Reverzibilní účinky vysazení perorální antikoncepce na serotoninergní neurotransmisi (REVERSE)

• Pozadí:

Velké studie založené na registrech ukázaly, že zahájení užívání kombinovaných orálních kontraceptiv (COC) je spojeno se zvýšeným rizikem vzniku depresivních epizod. Biologické mechanismy stojící za touto asociací zůstávají nejasné, ale mohou hrát roli změny v serotoninergním systému mozku. Výzkumníci prokázali, že užívání COC snižuje hladiny globálního serotoninového 4 receptoru (5-HT4R) v mozku zdravých žen. Velikost tohoto rozdílu je srovnatelná s tím, co bylo pozorováno u osob s depresí ve srovnání se zdravými kontrolami.

Tato studie si klade za cíl zjistit, zda vysazení COC (COCd) vede k obnovení hladin 5-HT4R v mozku a v jakém časovém rámci k tomu může dojít. Dále zkoumá další potenciální neurobiologické účinky COCd a jak se tyto promítají do relevantních znaků duševních stavů, včetně nálady, paměťových funkcí a sexuální touhy. Předpokládáme, že tato práce výrazně posune pochopení toho, zda jsou účinky COC na serotoninergní biologii mozku reverzibilní a zda by takové poznatky mohly poskytnout nové preventivní a terapeutické příležitosti v depresi.

- Design studie: Výzkumníci provedou randomizovanou kontrolovanou studii hodnotící změny v mozku po COCd v časovém rámci až do jednoho roku. Zahrnou až 60 zdravých žen (nebo dokud 25 žen nedokončí sledování v každé větvi) ve věku 18–39 let, které užívají COC druhé generace (obsahující 150 ug levonorgestrelu a 30 ug ethinylestradiolu) a činí tak minimálně tři měsíce. Účastnice podstoupí stejný vyšetřovací program na začátku a při sledování, který se skládá z PET (pouze vysazující COC) a MRI/fMRI skenů mozku, orálního glukózového tolerančního testu, neuropsychologického testování, odběru vzorků krve, slin a stolice, vyplnění dotazníků týkajících se různých opatření souvisejících s vlastnostmi a stavem včetně měsíce na začátku a při sledování denních dotazníků měřících psychometrii nálady/afektu, sexuální touhy a kvality spánku.

Načasování následného hodnocení je určeno přijatým skupinovým sekvenčním designem; prvních 15 vysazujících COC a 15 pokračujících v COC bude rozděleno mezi týden 8–24 po vysazení/pokračování. Poté plánované vyhodnocení výsledku PET určí, zda posledních 10 vysazujících COC a 10 pokračujících bude mít své sledování rozloženo v rámci týdne 1–7 nebo týdne 8–52 po vysazení (viz více podrobností v části „Plán statistické analýzy“). Tento postup umožní informované načasování pozdějších skenů, aby lépe zachytil odhad doby zotavení hladin 5-HT4R. Ženy přidělené k pokračování v COC (COCc) budou mít svůj časový bod sledování přibližně sladěn s vysazujícím COC. Dále bude načasování sledování během aktivní fáze pilulky pro pokračující v COC a během folikulární fáze pro vysazující COC, pokud se menstruační cyklus vrátil. To bude plánováno na základě cyklu pilulek (pokračující v COC) a nahlášeného prvního dne krvácení, délky menstruačního cyklu a LH testů během sledování (vysazující COC). Pro druhý případ může dojít k úpravě data sledování kvůli nepravidelným cyklům. Protože načasování následného hodnocení každé účastnice musí také odpovídat osobnímu kalendáři a dostupnosti termínů skenů, umožňujeme odchylku sledování od plánovaných dnů cyklu.

- Randomizace: Účastnice budou randomizovány v poměru 1:1 v náhodných blocích (např. 2, 4, 6 a 8) buď k COCd nebo COCc. Randomizaci provede administrativní pracovník na Neurobiology Research Unit (Rigshospitalet, Dánsko), který jinak nebude do studie nebo náboru zapojen.

- Hodnocení compliance: Počítání pilulek bude provedeno v každém cyklu pilulek. Účastnice musí výzkumníkům nahlásit, pokud během studie zapomenou vzít pilulku. Nekompliance je definována jako >2 vynechané pilulky v cyklu. Pokud je během výchozího nebo sledovacího cyklu pilulek vynecháno více než dvě pilulky, bude účastnice dotázána, zda je ochotna odložit své hodnocení na další cyklus pilulek.

