndrome (ME/CFS)

L'Encefalomielite Mialgica/Sindrome da Fatica Cronica (ME/CFS) è una malattia debilitante acquisita che colpisce fino a 2,5 milioni di americani. Con la crescente evidenza che una parte dei pazienti con COVID-19 manifesta una convalescenza prolungata e sintomi cronici simili alla ME/CFS, si suggerisce che l'incidenza di ME/CFS aumenterà significativamente. Attualmente, non sono stati identificati singoli biomarcatori o segni patognomonici per le misure diagnostiche. Invece, la diagnosi si basa sui sintomi clinici dopo l'esclusione di altre possibili eziologie note per causare affaticamento, un metodo che non garantisce un'adeguata sensibilità o specificità. Poiché i sintomi clinici suggeriscono che il muscolo scheletrico è un bersaglio principale e costante della patologia, e le cellule mononucleate proliferative del muscolo scheletrico (SMMC) sono eccellenti indicatori di disturbi muscolari, ipotizziamo che le SMMC proliferative di pazienti con ME/CFS siano distinguibili da quelle di individui sani a livello molecolare e cellulare. Il lavoro proposto studierà l'espressione genica, le vie funzionali e le caratteristiche elettriche di singole SMMC da donatori con ME/CFS e sani per identificare una matrice di marcatori molecolari e biofisici per consentire il futuro sviluppo di diagnostici. La profilazione dell'mRNA a singola cellula identificherà l'espressione genica differenziale che descrive le alterazioni che si verificano nei campioni di ME/CFS. Utilizzando i biomarcatori differenziali identificati mediante scRNA-seq, le sottopolazioni di SMMC uniche per la ME/CFS verranno selezionate per studiare i cambiamenti nell'espressione proteica e nella funzione cellulare. Inoltre, un citometro a impedenza recentemente sviluppato dal nostro team verrà utilizzato per misurare gli spettri elettrici di singole cellule e le firme specifiche della malattia verranno identificate mediante apprendimento automatico. Le caratteristiche molecolari, cellulari ed elettriche saranno ulteriormente correlate tra loro per fornire una comprensiva comprensione della patologia delle SMMC nella ME/CFS, un argomento inesplorato. L'analisi del trascrittoma a singola cellula proposta delle SMMC di pazienti con ME/CFS rappresenta il primo studio di questo tipo e contribuirà notevolmente alla conoscenza fondamentale del ruolo delle SMMC proliferative nelle disfunzioni della ME/CFS. Rispetto agli approcci molecolari, la citometria a impedenza proposta cattura un "quadro generale" della moltitudine di cambiamenti che contribuiscono alle anomalie nelle SMMC della ME/CFS. Poiché non sono stati identificati marcatori molecolari specifici per le misure diagnostiche, le caratteristiche elettriche olistiche delle singole cellule offrono una prospettiva unica dei cambiamenti globali nelle SMMC e hanno un grande potenziale diagnostico in futuro. L'integrazione di studi elettrici e biologici delle SMMC consentirà inoltre l'interpretazione degli spettri di impedenza per promuovere la specificità del rilevamento.