Vyšetřování neurotransmise serotoninu u uživatelů MDMA pomocí kombinovaného dexfenfluramine challenge a PET Imaging (DEXFEN_PET)

Úvod: Nezákonné užívání psychostimulantu 3,4-methylendioxymetamfetaminu (MDMA, „extáze“) je považováno za hlavní problém veřejného zdraví. Ve Švýcarsku se podíl dospívajících uživatelů MDMA v posledních letech neustále zvyšuje. Podle reprezentativního průzkumu z roku 2002 přibližně 3,3 % studentů ve věku 15–16 let ve Švýcarsku alespoň jednou absolvovalo MDMA. Ve srovnání s odpovídajícími údaji z let 1994 (1,8 %) a 1998 (1,9 %) je mezi nimi patrný nárůst užívání MDMA. V jiném průzkumu Švýcarského institutu pro prevenci alkoholismu a drogové závislosti (SFA/ISPA) 2,2 % anonymně dotazovaných subjektů ve věku 15 až 39 let uvedlo zkušenosti s MDMA. Také celosvětově se MDMA stala jednou z nejrozšířenějších nelegálních psychoaktivních drog s miliony pravidelných uživatelů.

Akutní podání MDMA vede k rychlému a výraznému uvolnění serotoninu (5-HT) prostřednictvím inhibice a reverze 5-HT transportéru. Od konce 80. let 20. století poskytly studie na subhumánních primátech přesvědčivé důkazy, že vysoké dávky MDMA způsobují podstatnou a trvalou dlouhodobou neurotoxickou ztrátu výhradně 5-HT nervových zakončení se související deplecí až 95 % 5-HT. v několika oblastech mozku. Naproti tomu jiné neurotransmiterové systémy, jako je dopamin nebo norepinefrin, zůstávají nepoškozeny. Následně dvě studie s uživateli MDMA také ukázaly selektivní poklesy koncentrací 5-hydroxyindoloctové kyseliny v mozkomíšním moku (CSF), což je marker deplece 5-HT. Naproti tomu koncentrace kyseliny homovanilové nebo 3-methoxy-4-hydroxyfenylglykolu, hlavních metabolitů dopaminu a norepinefrinu, v CSF zůstaly nezměněny. Některé zobrazovací studie se serotonergními radioligandy ukázaly snížené hustoty 5-HT transportéru (SERT) v kortikálních a subkortikálních oblastech mozku uživatelů MDMA. Kromě toho elektrofyziologické studie také naznačily změny systému 5-HT u pravidelných uživatelů MDMA. Většina těchto nálezů u lidí však byla silně kritizována pro metodologické nedostatky (např. malá velikost vzorků nebo nedostatek specifity aplikovaných radioligandů). V důsledku toho zatím neexistují žádné přesvědčivé důkazy pro selektivní serotonergní neurotoxicitu MDMA u lidí. Kromě toho je mechanismus neurotoxicity MDMA u zvířat stále předmětem diskuse.

Navzdory těmto výhradám bylo trvale prokázáno, že uživatelé MDMA vykazují na dávce závislé poruchy verbální a zrakově-prostorové paměti a poruchy exekutivních funkcí a kognice při rozhodování. Dosud zůstává neuroanatomický základ těchto neuropsychologických deficitů a jejich vztah k depleci 5-HT nejasný.

Na základě údajů na zvířatech je pravděpodobné, že MDMA ve vysokých nebo kumulativních dávkách poškozuje 5-HT neurony v lidském mozku. Vzhledem k mnoha metodologickým problémům a omezenému počtu studií prováděných na lidských subjektech však nelze zatím stanovit žádné pevné závěry, zda chronická expozice MDMA vede k dlouhodobému syndromu nedostatku 5-HT s následnými neuropsychiatrickými riziky. Abychom se dále zabývali domnělou neurotoxicitou MDMA v lidském mozku, navrhujeme, že kromě současných studií mapování receptorů mohou být pro objasnění tohoto problému užitečné nové funkční testy serotonergní neurotransmise. Konkrétně navrhujeme, že studie provokační expozice 5-HT využívající pozitronovou emisní tomografii (PET) ve spojení s uvolňovačem serotoninu dexfenfluraminem [(+)FEN] mohou testovat funkční integritu systému 5-HT v živém lidském mozku.

Cíl: K překonání překážek předchozích zobrazovacích studií navrhujeme použít přímější přístup k posouzení integrity serotonergní funkce v lidském mozku. Mapování 5-HT2A receptoru pomocí PET a [18F]-altanserinu v kombinaci s (+)FEN provokačním testem se použije ke zkoumání kapacity uvolňování 5-HT u současných a bývalých uživatelů MDMA ve srovnání s kontrolními subjekty dosud neléčenými.