- Plán statistické analýzy: Výzkumníci používají skupinový sekvenční design, kde plánují provést dvě sekvenční analýzy včetně jedné průběžné analýzy po získání 60 % PET skenů (tj. po PET skenování 15 účastnic na začátku a při sledování v týdnu 8–24), aby rozhodli, zda by posledních 10 mělo být pře-skenováno v rámci týdne 1–7 nebo týdne 8–52. Pokud je nulová hypotéza zamítnuta (tj. pozorují změnu oproti výchozímu stavu) v průběžné analýze, pak posledních 10 bude skenováno v rámci týdne 1–7 po COCd, ale pokud není zamítnuta (tj. nepozorují žádnou změnu oproti výchozímu stavu), budou skenováni v rámci týdne 8–52 po COCd. Pouze v druhém případě budou všechny skeny zahrnuty do testu primárního cíle, tj. k určení, zda došlo ke zvýšení vazby 5-HT4R v nucleus caudatus, putamen a hippocampus od výchozího stavu do týdne 8 nebo déle po COCd (v prvním případě by nulová hypotéza již byla zamítnuta s 15 účastnicemi). Aby vzali v úvahu zvýšenou chybu typu I kvůli dvěma plánovaným testům, opraví hladinu alfa (hladinu významnosti) pro každý test pomocí funkce utrácení alfa (α*(t) = α ln(1 + (e - 1)t), která je podobná Pocockově korekci, ale načasování analýzy nemusí být předem specifikováno, tj. je flexibilnější v případě nepředvídaných problémů se získáváním dat. Na základě rozhodnutí rozdělit posledních 10 skenů brzy nebo později jsou schopni optimalizovat načasování skenů, aby umožnili určit, v jakém časovém rámci se hladina 5-HT4R vrací k věkem korigované hladině pozorované u přibližně 18 premenopauzálních žen, které nikdy nepoužívaly hormonální antikoncepci (sekundární hypotéza).

K testování primární hypotézy provedou jednostranný test pomocí modelu latentní proměnné na log-transformovaných vazebních potenciálech 5-HT4R v nucleus caudatus, putamen a hippocampus k odhadu změny oproti výchozímu stavu po COCd upravené o změnu vstříknuté hmotnosti značky na kg tělesné hmotnosti. Upravené p-hodnoty, intervaly spolehlivosti a mediánové nezaujaté odhady budou vypočteny podle stupňového uspořádání.

K testování sekundární hypotézy nejprve modelují dva modely latentní proměnné, jeden určující zpětně transformovanou změnu v logu globální vazby 5-HT4R mezi sledováním a výchozím stavem a druhý určující zpětně transformovaný rozdíl v logu globální vazby 5-HT4R mezi premenopauzálními ženami, které nikdy nepoužívaly hormonální antikoncepci (tj. jinou kohortou), a výchozím stavem (tj. z aktuální kohorty). Oba latentní proměnné budou odhadnuty napříč nucleus caudatus, putamen a hippocampus, které v prvním modelu budou upraveny o změnu vstříknuté hmotnosti značky na kg tělesné hmotnosti a ve druhém modelu o vstříknutou hmotnost značky na kg tělesné hmotnosti a věk středovaný kolem průměrného věku při sledování (tj. pro aktuální kohortu). Poté vyhodnotí změnu v globální vazbě 5-HT4R v čase pomocí zpětně transformovaných odhadů změny (označeno Y) jako funkce času od vysazení (označeno x) pomocí následujícího logaritmického modelu: Y(x)=(Ymax*Y0)/((Ymax-Y0)*e^((-k*x))+Y0), kde je pouze rychlostní konstanta k proložena pomocí 'změny v globální vazbě' a nelineárních nejmenších čtverců. Další dva parametry Y0 a Ymax jsou nastaveny, respektive, na 1 a na zpětně transformovaný průměrný globální rozdíl 5-HT4R z druhého modelu latentní proměnné. Na základě proloženého modelu odhadneme čas x takový, že modelovaná střední změna, Y(x), je rovna 90 % středního globálního rozdílu pozorovaného ve druhém modelu latentní proměnné (Y0+0,9·(Ymax-Y0)/Y0), abychom získali odhad, kdy se vazba 5-HT4R "obnovila". Pokud je proložení modelu špatné, budou vyhodnoceny alternativní modely, včetně logaritmického modelu bez použití předem definovaného Ymax (tj. bude odhadnuto modelem) nebo lineárního modelu s časem na logaritmické škále nebo ne. Pokud je použit lineární model, doba do zotavení bude v časovém bodě, kde lineární funkce je rovna Ymax.

