Reversible Effekte der oralen Kontrazeptiva-Absetzung auf die serotonerge Neurotransmission (REVERSE)

• Hintergrund:

Große registerbasierte Studien haben gezeigt, dass die Einleitung kombinierter oraler Kontrazeptiva (KOK) mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung depressiver Episoden verbunden ist. Die biologischen Mechanismen, die dieser Assoziation zugrunde liegen, bleiben unklar, aber Veränderungen im serotonergen Hirnsystem könnten eine Rolle spielen. Die Forscher haben gezeigt, dass die KOK-Anwendung die globalen zerebralen Serotonin-4-Rezeptor (5-HT4R)-Spiegel bei gesunden Frauen reduziert. Das Ausmaß dieses Unterschieds ist vergleichbar mit dem, was bei Personen mit Depression im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen beobachtet wurde.

Diese Studie zielt darauf ab, zu bestimmen, ob die Absetzung von KOK (KOKa) zu einer Erholung der 5-HT4R-Hirnspiegel führt und in welchem Zeitrahmen dies auftreten kann. Darüber hinaus untersucht sie andere potenzielle neurobiologische Effekte der KOKa und wie diese auf relevante Signaturen mentaler Zustände abbilden, einschließlich Stimmung, Gedächtnisfunktion und sexuellem Verlangen. Wir gehen davon aus, dass diese Arbeit das Verständnis dafür, ob KOK-Effekte auf die serotonerge Hirnbiologie reversibel sind und ob solche Erkenntnisse neue präventive und therapeutische Möglichkeiten bei Depressionen bieten könnten, erheblich voranbringen wird.

- Studiendesign: Die Forscher werden eine randomisierte kontrollierte Studie durchführen, die Hirnveränderungen nach KOKa über einen Zeitraum von bis zu einem Jahr untersucht. Die Forscher werden bis zu 60 gesunde Frauen (oder bis 25 Frauen in jedem Arm die Nachbeobachtung abgeschlossen haben) im Alter von 18-39 Jahren einschließen, die ein KOK der zweiten Generation (enthält 150 ug Levonorgestrel und 30 ug Ethinylestradiol) verwenden und dies mindestens drei Monate lang getan haben. Die Teilnehmerinnen werden das gleiche Untersuchungsprogramm zu Studienbeginn und bei der Nachbeobachtung durchlaufen, das aus PET (nur KOK-Absetzerinnen) und MRT/fMRT-Hirnscans, einem oralen Glukosetoleranztest, neuropsychologischen Tests, der Sammlung von Blut-, Speichel- und Stuhlproben sowie der Ausfüllung von Fragebögen zu verschiedenen merkmals- und zustandsbezogenen Maßen besteht, einschließlich eines Monats zu Studienbeginn und bei der Nachbeobachtung mit täglichen Fragebögen zur Messung psychometrischer Werte von Stimmung/Affekt, sexuellem Verlangen und Schlafqualität.

Der Zeitpunkt der Nachbeobachtungsbewertung wird durch ein adaptiertes gruppensequentielles Design bestimmt; die ersten 15 KOK-Absetzerinnen und 15 KOK-Fortsetzerinnen werden auf Woche 8-24 nach Absetzung/Fortsetzung verteilt. Danach wird eine geplante Bewertung des PET-Ergebnisses bestimmen, ob die letzten 10 KOK-Absetzerinnen und 10 Fortsetzerinnen ihre Nachbeobachtung innerhalb von Woche 1-7 oder Woche 8-52 nach Absetzung verteilt haben (siehe weitere Details unter "Statistischer Analyseplan"). Dieses Verfahren ermöglicht einen informierten Zeitpunkt der späteren Scans, um eine Schätzung der Erholungszeit für 5-HT4R-Spiegel besser zu erfassen. Frauen, die der KOK-Fortsetzung (KOKf) zugeteilt werden, werden ihren Nachbeobachtungszeitpunkt ungefähr an eine KOK-Absetzerin angepasst haben. Zusätzlich wird der Zeitpunkt der Nachbeobachtung während der aktiven Pillenphase für KOK-Fortsetzerinnen und während der Follikelphase für KOK-Absetzerinnen liegen, falls der Menstruationszyklus zurückgekehrt ist. Dies wird basierend auf dem Pillenzyklus (KOK-Fortsetzerinnen) und dem gemeldeten ersten Blutungstag, der Menstruationszykluslänge und LH-Tests während der Nachbeobachtung (KOK-Absetzerinnen) geplant. Für letzteren Fall kann eine Anpassung des Nachbeobachtungsdatums aufgrund unregelmäßiger Zyklen erfolgen. Da der Zeitpunkt der Nachbeobachtungsbewertung jeder Teilnehmerin auch mit persönlichem Kalender und Verfügbarkeit von Scan-Zeiten übereinstimmen muss, erlauben wir, dass die Nachbeobachtung von den geplanten Zyklustagen abweicht.

