Investigación de la neurotransmisión de serotonina en usuarios de MDMA mediante el desafío combinado de dexfenfluramina e imágenes PET (DEXFEN_PET)

Introducción: El uso ilícito del psicoestimulante 3,4-metilendioximetanfetamina (MDMA, "éxtasis") se considera un importante problema de salud pública. En Suiza, la proporción de consumidores adolescentes de MDMA ha aumentado continuamente en los últimos años. Según una encuesta representativa de 2002, aproximadamente el 3,3% de los estudiantes de 15 a 16 años en Suiza han tomado MDMA al menos una vez. En comparación con los datos correspondientes de 1994 (1,8%) y 1998 (1,9%), es evidente el aumento del consumo de MDMA entre ellos. En otra encuesta del Instituto Suizo para la Prevención del Alcoholismo y la Drogadicción (SFA/ISPA), el 2,2% de los sujetos entrevistados de forma anónima entre 15 y 39 años informaron experiencias con MDMA. También a nivel mundial, la MDMA se ha convertido en una de las drogas psicoactivas ilegales más utilizadas, con millones de consumidores habituales.

La administración aguda de MDMA produce una liberación rápida y marcada de serotonina (5-HT) a través de la inhibición y reversión del transportador 5-HT. Desde finales de la década de 1980, los estudios en primates no humanos han proporcionado pruebas convincentes de que las dosis altas de MDMA provocan una pérdida neurotóxica sustancial y sostenida a largo plazo de las terminaciones nerviosas exclusivamente 5-HT con un agotamiento asociado de hasta el 95 % de 5-HT en varias regiones del cerebro. Por el contrario, otros sistemas de neurotransmisores como la dopamina o la norepinefrina permanecen intactos. Posteriormente, dos estudios con usuarios de MDMA también mostraron disminuciones selectivas en las concentraciones de ácido 5-hidroxiindolacético en el líquido cefalorraquídeo (LCR), un marcador del agotamiento de 5-HT. Por el contrario, las concentraciones en LCR de ácido homovanílico o 3-metoxi-4-hidroxifenilglicol, los principales metabolitos de la dopamina y la norepinefrina, permanecieron sin cambios. Algunos estudios de imágenes con radioligandos serotoninérgicos mostraron densidades reducidas del transportador 5-HT (SERT) en las regiones cerebrales corticales y subcorticales de los consumidores de MDMA. Además, los estudios electrofisiológicos también han sugerido alteraciones del sistema 5-HT en usuarios habituales de MDMA. Sin embargo, la mayoría de estos hallazgos en humanos han sido fuertemente criticados por fallas metodológicas (p. tamaños de muestra pequeños o falta de especificidad de los radioligandos aplicados). En consecuencia, todavía no hay pruebas convincentes de una neurotoxicidad serotoninérgica selectiva de la MDMA en humanos. Además, el mecanismo de neurotoxicidad de la MDMA en animales aún está en debate.

A pesar de estas reservas, se ha demostrado consistentemente que los usuarios de MDMA muestran deficiencias relacionadas con la dosis de la memoria verbal y visual-espacial, y deficiencias de las funciones ejecutivas y la cognición para la toma de decisiones. Hasta el momento, la base neuroanatómica de estos déficits neuropsicológicos y su relación con la depleción de 5-HT siguen sin estar claras.

Sobre la base de datos en animales, es probable que la MDMA en dosis altas o acumulativas dañe las neuronas 5-HT en el cerebro humano. Sin embargo, debido a una multitud de problemas metodológicos y una cantidad limitada de estudios realizados en seres humanos, aún no se pueden establecer conclusiones firmes sobre si la exposición crónica a MDMA produce un síndrome de deficiencia de 5-HT de larga duración, con los consiguientes riesgos neuropsiquiátricos. Para abordar aún más la supuesta neurotoxicidad de la MDMA en el cerebro humano, proponemos que, además de los estudios de mapeo de receptores actuales, los nuevos ensayos funcionales de neurotransmisión serotoninérgica pueden ser útiles para aclarar este problema. Específicamente, sugerimos que los estudios de desafío con 5-HT que utilizan tomografía por emisión de positrones (PET) junto con el liberador de serotonina dexfenfluramina [(+)FEN] pueden probar la integridad funcional del sistema 5-HT en el cerebro humano vivo.

Objetivos: Para superar los impedimentos de los estudios de imágenes anteriores, proponemos utilizar un enfoque más directo para evaluar la integridad de la función serotoninérgica en el cerebro humano. El mapeo del receptor 5-HT2A con PET y [18F]-altanserina, en combinación con la provocación con (+)FEN, se utilizará para investigar la capacidad de liberación de 5-HT en usuarios actuales y anteriores de MDMA en comparación con los sujetos de control sin tratamiento previo.