Pro doménově specifické hypotézy (viz hypotézy níže) porovnáme změnová skóre upravená o výchozí hodnoty (kromě domény kódování paměti fMRI, kde budou shromažďována pouze data ze sledování). Pokud se ukáže jako relevantní odchýlit se od původního statistického plánu, podrobně to oznámíme ve všech publikacích této studie.

- Výpočet velikosti vzorku: Výpočty založené na intra-subjektové variabilitě vazby 5-HT4R od 40 premenopauzálních žen se skenováním a pře-skenováním ukazují, že se dvěma plánovanými sekvenčními analýzami, včetně 60 % a 100 % plánovaných skenů, respektive, a s mocí 80 %, celkovou požadovanou mírou chyby typu I 0,05 (jednostranné), by hladiny alfa byly 0,035 a 0,028 pro průběžnou a finální analýzu, respektive. S těmito jsme schopni detekovat rozdíl 8,2–9,5 % (průběžná analýza) a 6,5–7,5 % (finální analýza) ve vazebním potenciálu v nucleus caudatus, putamen a hippocampus pro průběžnou a finální analýzu, respektive. Zahrneme až 60 účastnic (nebo dokud alespoň 25 nedokončí výchozí stav a sledování v obou větvích), abychom umožnili míru odpadu 20 %. Primární analýzy budou zpracovány jako analýza kompletních případů. Chybějící data i odpad budou hlášeny v relevantních publikacích.

• Hypotézy:

• Primární hypotéza:

  Vazba 5-HT4R v nucleus caudatus, putamen a hippocampus se zvyšuje od výchozího stavu k sledování ≥ týden 8 po COCd.

• Sekundární hypotézy:

  Vazba 5-HT4R v nucleus caudatus, putamen a hippocampus se "obnoví" do 12 měsíců po COCd na úroveň pozorovanou u premenopauzálních žen, které nikdy nepoužívaly hormonální antikoncepci.

• Další doménově specifické hypotézy
• Kódování paměti I. COCd ve srovnání s COCc zlepšuje verbální paměťový výkon. II. COCd ve srovnání s COCc vede k větší aktivaci hipokampálního mozku během úlohy kódování paměti.
• Citlivost na inzulin III. COCd ve srovnání s COCc zlepšuje periferní a mozkovou citlivost na inzulin. IV. COCd ve srovnání s COCc vede k většímu snížení BOLD signálu v hypothalamu po orální glukózové zátěži.
• Hedonické zdraví V. COCd ve srovnání s COCc zvyšuje striatální odpověď na odměnu VI. COCd ve srovnání s COCc zvyšuje sexuální touhu
• Úzkost VII. COCd ve srovnání s COCc snižuje úrovně úzkosti.
• Dynamika osy hypothalamus-hypofýza-nadledviny VIII. COCd ve srovnání s COCc zvyšuje kortizolovou odpověď při probuzení.
• Zánětlivý systém IX. COCd ve srovnání s COCc snižuje střední difuzivitu extra-neuronů. XI: COCd ve srovnání s COCc zvyšuje kyselinu kynurenovou a poměr kyseliny kynurenové/kyseliny chinolinové a snižuje prozánětlivé markery.
• Struktura mozku XII. COCd ve srovnání s COCc vede ke zvýšení objemů šedé hmoty (para)hipokampu a prefrontální kůry.
• Organizace mozkových sítí bez zaměření na cíl XIII. COCd ve srovnání s COCc mění funkční konektivitu mozkových sítí v klidovém stavu.
• Mikrobiom střev XIV. COCd ve srovnání s COCc mění mikrobiom střev a metabolity odvozené od střevní mikrobioty.
• Spánek:

XV: COCd ve srovnání s COCc zlepšuje spánek.

• Etické aspekty:

Expozice radioaktivitě během PET skenů: Celková expozice nepřekročí 10 mSv, což se rovná 3 letům přirozeného pozadí záření v Dánsku, což by mělo být posuzováno ve světle nových znalostí, které tato studie může generovat.

Riziko neplánovaných těhotenství ve skupině COCd. Ty, které vysazují COC, jsou schopny přijmout jiná opatření a budou důkladně informovány o používání ochrany během pohlavního styku. Za tímto účelem nabídneme během studie kondomy zdarma.

Studie bude provedena v souladu s Helsinskou deklarací.