Effetti Reversibili della Rimozione del Contraccettivo Orale sulla Neurotrasmissione Serotoninergica (REVERSE)

• Background:

Grandi studi basati su registri hanno dimostrato che l'inizio dell'uso di contraccettivi orali combinati (COC) è associato a un aumento del rischio di sviluppare episodi depressivi. I meccanismi biologici alla base di questa associazione rimangono poco chiari, ma alterazioni nel sistema cerebrale serotoninergico potrebbero svolgere un ruolo. I ricercatori hanno dimostrato che l'uso di COC riduce i livelli globali del recettore serotoninergico 4 cerebrale (5-HT4R) nelle donne sane. L'entità di questa differenza è paragonabile a quanto osservato negli individui con depressione rispetto ai controlli sani.

Questo studio mira a determinare se l'interruzione dei COC (COCd) comporti il recupero dei livelli cerebrali di 5-HT4R e in quale arco temporale ciò possa avvenire. Inoltre, indaga altri potenziali effetti neurobiologici del COCd e come questi si correlino a segnature rilevanti degli stati mentali, inclusi umore, funzioni mnemoniche e desiderio sessuale. Anticipiamo che questo lavoro avancerà sostanzialmente la comprensione se gli effetti dei COC sulla biologia cerebrale serotoninergica siano reversibili e se tali intuizioni possano fornire nuove opportunità preventive e terapeutiche nella depressione.

- Disegno dello studio: I ricercatori condurranno uno studio controllato randomizzato valutando i cambiamenti cerebrali dopo COCd in un arco temporale fino a un anno. Includeranno fino a 60 donne sane (o fino a quando 25 donne avranno completato il follow-up in ciascun braccio) di età 18-39 anni che utilizzano un COC di seconda generazione (contenente 150 ug di levonorgestrel e 30 ug di etinilestradiolo), e lo hanno fatto per un minimo di tre mesi. Le partecipanti seguiranno lo stesso programma investigativo al basale e al follow-up, che consiste in scansioni PET (solo per le interrompitrici di COC) e MRI/fMRI del cervello, test di tolleranza al glucosio orale, test neuropsicologici, raccolta di campioni di sangue, saliva e feci, compilazione di questionari su varie misure legate a tratti e stati, incluso un mese al basale e al follow-up di questionari giornalieri che misurano psicometricamente umore/affetto, desiderio sessuale e qualità del sonno.

Il momento della valutazione di follow-up è determinato da un disegno sequenziale di gruppo adottato; le prime 15 interrompitrici di COC e 15 continuatrici di COC saranno distribuite tra la settimana 8 e 24 dopo l'interruzione/continuazione. Successivamente, una valutazione pianificata dell'esito PET determinerà se le ultime 10 interrompitrici di COC e 10 continuatrici avranno il loro follow-up distribuito entro la settimana 1-7 o la settimana 8-52 dopo l'interruzione (vedi dettagli sotto "Piano di analisi statistica"). Questa procedura consentirà un tempismo informato delle ultime scansioni per catturare meglio una stima del tempo di recupero per i livelli di 5-HT4R. Le donne assegnate alla continuazione di COC (COCc) avranno il loro punto di follow-up approssimativamente abbinato a un'interrompitrice di COC. Inoltre, il momento del follow-up sarà durante la fase di pillola attiva per le continuatrici di COC e durante la fase follicolare per le interrompitrici di COC se il ciclo mestruale è ritornato. Questo sarà pianificato in base al ciclo di pillola (continuatrici di COC) e al primo giorno di sanguinamento riportato, lunghezza del ciclo mestruale e test LH durante il follow-up (interrompitrici di COC). Per quest'ultimo caso, potrebbe verificarsi un aggiustamento della data di follow-up a causa di cicli irregolari. Poiché il momento della valutazione di follow-up di ciascuna partecipante deve anche corrispondere al calendario personale e alla disponibilità di slot di scansione, consentiamo che il follow-up si discosti dai giorni di ciclo pianificati.

- Randomizzazione: Le partecipanti saranno randomizzate in rapporto 1:1 in blocchi casuali di dimensione variabile (es. 2, 4, 6 e 8) a COCd o COCc. La randomizzazione sarà effettuata da un membro del personale amministrativo presso l'Unità di Ricerca in Neurobiologia (Rigshospitalet, Danimarca), che non sarà altrimenti coinvolto nello studio o nell'arruolamento.