- Randomisierung: Die Teilnehmerinnen werden im Verhältnis 1:1 in zufälligen Blockgrößen (z.B. 2, 4, 6 und 8) entweder KOKa oder KOKf zugeteilt. Die Randomisierung wird von einem Verwaltungsmitarbeiter der Neurobiology Research Unit (Rigshospitalet, Dänemark) durchgeführt, der ansonsten nicht an der Studie oder Rekrutierung beteiligt ist.

- Bewertung der Compliance: Eine Pillenzählung wird in jedem Pillenzyklus durchgeführt. Die Teilnehmerinnen müssen den Forschern mitteilen, wenn sie während der Studie vergessen, eine Pille einzunehmen. Nicht-Compliance ist definiert als >2 vergessene Pillen in einem Zyklus. Wenn während des Basis- oder Nachbeobachtungspillenzyklus mehr als zwei Pillen vergessen werden, wird die Teilnehmerin gefragt, ob sie bereit ist, ihre Bewertung auf den nächsten Pillenzyklus zu verschieben.

- Statistischer Analyseplan: Die Forscher verwenden ein gruppensequentielles Design, bei dem sie planen, zwei sequenzielle Analysen durchzuführen, einschließlich einer Zwischenanalyse, nachdem 60% der PET-Scans erworben wurden (d.h. nachdem 15 Teilnehmerinnen zu Studienbeginn und bei der Nachbeobachtungswoche 8-24 PET-gescannt wurden), um zu entscheiden, ob die letzten 10 innerhalb von Woche 1-7 oder Woche 8-52 erneut gescannt werden sollten. Wenn die Nullhypothese in der Zwischenanalyse abgelehnt wird (d.h., sie beobachten eine Veränderung gegenüber dem Ausgangswert), dann werden die letzten 10 innerhalb von Woche 1-7 nach KOKa gescannt, aber wenn sie nicht abgelehnt wird (d.h., sie beobachten keine Veränderung gegenüber dem Ausgangswert), werden sie innerhalb von Woche 8-52 nach KOKa gescannt. Nur im letzteren Fall werden alle Scans in den primären Zieltest einbezogen, d.h. um zu bestimmen, ob es einen Anstieg der 5-HT4R-Bindung in Nucleus caudatus, Putamen und Hippocampus von Studienbeginn bis Woche 8 oder länger nach KOKa gibt (im ersteren Fall wäre die Nullhypothese bereits mit 15 Teilnehmerinnen abgelehnt worden). Um den erhöhten Typ-I-Fehler aufgrund von zwei geplanten Tests zu berücksichtigen, werden sie das Alpha-Niveau (Signifikanzniveau) für jeden Test unter Verwendung der Alpha-Spending-Funktion (α*(t) = α ln(1 + (e - 1)t) korrigieren, die der Pocock-Korrektur ähnelt, aber der Zeitpunkt der Analyse muss nicht im Voraus festgelegt werden, d.h., sie ist flexibler bei unvorhergesehenen Problemen mit der Datenerfassung. Aus der Entscheidung, die letzten 10 Scans früh oder spät zu verteilen, sind sie in der Lage, den Zeitpunkt der Scans zu optimieren, um uns zu ermöglichen, zu bestimmen, in welchem Zeitrahmen das 5-HT4R-Niveau auf das alterskorrigierte Niveau zurückkehrt, das bei etwa 18 prämenopausalen Frauen beobachtet wurde, die noch nie hormonelle Kontrazeptiva verwendet hatten (sekundäre Hypothese).

