A szerotonin neurotranszmissziójának vizsgálata MDMA-használóknál kombinált dexfenfluramin-kihívás és PET-képalkotás alkalmazásával (DEXFEN_PET)

Bevezetés: A pszichostimuláns 3,4-metilén-dioxi-metamfetamin (MDMA, "ecstasy") tiltott használata jelentős közegészségügyi problémának számít. Svájcban az elmúlt években folyamatosan nőtt a tizenéves MDMA-felhasználók aránya. Egy 2002-es reprezentatív felmérés szerint Svájcban a 15-16 éves diákok körülbelül 3,3%-a vett már legalább egyszer MDMA-t. Az 1994-es (1,8%) és az 1998-as (1,9%) megfelelő adatokhoz képest az MDMA-használat növekedése a körében nyilvánvaló. A Svájci Alkoholizmus és Kábítószer-függőség Megelőző Intézete (SFA/ISPA) egy másik felmérésében a 15 és 39 év közötti névtelenül megkérdezett alanyok 2,2%-a számolt be MDMA-val kapcsolatos tapasztalatáról. Szintén világszerte az MDMA az egyik legszélesebb körben használt illegális pszichoaktív kábítószerré vált, több millió rendszeres felhasználóval.

Az MDMA akut beadása a szerotonin (5-HT) gyors és jelentős felszabadulását eredményezi az 5-HT transzporter gátlásán és megfordításán keresztül. Az 1980-as évek vége óta a főemlősökön végzett vizsgálatok meggyőző bizonyítékot szolgáltattak arra vonatkozóan, hogy az MDMA nagy dózisai a kizárólag az 5-HT idegvégződések jelentős és tartós, hosszú távú neurotoxikus elvesztését okozzák, amihez az 5-HT akár 95%-os kimerülése is társul. több agyi régióban. Ezzel szemben más neurotranszmitter rendszerek, például a dopamin vagy a noradrenalin sértetlenek maradnak. Ezt követően két, MDMA-felhasználókkal végzett vizsgálat is kimutatta az 5-hidroxi-indol-ecetsav, az 5-HT kimerülésének markere, a cerebrospinális folyadék (CSF) koncentrációjának szelektív csökkenését. Ezzel szemben a homovanillinsav vagy a 3-metoxi-4-hidroxi-fenil-glikol, a dopamin és a noradrenalin fő metabolitjainak CSF-koncentrációi nem változtak. Néhány képalkotó vizsgálat szerotonerg radioligandumokkal csökkent 5-HT transzporter (SERT) denzitást mutatott az MDMA-használók kortikális és szubkortikális agyi régióiban. Ezen túlmenően, az elektrofiziológiai vizsgálatok az 5-HT rendszer megváltozását is javasolták az MDMA rendszeres használóinál. Az embereknél tapasztalt eredmények többségét azonban erősen kritizálták módszertani hibák miatt (pl. kis mintaméret vagy az alkalmazott radioligandumok specifitásának hiánya). Következésképpen még nincs meggyőző bizonyíték az MDMA szelektív szerotonerg neurotoxicitására emberekben. Ezenkívül az MDMA neurotoxicitásának mechanizmusa állatokban még mindig vita tárgyát képezi.

E fenntartások ellenére következetesen bebizonyosodott, hogy az MDMA-felhasználók a verbális és vizuális-térbeli memória dózisfüggő károsodásait, valamint a végrehajtó funkciók és a döntéshozatali kogníció károsodását mutatják. Eddig ezeknek a neuropszichológiai hiányosságoknak a neuroanatómiai alapja és kapcsolatuk az 5-HT kimerüléssel tisztázatlan.