- Valutazione dell'aderenza: Il conteggio delle pillole sarà effettuato ad ogni ciclo di pillole. Le partecipanti devono segnalare ai ricercatori se dimenticano di prendere una pillola durante lo studio. La non-aderenza è definita come >2 pillole dimenticate in un ciclo. Se più di due pillole vengono dimenticate durante il ciclo di pillole al basale o al follow-up, alla partecipante verrà chiesto se è disposta a posticipare la sua valutazione fino al prossimo ciclo di pillole.

- Piano di analisi statistica: I ricercatori utilizzano un disegno sequenziale di gruppo in cui pianificano di condurre due analisi sequenziali, inclusa un'analisi intermedia dopo l'acquisizione del 60% delle scansioni PET (cioè dopo che 15 partecipanti sono state sottoposte a scansione PET al basale e al follow-up settimana 8-24) per decidere se le ultime 10 debbano essere riscansionate entro la settimana 1-7 o la settimana 8-52. Se l'ipotesi nulla è rifiutata (cioè osservano un cambiamento dal basale) nell'analisi intermedia, allora le ultime 10 saranno scansionate entro la settimana 1-7 dopo COCd, ma se non è rifiutata (cioè non osservano cambiamento dal basale), saranno scansionate entro la settimana 8-52 dopo COCd. Solo in quest'ultimo caso tutte le scansioni saranno incluse nel test dell'obiettivo primario, cioè per determinare se c'è un aumento del legame di 5-HT4R in caudato, putamen e ippocampo dal basale alla settimana 8 o più dopo COCd (nel primo caso, l'ipotesi nulla sarebbe già stata rifiutata con 15 partecipanti). Per tenere conto dell'errore di tipo I inflazionato a causa dei due test pianificati, correggeranno il livello alfa (livello di significatività) per ciascun test utilizzando la funzione di spesa alfa (α*(t) = α ln(1 + (e - 1)t), che è simile alla correzione di Pocock, ma il momento dell'analisi non deve essere specificato in anticipo, cioè è più flessibile in caso di problemi imprevisti con l'acquisizione dei dati. Dalla decisione di distribuire le ultime 10 scansioni presto o tardi, sono in grado di ottimizzare il tempismo delle scansioni per consentirci di determinare in quale arco temporale il livello di 5-HT4R ritorna al livello corretto per l'età osservato in circa 18 donne in premenopausa che non hanno mai usato contraccezione ormonale (ipotesi secondaria).

Per testare l'ipotesi primaria, condurranno un test unilaterale utilizzando un modello a variabile latente sui potenziali di legame di 5-HT4R trasformati logaritmicamente in caudato, putamen e ippocampo per stimare il cambiamento dal basale dopo COCd aggiustato per il cambiamento nella massa di tracciante iniettata per kg di peso corporeo. Valori p aggiustati, intervalli di confidenza e stime mediane imparziali saranno calcolati secondo l'ordinamento per stadi.

Per testare l'ipotesi secondaria, modelleranno prima due modelli a variabile latente, uno determinando il cambiamento retro-trasformato nel log del legame globale di 5-HT4R tra follow-up e basale e l'altro determinando la differenza retro-trasformata nel log del legame globale di 5-HT4R tra donne in premenopausa che non hanno mai usato contraccezione ormonale (cioè un'altra coorte) e il basale (cioè dalla coorte attuale). Entrambe le variabili latenti saranno stimate attraverso caudato, putamen e ippocampo, che nel primo modello saranno aggiustate per il cambiamento nella massa di tracciante iniettata per kg di peso corporeo, e nel secondo modello per la massa di tracciante iniettata per kg di peso corporeo e l'età centrata attorno all'età media al follow-up (cioè per la coorte attuale). Successivamente, valuteranno il cambiamento nel legame globale di 5-HT4R nel tempo utilizzando le stime retro-trasformate del cambiamento (denotato Y) in funzione del tempo dall'interruzione (denotato x) utilizzando il seguente modello logaritmico: Y(x)=(Ymax*Y0)/((Ymax-Y0)*e^((-k*x))+Y0), dove solo la costante di velocità k è adattata utilizzando il 'cambiamento nel legame globale' e i minimi quadrati non lineari. Gli altri due parametri Y0 e Ymax sono impostati, rispettivamente, a 1 e alla differenza retro-trasformata media globale di 5-HT4R dal secondo modello a variabile latente. Basandosi sul modello adattato, stimeremo il tempo x tale che il cambiamento medio modellato, Y(x), sia uguale al 90% della differenza globale media osservata nel secondo modello a variabile latente (Y0+0.9∙(Ymax-Y0)/Y0) per dare una stima di quando il legame di 5-HT4R si è "recuperato". Se l'adattamento del modello è scarso, verranno valutati modelli alternativi, incluso il modello logaritmico senza utilizzare un Ymax predefinito (cioè sarà stimato dal modello) o un modello lineare con tempo su scala logaritmica o meno. Se viene utilizzato un modello lineare, il tempo al recupero sarà al punto in cui la funzione lineare è uguale a Ymax.