Anticipamos que la comparación de la unión específica cambiada de [18F]-altanserina a los receptores 5-HT2A luego de la liberación de 5-HT inducida por (+)FEN revelará si el abuso crónico de MDMA conduce a alteraciones funcionales en el cerebro humano, y si MDMA los usuarios enfrentan un mayor riesgo de desarrollar un síndrome de deficiencia crónica de serotonina, posiblemente asociado con deterioro cognitivo y depresión o ansiedad. Nuestro marcador biológico para la función de 5-HT in vivo nos permitirá mapear topográficamente la liberación regional de 5-HT y, por lo tanto, determinar si el agotamiento hipotético de 5-HT tiene consecuencias globales o focales para la acción de (+)FEN. Las supuestas consecuencias funcionales (regulación afectiva, cognición y comportamiento) pueden vincularse a regiones de transmisión reducida de 5-HT.

Al investigar a los usuarios actuales y anteriores de MDMA, evaluaremos la reversibilidad del agotamiento de 5-HT. Además, nuestra técnica de imagen PET/desafío (+)FEN puede revelar regiones de mayor transmisión de 5-HT debido a la hiperinervación de las dendritas 5-HT ("brotes"), como ocurre en los primates tratados con MDMA.

En el curso del estudio PET, también mediremos la capacidad cognitiva (p. atención, memoria visual y de trabajo, aprendizaje, función ejecutiva) y funciones afectivas (p. ansiedad, impulsividad), sospechosas de estar alteradas por el uso crónico de MDMA. Usando análisis correlacionales, nuestro objetivo es determinar si las regiones circunscritas de la función alterada de 5-HT están asociadas con deficiencias específicas en los parámetros cognitivos y/o conductuales.

Estado actual del proyecto y datos piloto: La radiosíntesis del trazador [18F]-altanserina se estableció y validó de acuerdo con las pautas GMP. El estudio y el uso de (+)FEN y [18F]-altanserina ya han sido aprobados por el comité de ética local, Swissmedic y la Oficina Federal de Salud Pública de Suiza (BAG). Además, se examinaron más de 50 usuarios actuales y anteriores de MDMA y 20 sujetos de control sin experiencia previa con drogas, y se encontró que cumplían con los criterios generales de inclusión. Aplicamos nuestro método a cuatro voluntarios humanos sanos para probar nuestro concepto. Las exploraciones PET se corrigieron por metabolitos y se normalizaron de acuerdo con el método gráfico de Logans. El análisis de las regiones de interés se realizó con PMOD. Descubrimos que el volumen de distribución aparente (DV) de [18F]-altanserina disminuyó considerablemente en todas las regiones del cerebro en aproximadamente un 11 a 15%. Por lo tanto, el método propuesto es adecuado para investigar la capacidad de liberación de 5-HT en humanos.

Hipótesis de trabajo: planteamos la hipótesis de que la liberación de 5-HT provocada por (+)FEN alterará perceptiblemente la disponibilidad de los receptores 5-HT2A para [18F]-altanserina, con un patrón que revela la vulnerabilidad espacialmente heterogénea de las inervaciones de 5-HT a la MDMA. Predecimos que [18F]-altanserin DV disminuirá después del desafío (+)FEN en menor medida en los usuarios actuales de MDMA en comparación con los sujetos de control sin experiencia en MDMA. Sobre la base de datos en animales y estudios recientes de neuroimagen en humanos, planteamos la hipótesis de que la recuperación funcional en los ex usuarios de MDMA se manifestará mediante una normalización o un exceso de la capacidad de liberación de serotonina.

La neurotransmisión de 5-HT no se reducirá de manera homogénea en los usuarios crónicos de MDMA, pero los efectos tóxicos serán más evidentes en la corteza frontal y las estructuras subcorticales, como el núcleo caudado y el tálamo; estas regiones están inervadas por fibras finas que surgen de los núcleos del rafe dorsal que son especialmente sensibles a la neurotoxicidad de MDMA en primates no humanos. Sobre la base de los resultados de estudios recientes en humanos, anticipamos además un deterioro relacionado con la dosis de las funciones cognitivas, especialmente de la memoria y el aprendizaje, así como un aumento del estado de ansiedad en los usuarios actuales de MDMA, seguido de una mejora después de dejar el consumo de drogas, aunque la recuperación puede ser incompleto Finalmente, planteamos la hipótesis de que el grado de deterioro de las funciones cognitivas se correlacionará significativamente con la reducción medida de la función 5-HT.

