Het gebruik van repetitieve transcraniële magnetische stimulatie om de rol van het frontostriatale circuit bij depressieve stoornis te bestuderen

ACHTERGRONDＡND BETEKENIS:

1. De omvang van de wereldwijde impact van MDD is aanzienlijk, met geestesziekten die naar schatting 7,4% uitmaken van de meetbare ziektelast in de wereld. Met een periode van aanhoudende verstoring van de stemming, hebben patiënten met MDD de symptomen van verstoringen in perceptie en somatisch functioneren, en stoornissen in sociaal functioneren. Van de mogelijke comorbiditeiten hebben epidemiologische bewijzen een verhoogd risico op metabole stoornissen bij MDD-patiënten aangetoond. De metabole stoornissen zijn gecorreleerd met hogere morbiditeit en mortaliteit bij patiënten met MDD. Comorbide diabetes en MDD vormen een grote klinische uitdaging, aangezien de uitkomsten van beide aandoeningen door de ander worden verergerd.

2. Hoewel er verschillende soorten antidepressiva zijn die worden gebruikt om depressieve stoornissen te behandelen, reageert tot 50% van de patiënten niet op de behandeling met antidepressiva. Belangrijk is dat verhoogde ontstekingsactivatie, cognitieve stoornissen en insulineresistentie het niet-aflatende en terugkerende optreden bij de behandeling van MDD volgen, en de respons op de behandeling met antidepressiva verder kunnen dempen. Bovendien is het systemische effect van de behandeling met antidepressiva gekoppeld aan een verhoogd risico op metabole stoornissen.

   Onlangs heeft de ontwikkeling van niet-invasieve hersenstimulatie (NIBS) alternatieve therapeutische opties voor psychiatrische stoornissen opgeleverd. Twee belangrijke NIBS-instrumenten zijn tot nu toe toegepast voor de behandeling van psychiatrische ziekten, transcraniële magnetische en gelijkstroomstimulatie (TMS, tDCS). TMS omvat de inductie van een sterk magnetisch veld (magnetische pulsen) door de schedel naar de hersenen. De magnetische pulsen wekken elektrische stromen op in hersenweefsel en veroorzaken bijgevolg neuronale vuren. Repetitive TMS (rTMS) veroorzaakt nawerkingen van de interventie, d.w.z. neuroplasticiteit. Over het algemeen vermindert rTMS met een lage frequentie (<1 Hz) de neuronale activiteit en corticale prikkelbaarheid, terwijl rTMS met een hogere frequentie (>5 Hz) resulteert in een verbetering van de prikkelbaarheid. Het is bewezen dat neuronale effecten van rTMS langer aanhouden dan de daadwerkelijke stimulatietijd, waardoor veranderde hersenactiviteit gedurende een langere periode mogelijk is. De rTMS is naar voren gekomen als een veelbelovende alternatieve strategie voor therapieresistente depressie; de onderliggende neurobiologische mechanismen worden echter nog steeds niet volledig begrepen. Bovendien zou het toevoegen van rTMS-behandeling een kans kunnen bieden om de fysieke comorbiditeiten te behandelen en de cognitieve functie bij MDD te verbeteren. De integratie van biologische beoordelingen in toekomstige rTMS klinische studies zal hierbij helpen.

3. De frontaal-striatale circuits mediëren grotendeels dissocieerbare cognitieve en gedragsprocessen via limbische (ventromediale prefrontale gebieden, ventrale striatum - VS, ventrale tegmentale gebied - VTA), motorische (aanvullende motorische gebieden - SMA's, putamen, substantia nigra) en cognitieve (laterale prefrontale en caudate) functionele connectiviteit (FC). Rapporten hadden aangetoond dat chronische psychosociale stressfactoren verband houden met veranderde activering en connectiviteit van het frontaal-striatale circuit. Structuur- en functionele afwijkingen van het striatum en de frontale cortex zijn consequent gemeld in onderzoeken naar stemmingsstoornissen. Bij MDD worden patiënten gekenmerkt door afwijkende fronto-striatale connectiviteit en verminderde ondersteuning van fronto-striatale activering. De MDD-gerelateerde executieve disfunctie vertoonde ook klinische presentaties en neuroimaging-bevindingen die consistent waren met afwijkingen in het frontaal-striatale circuit. Binnen het circuit wordt striatum geassocieerd met belonings- en motorische verwerkingssystemen en ontvangt het emotiegerelateerde informatie en motivatie van de frontale kwab, de anterieure cingulate cortex en de amygdala. De hoge incidentie van depressieve symptomatologie na laesies van de linker frontale en basale ganglia impliceert ook hun rol bij MDD.