Állati adatok alapján valószínű, hogy az MDMA nagy vagy kumulatív dózisban károsítja az 5-HT neuronokat az emberi agyban. A módszertani problémák sokasága és a humán alanyokon végzett vizsgálatok korlátozott száma miatt azonban még nem lehet határozott következtetéseket levonni arról, hogy a krónikus MDMA-expozíció hosszan tartó 5-HT-hiányos szindrómát okoz-e, ami ennek következtében neuropszichiátriai kockázatokkal jár. Az MDMA feltételezett neurotoxicitásának további kezelése érdekében az emberi agyban azt javasoljuk, hogy a jelen receptor-térképezési vizsgálatokon kívül a szerotonerg neurotranszmisszió új funkcionális vizsgálatai hasznosak lehetnek ennek a kérdésnek a tisztázásában. Konkrétan azt javasoljuk, hogy a pozitronemissziós tomográfiát (PET) és a dexfenfluramin [(+)FEN] szerotoninfelszabadító szerrel együtt alkalmazó 5-HT kihívást jelentő vizsgálatok teszteljék az 5-HT rendszer funkcionális integritását az élő emberi agyban.

Célok: A korábbi képalkotó vizsgálatok akadályainak leküzdésére egy közvetlenebb megközelítést javasolunk az emberi agy szerotonerg funkcióinak integritásának felmérésére. Az 5-HT2A receptor feltérképezését PET-tel és [18F]-altanszerinnel, valamint (+)FEN-kihívással kombinálva kell használni az 5-HT felszabadulási kapacitás vizsgálatára az MDMA jelenlegi és korábbi használóinál, összehasonlítva a gyógyszer-naiv kontroll alanyokkal.

Arra számítunk, hogy a [18F]-altanszerin 5-HT2A receptorokhoz való megváltozott specifikus kötődésének összehasonlítása a (+)FEN által kiváltott 5-HT felszabadulást követően megmutatja, hogy az MDMA krónikus visszaélése vezet-e funkcionális változásokhoz az emberi agyban, és ha az MDMA a felhasználók fokozott kockázattal szembesülnek a krónikus szerotoninhiány-szindróma kialakulásának kockázatával, amely valószínűleg kognitív károsodáshoz, depresszióhoz vagy szorongáshoz kapcsolódik. Az 5-HT funkcióra vonatkozó biológiai markerünk in vivo lehetővé teszi számunkra a regionális 5-HT felszabadulás topográfiai feltérképezését, és ezáltal annak meghatározását, hogy a feltételezett 5-HT kimerülés globális vagy fokális következményekkel jár-e a (+)FEN működésére. A feltételezett funkcionális következmények (a szabályozás, a megismerés és a viselkedés befolyásolása) a csökkent 5-HT átviteli régiókhoz köthetők.

A jelenlegi és korábbi MDMA felhasználók vizsgálatával felmérjük az 5-HT kimerülésének reverzibilitását. Ezenkívül a (+)FEN kihívás/PET képalkotó technikánk feltárhatja az 5-HT dendritek hiperinnervációja ("csírázás") következtében megnövekedett 5-HT transzmissziós régiókat, amint az MDMA-val kezelt főemlősöknél előfordul.

A PET vizsgálat során a kognitív (pl. figyelem, vizuális és munkamemória, tanulás, végrehajtó funkció) és affektív funkciók (pl. szorongás, impulzivitás), feltehetően a krónikus MDMA-használat miatt megváltozott. Korrelációs elemzések segítségével azt a célt tűztük ki, hogy meghatározzuk, hogy a megváltozott 5-HT funkció körülhatárolt régiói összefüggésben állnak-e a kognitív és/vagy viselkedési paraméterek specifikus károsodásával.

A projekt jelenlegi állása és kísérleti adatok: A nyomjelző [18F]-altanserin radioszintézisét a GMP irányelvek szerint állapították meg és validálták. A (+)FEN és a [18F]-altanserin vizsgálatát és használatát a helyi etikai bizottság, a Swissmedic és a Svájci Szövetségi Közegészségügyi Hivatal (BAG) már jóváhagyta. Ezen túlmenően több mint 50 jelenlegi és korábbi MDMA-használót, valamint 20 naiv kábítószerrel kezelt kontroll alanyt vizsgáltak meg, és megállapították, hogy megfelelnek az általános felvételi kritériumoknak. Módszerünket négy egészséges önkéntesen alkalmaztuk elképzelésünk bizonyítására. A PET-vizsgálatokat Logans grafikus módszerrel metabolitkorrigáltuk és normalizáltuk. Az érdeklődésen alapuló elemzési régiók PMOD-val készültek. Azt találtuk, hogy a [18F]-altanszerin látszólagos eloszlási térfogata (DV) erősen, körülbelül 11-15%-kal csökkent az agy minden régiójában. Így a javasolt módszer alkalmas az 5-HT felszabadulási kapacitás vizsgálatára emberekben.