Předpokládáme, že srovnání změněné specifické vazby [18F]-altanserinu na 5-HT2A receptory po (+)FEN-indukovaném uvolnění 5-HT odhalí, zda chronické zneužívání MDMA vede k funkčním změnám v lidském mozku a zda MDMA uživatelé čelí zvýšenému riziku rozvoje syndromu chronického nedostatku serotoninu, pravděpodobně spojeného s kognitivní poruchou a depresí nebo úzkostí. Náš biologický marker pro funkci 5-HT in vivo nám umožní topograficky zmapovat regionální uvolňování 5-HT, a tedy určit, zda má hypotetická deplece 5-HT globální nebo fokální důsledky pro působení (+)FEN. Předpokládané funkční důsledky (ovlivňují regulaci, kognici a chování) mohou být spojeny s oblastmi sníženého přenosu 5-HT.

Prozkoumáním současných a bývalých uživatelů MDMA posoudíme reverzibilitu vyčerpání 5-HT. Kromě toho naše zobrazovací technika (+)FEN provokace/PET může odhalit oblasti zvýšeného přenosu 5-HT v důsledku hyperinervace 5-HT dendritů ("pučení"), jak k tomu dochází u primátů léčených MDMA.

V průběhu PET studie budeme také měřit kognitivní (např. pozornost, zraková a pracovní paměť, učení, exekutivní funkce) a afektivní funkce (např. úzkost, impulzivita), podezření na změnu v důsledku chronického užívání MDMA. Pomocí korelačních analýz se snažíme určit, zda jsou ohraničené oblasti změněné funkce 5-HT spojeny se specifickými poruchami kognitivních a/nebo behaviorálních parametrů.

Současný stav projektu a pilotní data: Radiosyntéza traceru [18F]-altanserinu byla stanovena a validována podle pokynů GMP. Studie a použití (+)FEN a [18F]-altanserinu již byly schváleny místní etickou komisí Swissmedic a švýcarským federálním úřadem pro veřejné zdraví (BAG). Kromě toho bylo vyšetřeno více než 50 současných a bývalých uživatelů MDMA a 20 kontrolních subjektů dosud neužívajících drogy a bylo zjištěno, že splňují obecná kritéria pro zařazení. Aplikovali jsme naši metodu na čtyři zdravé lidské dobrovolníky, abychom dokázali náš koncept. PET skeny byly metabolity korigovány a normalizovány podle Logansovy grafické metody. Oblasti zájmu byla provedena pomocí PMOD. Zjistili jsme, že zdánlivý distribuční objem (DV) [18F]-altanserinu byl silně snížen ve všech oblastech mozku o přibližně 11 až 15 %. Navrhovaný způsob je tedy vhodný pro zkoumání kapacity uvolňování 5-HT u lidí.

Pracovní hypotézy: Předpokládáme, že uvolňování 5-HT vyvolané (+)FEN zřetelně změní dostupnost 5-HT2A receptorů pro [18F]-altanserin, se vzorem odhalujícím prostorově heterogenní zranitelnost 5-HT inervací vůči MDMA. Předpovídáme, že [18F]-altanserin DV poklesne po expozici (+)FEN v menší míře u současných uživatelů MDMA ve srovnání s kontrolními subjekty dosud neléčenými MDMA. Na základě údajů na zvířatech a nedávných neurozobrazovacích studií u lidí předpokládáme, že funkční zotavení u bývalých uživatelů MDMA se projeví normalizací nebo překročením kapacity uvolňování serotoninu.

Neurotransmise 5-HT nebude homogenně snížena u chronických uživatelů MDMA, ale že toxické účinky budou nejzřetelnější ve frontálním kortexu a subkortikálních strukturách, jako je caudate nucleus a thalamus; tyto oblasti jsou inervovány jemnými vlákny vycházejícími z dorzálních raphe nuclei, která jsou zvláště citlivá na neurotoxicitu MDMA u primátů kromě člověka. Na základě výsledků nedávných studií na lidech dále očekáváme na dávce závislé poškození kognitivních funkcí, zejména paměti a učení, jakož i zvýšenou stavovou úzkost u současných uživatelů MDMA, následovanou zlepšením po ukončení užívání drog, i když může dojít k uzdravení. být neúplný. Nakonec předpokládáme, že stupeň poškození kognitivních funkcí bude významně korelovat s naměřeným snížením funkce 5-HT.