Um die primäre Hypothese zu testen, werden sie einen einseitigen Test durchführen, indem sie ein latentes Variablenmodell auf log-transformierten 5-HT4R-Bindungspotentialen in Nucleus caudatus, Putamen und Hippocampus verwenden, um die Veränderung gegenüber dem Ausgangswert nach KOKa, angepasst an die Veränderung der injizierten Tracermasse pro kg Körpergewicht, zu schätzen. Angepasste p-Werte, Konfidenzintervalle und median-unverzerrte Schätzungen werden gemäß stufenweiser Ordnung berechnet.

Um die sekundäre Hypothese zu testen, werden sie zuerst zwei latente Variablenmodelle modellieren, eines, das die rücktransformierte Veränderung im Log des globalen 5-HT4R-Bindung zwischen Nachbeobachtung und Studienbeginn bestimmt, und das andere, das die rücktransformierte Differenz im Log der globalen 5-HT4R-Bindung zwischen prämenopausalen Frauen, die nie hormonelle Kontrazeptiva verwendet haben (d.h., eine andere Kohorte), und dem Ausgangswert (d.h., aus der aktuellen Kohorte) bestimmt. Beide latenten Variablen werden über Nucleus caudatus, Putamen und Hippocampus geschätzt, wobei im ersten Modell für die Veränderung der injizierten Tracermasse pro kg Körpergewicht und im zweiten Modell für die injizierte Tracermasse pro kg Körpergewicht und das alterszentrierte Alter um das mittlere Alter bei der Nachbeobachtung (d.h., für die aktuelle Kohorte) angepasst wird. Danach werden sie die Veränderung der globalen 5-HT4R-Bindung über die Zeit auswerten, indem sie die rücktransformierten Schätzungen der Veränderung (bezeichnet als Y) als Funktion der Zeit seit Absetzung (bezeichnet als x) unter Verwendung des folgenden logarithmischen Modells verwenden: Y(x)=(Ymax*Y0)/((Ymax-Y0)*e^((-k*x))+Y0), wobei nur die Geschwindigkeitskonstante k unter Verwendung der 'Veränderung der globalen Bindung' und nicht-linearer kleinster Quadrate angepasst wird. Die anderen beiden Parameter Y0 und Ymax werden jeweils auf 1 und auf die rücktransformierte mittlere globale 5-HT4R-Differenz aus dem zweiten latenten Variablenmodell gesetzt. Basierend auf dem angepassten Modell werden wir die Zeit x schätzen, sodass die modellierte mittlere Veränderung, Y(x), gleich 90% der im zweiten latenten Variablenmodell beobachteten mittleren globalen Differenz (Y0+0,9·(Ymax-Y0)/Y0) ist, um eine Schätzung zu geben, wann die 5-HT4R-Bindung "erholt" hat. Wenn die Modellanpassung schlecht ist, werden alternative Modelle ausgewertet, einschließlich des logarithmischen Modells ohne Verwendung eines vordefinierten Ymax (d.h., es wird vom Modell geschätzt) oder eines linearen Modells mit Zeit auf oder nicht auf der Log-Skala. Wenn ein lineares Modell verwendet wird, wird die Zeit bis zur Erholung zu dem Zeitpunkt sein, an dem die lineare Funktion gleich Ymax ist.

Für domänenspezifische Hypothesen (siehe Hypothesen unten) werden wir Veränderungswerte vergleichen, die für Ausgangswerte angepasst sind (außer für die Gedächtnis-Encodierung-fMRT-Domäne, wo nur Nachbeobachtungsdaten gesammelt werden). Wenn es sich als relevant erweist, vom ursprünglichen statistischen Plan abzuweichen, werden wir dies in allen Veröffentlichungen dieser Studie detailliert berichten.