Munkahipotézisek: Feltételezzük, hogy a (+)FEN által kiváltott 5-HT felszabadulás észrevehetően megváltoztatja az 5-HT2A receptorok elérhetőségét a [18F]-altanszerin számára, és egy mintázat az 5-HT beidegzések MDMA-val szembeni térbeli heterogén sebezhetőségét mutatja. Azt jósoljuk, hogy a [18F]-altanserin DV a (+)FEN kihívást követően kisebb mértékben csökken a jelenlegi MDMA-használóknál, mint az MDMA-naiv kontroll alanyoknál. Az állatokon végzett adatok és a közelmúltban végzett neuroimaging vizsgálatok alapján azt feltételezzük, hogy a korábbi MDMA-használók funkcionális helyreállítása a szerotonin felszabadulási kapacitás normalizálódásában vagy túllépésében nyilvánul meg.

Az 5-HT neurotranszmisszió nem csökken homogénen a krónikus MDMA-használókban, de a toxikus hatások a legnyilvánvalóbbak a frontális kéregben és a kéreg alatti struktúrákban, például a caudatus nucleusban és a thalamusban; ezeket a régiókat a dorsalis raphe magokból származó finom rostok beidegzik, amelyek nem humán főemlősökben különösen érzékenyek az MDMA neurotoxicitására. A közelmúltban végzett humán vizsgálatok eredményei alapján a kognitív funkciók, különösen a memória és a tanulás, dózisfüggő károsodására, valamint a jelenlegi MDMA-használók fokozott állapotszorongására számítunk, amit a kábítószer-használat abbahagyása utáni javulás követ, bár a felépülés lehetséges. hiányos legyen. Végül azt feltételezzük, hogy a kognitív funkciók károsodásának mértéke szignifikánsan korrelál az 5-HT funkció mért csökkenésével.

A vizsgálat tervezése: A jelenlegi MDMA-használók, korábbi MDMA-használók és MDMA-naiv kontroll alanyok 5-HT neurotranszmissziójának összehasonlításához csoportonként 16 alanyt vizsgálnak meg [18F]-altanserin PET-tel két feltétel mellett. Két napon – 7 napos időközzel elválasztva – az alanyok véletlenszerű sorrendben placebót vagy 60 mg (+)FEN-t kapnak. Két órával később az alanyokat részlegesen rögzített fejjel helyezik el a GE PET/CT készülékben. Az alacsony dózisú CT transzmissziós vizsgálatot követően a [18F]-altanszerint (250 MBq, nagy fajlagos aktivitás) intravénásan adják be bólusként 30 másodpercen keresztül, és a dinamikus PET adatokat 90 percen keresztül gyűjtik 36 képkockából álló sorozatként. időtartama egy percről tíz percre nő. Ezt követően az alanyok egy sor kognitív feladaton mennek keresztül a Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB) segítségével. Ezen túlmenően az 5-HT felszabadulásával kapcsolatos potenciális affektív reakciókat, a várható csoportkülönbségeket és az affektív reakció időbeli lefolyását pszichometriai kérdőívek ismételt használatával értékelik, különösen a State-Trait Anxiety Inventory (STAI) és az Adjective Mood Rating Scale (AMRS) segítségével. ). A kiterjesztett szkennelés és a kognitív tesztelés során bizonyos időközönként vénás vérmintákat vesznek a (+)FEN, a prolaktin és a kortizol koncentrációjának standard klinikai eljárásokkal történő meghatározásához. A neuroendokrin válaszok korrelálnak az egyéni PET és a neuropszichológiai tesztek eredményeivel.