Diseño del estudio: para comparar la neurotransmisión de 5-HT en usuarios actuales de MDMA, ex usuarios de MDMA y sujetos de control sin experiencia en MDMA, 16 sujetos por grupo serán examinados con [18F]-altanserina PET en dos condiciones. En dos días, separados por un intervalo de 7 días, los sujetos recibirán, en orden aleatorio, placebo o 60 mg (+)FEN. Dos horas más tarde, los sujetos se colocarán en el GE PET/CT con la cabeza parcialmente inmovilizada. Después de la adquisición de una tomografía computarizada de transmisión de dosis baja, se administrará [18F]-altanserina (250 MBq, alta actividad específica) por vía intravenosa como un bolo durante 30 segundos, y los datos dinámicos de PET se adquirirán durante 90 minutos como una serie de 36 fotogramas. aumentando su duración de un minuto a diez minutos. Posteriormente, los sujetos se someterán a una serie de tareas cognitivas de la Batería Automatizada de Pruebas Neuropsicológicas de Cambridge (CANTAB). Además, las posibles reacciones afectivas a la liberación de 5-HT, las diferencias de grupo anticipadas y el curso temporal de la reacción afectiva se evaluarán mediante el uso repetido de cuestionarios psicométricos, específicamente el Inventario de Ansiedad Estado-Rasgo (STAI) y la Escala de Calificación del Estado de Ánimo Adjetivo (AMRS). ). A intervalos durante la exploración extendida y las pruebas cognitivas, se recolectarán muestras de sangre venosa para analizar las concentraciones de (+)FEN, prolactina y cortisol mediante procedimientos clínicos estándar. Las respuestas neuroendocrinas se correlacionarán con la PET individual y los resultados de las pruebas neuropsicológicas.

Sujetos y procedimiento de selección: Los participantes del estudio se reclutan mediante folletos distribuidos en lugares asociados con la escena "techno" y "rave" en Zúrich, con la ayuda de asociaciones locales involucradas en la prevención/información de drogas y reducción de daños. Los grupos experimentales se emparejan por sexo, edad y consumo de cannabis. Dieciséis sujetos de ambos sexos, de 18 a 35 años de edad, serán reclutados para cada uno de los siguientes tres grupos experimentales: 1) Consumidores actuales de MDMA (autoestimación de uso de por vida de ≥ 50 tabletas de "Éxtasis", la última ingesta data de hace las últimas 4 semanas), 2) antiguos usuarios de MDMA (uso de por vida autoestimado de ≥ 50 tabletas, pero los sujetos habrán dejado de usar éxtasis durante al menos un año antes de la inclusión), y 3) sujetos de control sin experiencia en MDMA.

La salud de los sujetos se determinará mediante un examen médico general que incluya un electrocardiograma y parámetros estándar de laboratorio. Para excluir sujetos con condiciones psiquiátricas actuales o pasadas, todos los sujetos serán evaluados y diagnosticados por un psicólogo clínico utilizando el SKID-I. Durante los reclutamientos, a los sujetos potenciales se les proporcionará amplia información sobre la administración de (+)FEN, las pruebas neuropsicológicas, las medidas de PET y los riesgos asociados (radiación), y luego se les invitará a dar su consentimiento informado por escrito. La responsabilidad especial está cubierta por el seguro hospitalario para todos los sujetos que participan en este proyecto. El embarazo es un criterio de exclusión; todas las posibles sujetos de prueba femeninas deberán aceptar realizar una prueba de embarazo antes de ingresar al estudio.

Se registrará un historial detallado del uso de drogas psicoactivas, incluido el tipo de drogas, el primer y último uso y el uso total estimado. Todos los sujetos deberán aceptar abstenerse de usar cualquier droga psicoactiva (excepto nicotina y cannabis) durante al menos dos semanas antes de la primera exploración PET. Al comienzo de cada uno de los dos días experimentales, se recolectarán muestras de orina y se analizarán para detectar la presencia de drogas psicoactivas o metabolitos.

Relevancia del proyecto: Nuestra metodología nos permitirá evaluar cuantitativamente las funciones serotoninérgicas en el cerebro humano vivo. La nueva combinación de liberación de 5-HT inducida por (+)FEN de las vesículas de almacenamiento intracelular y la posterior evaluación por PET de la unión de [18F]-altanserina alterada competitivamente en los receptores postsinápticos 5-HT2A proporcionará un marcador biológico más directo de la función de la serotonina in vivo de lo que ha estado disponible hasta ahora. Al aplicar este nuevo enfoque de neuroimagen de desafío farmacológico/PET a grupos de usuarios actuales y anteriores de MDMA, podremos obtener nuevos conocimientos importantes sobre las consecuencias funcionales debatidas del uso de MDMA, especialmente en relación con la controversia sobre la reversibilidad de los cambios de 5-HT después del cese del uso de MDMA. El mapeo topográfico de la liberación regional de 5-HT luego del desafío (+)FEN en dos grupos de usuarios de MDMA y en una cohorte sin experiencia previa con las drogas ayudará a evaluar el tema polémico si los usuarios crónicos de MDMA enfrentan el riesgo de desarrollar una deficiencia global de 5-HT síndrome caracterizado por cambios cognitivos y afectivos. La finalización exitosa de este proyecto debería tener implicaciones útiles para la educación pública y la reducción de daños con respecto al uso de MDMA, y también puede facilitar el desarrollo de posibles opciones de tratamiento para usuarios crónicos de MDMA.