Projekt zur Opioidphysiologie (OPP)

Eine Überdosierung mit Opioiden ist eine der häufigsten Unfalltodesursachen in den USA, wobei die Sterblichkeitsraten in den letzten 20 Jahren stetig gestiegen sind (CDC, 2015). Von den über 22.000 Todesfällen im Zusammenhang mit einer Arzneimittelüberdosierung im Jahr 2011 waren drei Viertel auf Opioid-Analgetika zurückzuführen (Fletcher et al., 2011). Der Anstieg des problematischen Opioidkonsums ging mit einem entsprechenden Anstieg der Einweisungen in Drogenbehandlungen einher (DOHH, 2014). Drogenbehandlungsprogramme konzentrieren sich derzeit auf Verhaltens- und pharmakologische Interventionen zur Aufrechterhaltung der Abstinenz, und der Erfolg wird typischerweise durch Selbstberichte oder Urin-Drogenscreening gemessen (NIDA, 2016). Beide Messmethoden sind durch Faktoren wie Recall-Bias, Verzerrung und mangelnde Präzision eingeschränkt (Fishman et al., 2000). Eine Erkennungsmethode, die den Opioidkonsum in Echtzeit genau erkennt, würde mehrere deutliche Vorteile bieten, darunter die Möglichkeit, Umwelt- und Verhaltenskontexte rund um einen Rückfall zu ermitteln, sowie die Möglichkeit für gezielte Interventionen.

Das aktuelle Projekt zielt darauf ab, den Einsatz neuer Biosensortechnologie zur Erkennung des Opioidkonsums zu untersuchen. Das Ziel der Ermittler besteht darin, 60 Opioid-naive Patienten zu rekrutieren, die sich am College of Dentistry der UTHSC vorstellen. Kandidaten müssen für einen bevorstehenden zahnärztlichen Eingriff eingeplant werden, der eine anschließende Schmerzbehandlung mit oralen Opioid-Medikamenten erfordert. Die Teilnehmer werden vor allen Studienverfahren eingewilligt. Alle Teilnehmerinformationen aus dieser Studie werden streng vertraulich behandelt (z. B. werden keine individuellen Daten an die Fakultät für Zahnmedizin weitergegeben).

Eingeschriebene Teilnehmer füllen Basisfragebögen zu psychologischen und verhaltensbezogenen Risiken des Substanzkonsums aus. Als nächstes werden die Teilnehmer gebeten, den Armbandsensor einen Tag vor der Operation und bis zu 30 Tage nach der Operation oder solange Opioidmedikamente verschrieben werden, zu tragen. Physiologische Messungen werden über den Empatica E4-Armband-Biosensor durchgeführt, der elektrodermale Aktivität, Hauttemperatur und Fortbewegungsdaten misst. Opioidkonsum wird durch Biosensoraktivität erkannt. Die Teilnehmer werden über einen Zeitraum von 6 Monaten in Kohorten von 10 Personen rekrutiert. Alle Studienverfahren werden vom UTHSC IRB genehmigt.

Hilbert-Transformationsanalysen in Kombination mit gepaarten t-Tests werden verwendet, um die Biosensordaten zu vergleichen: (A) innerhalb der Probanden vor und nach der Verabreichung von Opioiden; und (B) zwischen Probanden, wobei Handdominanz, Geschlecht und Verschreibungsdauer kontrolliert werden.

Die Analyseergebnisse werden dem College of Dentistry mitgeteilt und anschließend in einer von Experten begutachteten Veröffentlichung verbreitet.

Rolle der Fakultät für Zahnmedizin:

• Überweisung von Patienten an das Studienteam von Karen Derefinko zur möglichen Rekrutierung in die Studie vor der geplanten Operation.
• Wenn möglich, einem Forschungskoordinator die Zustimmung geben und die Teilnehmer vor Ort in einem verfügbaren privaten Raum befragen.
• Bereitstellung von Verschreibungsdaten (Art, Dosis und Dauer) an das Studienteam mit unterschriebener Einwilligung des Teilnehmers.

Epigenetik:

Umweltexpositionen, einschließlich verschreibungspflichtiger Medikamente und Drogenmissbrauch, können einen deutlichen Einfluss auf das Epigenom haben (Nestler, 2014; Nielsen et al., 2012). Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass der Konsum von Opioiden zu Veränderungen der DNA-Methylierung führt, einer wichtigen epigenetischen Modifikation, die die Genexpression verändern kann. Solche Veränderungen könnten eine mechanistische Rolle bei der Bildung eines „epigenetischen Gedächtnisses“ der Drogenexposition und der Entwicklung einer Abhängigkeit spielen (Doehring et al., 2013; Tuesta & Zhang, 2014). Für diese Studie wird der Koordinator zu Beginn der Studie und bei Nachuntersuchungen Mundschleimhautabstriche (Wangenepithelzellen) von den Studienteilnehmern sammeln. Bukkale Zellen werden nicht-invasiv mit den DNA-Genotek-Probensammelkits (http://www.dnagenotek.com) gesammelt. Anschließend führt der Forscher einen genomweiten DNA-Methylierungstest mit dem Illumina Infinium MethylationEPIC-Array (https://www.illumina.com) durch. Der Prüfer wird die Längsveränderung des Methyloms bewerten, die durch kurzfristigen Opioidkonsum hervorgerufen werden kann.