Návrh studie: Pro srovnání neurotransmise 5-HT u současných uživatelů MDMA, bývalých uživatelů MDMA a kontrolních subjektů dosud neléčených MDMA bude 16 subjektů na skupinu vyšetřeno pomocí [18F]-altanserin PET za dvou podmínek. Ve dvou dnech - oddělených intervalem 7 dnů - subjekty dostanou v náhodném pořadí placebo nebo 60 mg (+)FEN. O dvě hodiny později budou subjekty umístěny do GE PET/CT s částečně imobilizovanou hlavou. Po získání nízkodávkového CT transmisního skenu bude [18F]-altanserin (250 MBq, vysoká specifická aktivita) podáván intravenózně jako bolus po dobu 30 sekund a dynamická PET data budou získána během 90 minut jako série 36 snímků. prodloužení z jedné minuty na deset minut. Následně subjekty podstoupí sérii kognitivních úkolů z Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB). Potenciální afektivní reakce na uvolnění 5-HT, očekávané skupinové rozdíly a časový průběh afektivní reakce budou navíc hodnoceny opakovaným použitím psychometrických dotazníků, konkrétně State-Trait Anxiety Inventory (STAI) a Adjective Mood Rating Scale (AMRS). ). V intervalech během rozšířeného skenování a kognitivního testování budou odebírány vzorky žilní krve pro stanovení koncentrací (+)FEN, prolaktinu a kortizolu standardními klinickými postupy. Neuroendokrinní odpovědi budou korelovány s výsledky jednotlivých PET a neuropsychologických testů.

Předměty a postup screeningu: Účastníci studie jsou náborováni pomocí letáků distribuovaných na místech spojených s „techno“ a „rave“ scénou v Curychu, s pomocí místních sdružení zapojených do drogové prevence/informace a harm reduction. Experimentální skupiny jsou přiřazeny podle pohlaví, věku a užívání konopí. Šestnáct subjektů obou pohlaví, ve věku 18 až 35 let, bude přijato do každé z následujících tří experimentálních skupin: 1) Současní uživatelé MDMA (samozřejmě celoživotní užívání ≥ 50 tablet „Extáze“, poslední příjem je datován do poslední 4 týdny), 2) bývalí uživatelé MDMA (vlastní odhad celoživotního užívání ≥ 50 tablet, ale subjekty přestaly užívat extázi alespoň jeden rok před zařazením) a 3) kontrolní subjekty dosud neléčené MDMA.

Zdraví subjektů bude určeno všeobecným lékařským vyšetřením včetně elektrokardiogramu a standardních laboratorních parametrů. Aby se vyloučili subjekty se současnými nebo minulými psychiatrickými stavy, všechny subjekty budou hodnoceny a diagnostikovány klinickým psychologem pomocí SKID-I. Během náboru budou potenciálním subjektům poskytnuty rozsáhlé základní informace týkající se podávání (+)FEN, neuropsychologického testování, PET opatření a souvisejících (radiačních) rizik, a poté budou vyzváni, aby dali svůj písemný informovaný souhlas. Zvláštní odpovědnost je kryta nemocničním pojištěním pro všechny subjekty účastnící se tohoto projektu. Těhotenství je vylučovacím kritériem; všechny ženské potenciální testované subjekty budou muset před vstupem do studie souhlasit s provedením těhotenského testu.

Bude zaznamenána podrobná historie užívání psychoaktivních drog, včetně typu drog, prvního a posledního užití a odhadovaného celkového užívání. Všechny subjekty budou muset souhlasit s tím, že se zdrží užívání jakékoli psychoaktivní drogy (kromě nikotinu a konopí) alespoň dva týdny před prvním PET vyšetřením. Na začátku každého ze dvou experimentálních dnů budou odebrány vzorky moči a provedeny screening na přítomnost psychoaktivních drog nebo metabolitů.

Relevance projektu: Naše metodika nám umožní kvantitativně posoudit serotonergní funkce v živém lidském mozku. Nová kombinace (+)FEN-indukovaného uvolňování 5-HT z intracelulárních zásobních vezikul a následné PET hodnocení kompetitivně změněné vazby [18F]-altanserinu na postsynaptické 5-HT2A receptory poskytne přímější biologický marker in vivo funkce serotoninu než bylo dosud k dispozici. Aplikací této nové farmakologické výzvy/PET neurozobrazovacího přístupu na skupiny současných i bývalých uživatelů MDMA budeme schopni získat důležitý nový pohled na diskutované funkční důsledky užívání MDMA, zejména pokud jde o polemiku o reverzibilitě změn 5-HT po ukončení používání MDMA. Topografické mapování regionálního uvolňování 5-HT po výzvě (+)FEN ve dvou skupinách uživatelů MDMA a v kohortě dosud neužívající drogy pomůže posoudit sporný problém, pokud chroničtí uživatelé MDMA čelí riziku rozvoje globálního nedostatku 5-HT syndrom, charakterizovaný kognitivními a afektivními změnami. Úspěšné dokončení tohoto projektu by mělo mít užitečné důsledky pro veřejné vzdělávání a minimalizaci škod s ohledem na užívání MDMA a může také usnadnit vývoj možných léčebných možností pro chronické uživatele MDMA.