Per ipotesi dominio-specifiche (vedi ipotesi sotto), confronteremo punteggi di cambiamento aggiustati per i valori basali (eccetto per il dominio fMRI di codifica della memoria dove saranno raccolti solo dati di follow-up). Se risulterà rilevante discostarsi dal piano statistico originale, lo riporteremo in dettaglio in tutte le pubblicazioni di questo studio.

- Calcolo della dimensione del campione: Calcoli basati sulla variabilità intra-soggetto del legame di 5-HT4R da 40 donne in premenopausa con scansione-riscansione mostrano che con due analisi sequenziali pianificate, includendo rispettivamente il 60% e il 100% delle scansioni pianificate, e con una potenza dell'80%, un tasso complessivo di errore di tipo I desiderato di 0.05 (unilaterale), i livelli alfa sarebbero 0.035 e 0.028 per l'analisi intermedia e finale, rispettivamente. Con questi, siamo in grado di rilevare una differenza dell'8.2-9.5% (analisi intermedia) e 6.5-7.5% (analisi finale) nel potenziale di legame in caudato, putamen e ippocampo per l'analisi intermedia e finale, rispettivamente. Includeremo fino a 60 partecipanti (o fino a quando almeno 25 avranno completato basale e follow-up in entrambi i bracci) per consentire un tasso di abbandono del 20%. Le analisi primarie saranno gestite come analisi per casi completi. Dati mancanti e abbandoni saranno riportati nelle pubblicazioni rilevanti.

• Ipotesi:

• Ipotesi primaria:

  Il legame di 5-HT4R in caudato, putamen e ippocampo aumenta dal basale al follow-up ≥ settimana 8 dopo COCd.

• Ipotesi secondarie:

  Il legame di 5-HT4R in caudato, putamen e ippocampo si è 'ristabilito' entro 12 mesi dopo COCd al livello osservato in donne in premenopausa che non hanno mai usato contraccezione ormonale.

• Ipotesi aggiuntive dominio-specifiche
• Codifica della memoria I. COCd rispetto a COCc migliora la performance di memoria verbale. II. COCd rispetto a COCc risulta in una maggiore attivazione cerebrale ippocampale durante il compito di codifica della memoria.
• Sensibilità all'insulina III. COCd rispetto a COCc migliora la sensibilità all'insulina periferica e cerebrale. IV. COCd rispetto a COCc risulta in una maggiore riduzione del segnale BOLD ipotalamico dopo carico orale di glucosio.
• Salute edonica V. COCd rispetto a COCc aumenta la risposta di ricompensa striatale VI. COCd rispetto a COCc aumenta il desiderio sessuale
• Ansia VII. COCd rispetto a COCc diminuisce i livelli di ansia.
• Dinamiche dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene VIII. COCd rispetto a COCc aumenta la risposta del cortisolo al risveglio.
• Sistema infiammatorio IX. COCd rispetto a COCc diminuisce la diffusività media extra-neuritica. XI: COCd rispetto a COCc aumenta, acido chinurenico e rapporto acido chinurenico/acido chinolinico e diminuisce i marcatori pro-infiammatori.
• Struttura cerebrale XII. COCd rispetto a COCc risulta in un aumento dei volumi di materia grigia di (para)ippocampo e corteccia prefrontale.
• Organizzazione della rete cerebrale non orientata allo scopo XIII. COCd rispetto a COCc cambia le reti cerebrali di connettività funzionale a riposo.
• Microbioma intestinale XIV. COCd rispetto a COCc cambia il microbioma intestinale e i metaboliti derivati dal microbiota intestinale.
• Sonno:

XV: COCd rispetto a COCc migliora il sonno.

• Considerazioni etiche:

Esposizione a radioattività durante le scansioni PET: L'esposizione totale non supererà 10 mSv pari a 3 anni di radiazione di fondo naturale in Danimarca, che dovrebbe essere vista alla luce delle nuove conoscenze che questo studio può generare.

Rischio di gravidanze non intenzionali nel gruppo COCd. Quelle che interrompono il COC sono in grado di prendere altre precauzioni e saranno accuratamente informate per usare protezione durante i rapporti sessuali. Per questo, offriremo preservativi gratuitamente durante il periodo di studio.

Lo studio sarà condotto in accordo con la Dichiarazione di Helsinki.