Alanyok és szűrési eljárás: A vizsgálatban résztvevőket a zürichi "techno" és "rave" színtérhez kapcsolódó helyszíneken terjesztett szórólapokon toborozzák, a kábítószer-megelőzésben/tájékoztatásban és ártalomcsökkentésben részt vevő helyi egyesületek segítségével. A kísérleti csoportokat nem, életkor és kannabiszhasználat alapján párosítják. Mindkét nemből tizenhat, 18 és 35 év közötti alanyt vesznek fel a következő három kísérleti csoport mindegyikébe: 1) Jelenlegi MDMA-felhasználók (az Ön által becsült élethosszig tartó ≥ 50 tabletta "Ecstasy" használata, az utolsó bevitel dátuma: az elmúlt 4 hétben), 2) korábbi MDMA-használók (a becsült élethosszig tartó ≥ 50 tabletta elfogyasztása, de az alanyok a felvétel előtt legalább egy évig abbahagyták az Ecstasy használatát), és 3) MDMA-naiv kontroll alanyok.

Az alanyok egészségi állapotát általános orvosi vizsgálattal határozzák meg, beleértve az elektrokardiogramot és a standard laboratóriumi paramétereket. A jelenlegi vagy múltbeli pszichiátriai betegségben szenvedő alanyok kizárása érdekében az összes alanyt klinikai pszichológus értékeli és diagnosztizálja a SKID-I segítségével. A toborzás során a potenciális alanyokat átfogó háttér-információkkal látják el a (+)FEN beadásával, a neuropszichológiai vizsgálatokkal, a PET-mérésekkel és a kapcsolódó (sugárzási) kockázatokkal kapcsolatban, majd felkérik őket, hogy adják meg írásos beleegyezésüket. A speciális felelősséget a kórházi biztosítás fedezi a projektben részt vevő összes alany esetében. A terhesség kizáró feltétel; minden potenciális női vizsgálati alanynak bele kell egyeznie a terhességi teszt elvégzéséhez, mielőtt a vizsgálatba bekapcsolódik.

A pszichoaktív kábítószer-használat részletes történetét rögzítjük, beleértve a kábítószerek típusát, az első és utolsó használatot, valamint a becsült teljes használatot. Minden alanynak bele kell egyeznie abba, hogy az első PET-vizsgálat előtt legalább két hétig tartózkodik bármilyen pszichoaktív kábítószer használatától (kivéve a nikotint és a kannabiszt). Mind a két kísérleti nap elején vizeletmintákat vesznek, és pszichoaktív szerek vagy metabolitok jelenlétére szűrik.

A projekt relevanciája: Módszertanunk lehetővé teszi az élő emberi agy szerotonerg funkcióinak kvantitatív értékelését. Az 5-HT (+)FEN által kiváltott felszabadulása az intracelluláris raktárhólyagokból, majd a kompetitív módon megváltozott [18F]-altanszerin kötődés posztszinaptikus 5-HT2A receptorokon PET-vizsgálata az in vivo szerotoninfunkció közvetlenebb biológiai markerét fogja biztosítani. mint eddig elérhető volt. Ha ezt az új farmakológiai kihívást/PET neuroimaging megközelítést alkalmazzuk az MDMA jelenlegi és korábbi használóinak csoportjaira, akkor fontos új betekintést nyerhetünk az MDMA használatának vitatott funkcionális következményeibe, különös tekintettel az 5-HT változások visszafordíthatóságával kapcsolatos vitákra. az MDMA használatának abbahagyása után. A (+)FEN kihívást követő regionális 5-HT felszabadulás topográfiai feltérképezése az MDMA-használók két csoportjában és egy kábítószer-naiv kohorszban segít felmérni a vitás kérdést, ha a krónikus MDMA-használók globális 5-HT-hiány kialakulásának kockázatával szembesülnek. szindróma, amelyet kognitív és affektív változások jellemeznek. A projekt sikeres befejezése hasznos következményekkel járhat a közoktatásban és az MDMA-használat ártalomcsökkentésében, valamint elősegítheti a krónikus MDMA-használók lehetséges kezelési lehetőségeinek kidolgozását.