- Stichprobenumfangsberechnung: Berechnungen basierend auf der Intra-Subjekt-Variabilität der 5-HT4R-Bindung von 40 prämenopausalen Frauen mit Scan-Rescan zeigen, dass mit zwei geplanten sequenziellen Analysen, einschließlich 60% bzw. 100% der geplanten Scans, und mit einer Power von 80%, einer gesamten gewünschten Typ-I-Fehlerrate von 0,05 (einseitig), die Alpha-Niveaus 0,035 bzw. 0,028 für die Zwischen- und Endanalyse wären. Damit sind wir in der Lage, einen Unterschied von 8,2-9,5% (Zwischenanalyse) bzw. 6,5-7,5% (Endanalyse) im Bindungspotential in Nucleus caudatus, Putamen und Hippocampus für die Zwischen- bzw. Endanalyse zu erkennen. Wir werden bis zu 60 Teilnehmerinnen einschließen (oder bis mindestens 25 in beiden Armen Studienbeginn und Nachbeobachtung abgeschlossen haben), um eine Dropout-Rate von 20% zu ermöglichen. Die primären Analysen werden als Vollständige-Fall-Analyse behandelt. Fehlende Daten sowie Dropouts werden in den relevanten Veröffentlichungen berichtet.

• Hypothesen:

• Primäre Hypothese:

  5-HT4R-Bindung in Nucleus caudatus, Putamen und Hippocampus steigt von Studienbeginn bis zur Nachbeobachtung ≥ Woche 8 nach KOKa.

• Sekundäre Hypothesen:

  5-HT4R-Bindung in Nucleus caudatus, Putamen und Hippocampus hat sich innerhalb von 12 Monaten nach KOKa auf das Niveau bei prämenopausalen Frauen, die nie hormonelle Kontrazeptiva verwendet haben, "restauriert".

• Zusätzliche domänenspezifische Hypothesen
• Gedächtnis-Encodierung I. KOKa im Vergleich zu KOKf verbessert die verbale Gedächtnisleistung. II. KOKa im Vergleich zu KOKf führt zu größerer hippocampaler Hirnaktivierung während Gedächtnis-Encodierungsaufgabe.
• Insulinsensitivität III. KOKa im Vergleich zu KOKf verbessert periphere und zerebrale Insulinsensitivität. IV. KOKa im Vergleich zu KOKf führt zu größerer hypothalamischer BOLD-Signalreduktion nach oraler Glukoselast.
• Hedonische Gesundheit V. KOKa im Vergleich zu KOKf erhöht striatale Belohnungsreaktion VI. KOKa im Vergleich zu KOKf erhöht sexuelles Verlangen
• Angst VII. KOKa im Vergleich zu KOKf verringert Angstniveaus.
• Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achsen-Dynamik VIII. KOKa im Vergleich zu KOKf erhöht Cortisol-Aufwachreaktion.
• Entzündungssystem IX. KOKa im Vergleich zu KOKf verringert extra-neuronale mittlere Diffusivität. XI: KOKa im Vergleich zu KOKf erhöht Kynurensäure und Kynurensäure/Chinolinsäure-Verhältnis und verringert pro-inflammatorische Marker.
• Hirnstruktur XII. KOKa im Vergleich zu KOKf führt zu einer Zunahme der Grauen-Materie-Volumina des (Para)Hippocampus und präfrontalen Kortex.
• Nicht-zielorientierte Hirnnetzwerk-Organisation XIII. KOKa im Vergleich zu KOKf verändert Ruhezustands-funktionelle Konnektivitäts-Hirnnetzwerke.
• Darmmikrobiom XIV. KOKa im Vergleich zu KOKf verändert Darmmikrobiom und darmmikrobiota-abgeleitete Metaboliten.
• Schlaf:

XV: KOKa im Vergleich zu KOKf verbessert Schlaf.

• Ethische Überlegungen:

Exposition gegenüber Radioaktivität während der PET-Scans: Die Gesamtexposition wird 10 mSv nicht überschreiten, was 3 Jahren natürlicher Hintergrundstrahlung in Dänemark entspricht, was im Lichte des neuen Wissens, das diese Studie generieren kann, gesehen werden sollte.

Risiko ungewollter Schwangerschaften in der KOKa-Gruppe. Diejenigen, die KOK absetzen, sind in der Lage, andere Vorkehrungen zu treffen, und sie werden gründlich darüber informiert, während des Geschlechtsverkehrs Schutz zu verwenden. Dafür werden wir während der Studienzeit Kondome kostenlos anbieten.

Die Studie wird in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt.