Endotoxin-induzierte Entzündungs- und Verhaltensreaktionen und Prädiktoren für individuelle Unterschiede

Studiendesign

25 Probanden werden in die vorliegende Studie aufgenommen, die einem prospektiven, Placebo-kontrollierten Cross-Over-Design folgen wird. Die Teilnehmer werden verblindet, ebenso wie das Forschungspersonal, das für die Teilnehmer und das Labor verantwortlich ist.

Die Probanden werden im Cross-Over-Design mit zwei Versuchen zufällig zugewiesen, wobei zwischen den LPS-Stimulationen etwa vier Wochen Auswaschzeit liegen:

1. Versuch 1: Endotoxin. Die Probanden erhalten eine intravenöse Injektion von Endotoxin mit 2 ng/kg Körpergewicht.
2. Versuch 2: Placebo. Die Probanden erhalten eine intravenöse Injektion von Natriumchlorid als Placebo der Endotoxin-Injektion.

Zehn weitere gesunde Freiwillige werden vor Beginn der Hauptstudie in einer Pilotstudie rekrutiert, um die verwendeten Verhaltensaufgaben zu testen. Diese Fächer werden unter den Universitätsmitarbeitern oder unter den Universitätsstudenten rekrutiert. Sie werden vier spezifische Verhaltensaufgaben durchführen und die Fragebögen zur Bewertung psychologischer und verhaltensbezogener Variablen ausfüllen, um die Ergebnisse der verhaltensbezogenen Aufgaben mit psychologischen und subjektiven Verhaltenseinschätzungen in Verbindung zu bringen. Den für die Pilotstudie rekrutierten Probanden werden keine biologischen Proben (Blut-, Urin- oder T-Shirt-Proben) entnommen.

Behandlung

Das LPS wird bereitgestellt von LGC Promochem AB, Albanoliden 5, 4tr, 506 30 Borås, Schweden. Das USP (United States Pharmacopeial Convention) Endotoxin (Kat. 1235503) wird als lyophilisiertes (gefriergetrocknetes) Pulver geliefert und jedes Fläschchen enthält 10.000 USP-Endotoxin-Einheiten. Jedes Fläschchen enthält ungefähr 1 Mikrogramm Endotoxin und wird mit 5 Milliliter (ml) sterilem Wasser gemischt.

Studienablauf

Die Studie wird am Department of Clinical Sciences des Danderyd Hospital durchgeführt.

Vor der Aufnahme und Randomisierung kommen die Probanden ins Krankenhaus, um sich einer medizinischen Untersuchung zu unterziehen, einschließlich eines Elektrokardiogramms und Blutlaboranalysen. Bei dieser Gelegenheit werden soziodemografische Daten und die Krankengeschichte sowie Körpervariablen (Gewicht, Größe, Körperzusammensetzung) und körperliche Aktivität anhand der schwedischen Version des IPAQ (International Physical Activity Questionnaire) erhoben. Die Anamnese einer schweren Depression wird anhand des Mini-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.) für schwere Depressionen beurteilt. Psychologische Variablen, die die Verhaltens- (oder Immun-) Reaktion auf LPS beeinflussen könnten und von denen angenommen wird, dass sie sich zwischen dem Screening-Tag und den Testtagen nicht ändern, werden zu diesem Zeitpunkt ebenfalls mithilfe mehrerer webbasierter Selbsteinschätzungsfragebögen bewertet. Diese Maßnahmen umfassen die Wahrnehmung des Körpers und des Gesundheitsrisikos (z. B. interozeptives Bewusstsein, wahrgenommene Anfälligkeit für Krankheiten, Gesundheitsangst und Ekelreaktion, somatosensorische Verstärkung, Angst vor angstbezogenen Empfindungen) und das psychische Wohlbefinden (z. B. wahrgenommen Stress, Optimismus, soziale Unterstützung, kognitives Wohlbefinden). Die Gesamtzeit für die ärztliche Untersuchung beträgt 30-45 Minuten. Die Zeit zum Ausfüllen der Fragebögen wird auf etwa 45 Minuten geschätzt, kann aber von zu Hause aus erledigt werden. Die Teilnehmer erhalten außerdem ein Set mit einem T-Shirt (mit eingenähten Wattepads) und einer parfümfreien Seife. Die Teilnehmer werden gebeten, das T-Shirt an jedem Probetag morgens (nach dem Waschen der Achseln) zu tragen und nach ihrer Ankunft auszuziehen. Dies ermöglicht das Sammeln von Körpergeruchsproben vor der Behandlung (Grundlinie).

Die Teilnehmer werden dann zwei Studien unterzogen, die in randomisierter Reihenfolge mit mindestens sechswöchiger Auswaschung durchgeführt werden: Endotoxin versus Placebo.