   De disfunctionele fronto-striatale circuits houden ook verband met de metabole comorbiditeit en cognitieve tekorten, die te maken hebben met executief functioneren, aandacht, verwerkingssnelheid en werkgeheugen bij patiënten met stemmingsstoornissen. Wat betreft de metabole controle, beïnvloeden de fronto-striatale functionele connectiviteitsveranderingen het verlangen naar voedsel. En de veranderde reciproke lus van de mediale prefrontale cortex zou overeten en metabole stoornissen kunnen bevorderen. Bovendien hadden dier- en klinische studies gesuggereerd dat striatale dopamine-signalering een rol speelt bij systemische glucoseregulatie. Aan de andere kant zou de connectiviteit van de hersencircuits kunnen worden verbeterd door ofwel glucosebelasting of insuline-uitdaging. Bovendien zijn aan insulineresistentie gerelateerde afwijkende functionele circuits aangetoond bij patiënten met diabetes type 2. Individuen met insulineresistentie vertoonden ook een afwijkende fronto-striatale connectiviteit waarbij ze niet konden overschakelen van het belonings- naar het cognitieve controlecircuit.

4. Veranderingen in het vermogen om fronto-striatale connectiviteit in stand te houden tijdens de regulatie van positief affect worden geassocieerd met winst in positief affect door behandeling met antidepressiva. Van duloxetine is vastgesteld dat het de FC tussen het striatum en de dorsolaterale prefrontale cortex moduleert, terwijl het symptomatische verbetering vertoont. Bovendien zou de verzwakking van de fronto-striatale connectiviteit tussen beloningsverwerkende regio's de respons op psychotherapie bij MDD kunnen voorspellen. Daarom wordt de mate van connectiviteit binnen het fronto-striatale circuit beschouwd als een voorspellende biomarker van remissie bij de behandeling van MDD. Veranderingen in FC kunnen ook verband houden met de uitkomst van rTMS-behandeling van MDD. De FC-variaties vertegenwoordigen het werkingsmechanisme van rTMS en verklaren het individuele verschil in behandelingsresultaat. De specifieke correlaties tussen fronto-striatale connectiviteitsveranderingen en rTMS-behandelingsresultaten bij MDD blijven echter onduidelijk.

Door gebruik te maken van fMRI zullen we in dit project eerst de mogelijke correlaties meten tussen de activatie/connectiviteit van het fronto-striatale circuit met (1) presentaties van stemmingssymptomen, (2) neurocognitieve metingen, (3) HPA- en ANS-activiteiten, en (4) immuunrespons. en metabole status (cytokines, adipokines en insulineniveaus) bij patiënten met MDD. Vervolgens zullen we de mogelijke veranderingen in fronto-striatale FC meten gedurende een behandelingskuur van vier weken met 10 Hz rTMS-stimulatie van de linker dorsolaterale prefrontale cortex. We zullen testen of de FC-veranderingen correleren met behandelresultaten, HPA- en ANS-activiteit; en veranderingen in immuun-/metabole indices.

HYPOTHESE:

Onze hypothese is dat rTMS als aanvullende therapie de fronto-striatale FC zou veranderen die correleerde met verbetering van stemmingssymptomen, neurocognitieve metingen, HPA- en ANS-activiteit, inflammatoire en metabole homeostase bij patiënten met MDD.