Die Teilnehmer werden gebeten, 48 Stunden vor dem Probetag auf anstrengende körperliche Betätigung und Alkoholkonsum zu verzichten, 24 Stunden vor dem Probetag auf starke Gewürze zu verzichten und am Morgen des Probetages ein leichtes Frühstück einzunehmen. Die Teilnehmer kommen am Morgen (um 7.30 Uhr) an. Sie geben ihr morgendliches T-Shirt (siehe oben) ab und wechseln zu einem neuen T-Shirt (mit eingenähten Wattepads in der Achselhöhle), das sie den ganzen Tag tragen können. Die T-Shirts werden zur Verhaltensbewertung und Analyse von Körpergeruchsverbindungen verwendet. Kurz nach ihrer Ankunft werden zwei intravenöse Katheter gelegt: einer zur Blutentnahme an einem Arm und einer zur Injektion von Endotoxin oder Natriumchlorid, das nach der Injektion entfernt wird. Eine anästhetische Creme wird zur Verfügung gestellt, um sie auf dem Arm zu verteilen, um die Schmerzen der Venenpunktion zu minimieren. Die Probanden ruhen sich dann mindestens 30 Minuten lang aus.

Die Injektion von Endotoxin oder Natriumchlorid wird durchgeführt, wenn der Rest abgeschlossen ist (gegen 8.30 Uhr). Blutproben (10 ml in EDTA-Röhrchen (Ethylendiamintetraessigsäure) und 10 ml in Natriumcitrat-Röhrchen) werden kurz vor der Injektion von Endotoxin oder Natriumchlorid und 1, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6 und 7,5 Stunden danach entnommen Injektion. Zusätzlich werden 2,5 ml in PAXGene™-Röhrchen vor und 2, 4 und 7,5 Stunden nach der Injektion entnommen. Zwei weitere Proben in EDTA-Röhrchen (8 ml Blut) werden vor der Injektion sowie 3 und 7,5 Stunden nach der Injektion entnommen. Die Gesamtmenge des entnommenen Blutes beträgt etwa 200 ml, was einem Drittel der bei einer Blutspende abgegebenen Menge entspricht. Blutproben werden verwendet, um die Konzentrationen von entzündungsfördernden und entzündungshemmenden Zytokinen und anderen Entzündungsmarkern (z. B. C-reaktives Protein – CRP) mit Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA), Immunzellsubpopulationen und Konzentrationen von Mikropartikeln mit Durchflusszytometrie zu messen , genetische Marker unter Verwendung von Cap-Analyse-Genexpressions-(CAGE)-Analysen und Leukozytenzahl und Differential.

Urinproben werden vor der Endotoxin- oder Natriumchlorid-Injektion (d. h. vor dem Legen der Katheter) und so spät wie möglich nach der Injektion (klassischerweise etwa vier Stunden nach der Injektion) entnommen.

Die Teilnehmer werden mit einem kontinuierlichen Elektrokardiogramm überwacht. Sauerstoffsättigung (SO2), Blutdruck und Körpertemperatur werden alle 30 Minuten überwacht. Stickstoffdioxid (NO2) wird kontinuierlich überwacht, Methämoglobin wird gleichzeitig mit jeder Blutprobe überprüft.

Fragebögen zur Selbsteinschätzung zur Bewertung von Verhaltens- und psychologischen Variablen werden von den Teilnehmern unmittelbar vor der Injektion von Endotoxin oder Natriumchlorid (während der Ruhezeit), drei Stunden und 7,5 Stunden nach der Injektion ausgefüllt. Kurz vor bis 7,5 Stunden nach der Endotoxin- oder Kochsalzinjektion wird von den Teilnehmern ein kurzer Fragebogen zum Krankheitsverhalten (SicknessQ) wiederholt ausgefüllt. Die Probanden werden im Bett gefilmt und tragen ein soziometrisches Abzeichen, um die Verhaltensreaktion der Teilnehmer auf eine standardisierte Situation sozialer Interaktion zu analysieren.

Zur weiteren Beurteilung der Gesichter (z. B. Gesundheit, Attraktivität, Müdigkeit) werden Fotos vor (d. h. vor dem Legen der Katheter), zwei Stunden nach und 7,5 Stunden nach der Injektion gemacht. Parallel dazu wird die Hautfarbe gleichzeitig mit den Blutproben (außer T1.5) gemessen, um einen möglichen vermittelnden Effekt der Gesundheitsbewertung von Gesichtern zu bewerten. Die Gang- und Bewegungsanalyse der Probanden wird zweieinhalb Stunden nach der Injektion durchgeführt. Kurz vor drei Stunden nach der Injektion werden nach diesen Tests kurze computergestützte kognitive Tests durchgeführt. Die Probanden führen nach dem Ausfüllen der Fragebögen drei Stunden nach der Injektion eine Motivationsaufgabe durch. Darüber hinaus werden dreieinhalb Stunden nach der Injektion zwei Tests durchgeführt, die das Verhalten als Reaktion auf positive/negative und gesunde/Krankheitsreize bewerten (ein Annäherungsvermeidungsverhaltenstest und ein Emotionsregulationstest).

Die Teilnehmer dürfen gegen Mittag (12.30 Uhr) eine leichte Mahlzeit (Snack und Saftgetränk) zu sich nehmen und müssen ihr T-Shirt kurz vor fünfeinhalb Stunden nach der Injektion abgeben.

Die letzten Blutproben werden 7,5 Stunden nach der Injektion entnommen und die Teilnehmer werden entlassen.

Die Überwachung des Experiments erfolgt durch einen Arzt unter Aufsicht eines Facharztes für Anästhesie und Intensivmedizin.