Vagal nervestimulering for å undersøke betennelse og hjerne ved posttraumatisk stress

Hyppigheten av posttraumatisk stresslidelse (PTSD) er høy blant kampveteraner med estimater av PTSD i Irak og Afghanistan Veteraner på nesten 17 % av aktiv tjeneste og over 24 % av reservetjenestemedlemmer som tester positivt for PTSD. Studier fra nåværende og tidligere kriger har vist at psykiske lidelser, spesielt PTSD, er assosiert med høyere forekomst av: 1) fysiske symptomer, 2) kronisk fysisk sykdom og 3) total dødelighet. Forekomster av komorbid PTSD og kronisk smerte er ekstremt høy blant veteraner med rapporter på 30%-50% i både Vietnam og OEF/OIF veteraner, som antyder en delt patofysiologi. Overdreven frigjøring av perifere pro-inflammatoriske cytokiner har vært involvert i generering av: 1) patologiske kroniske smertetilstander og 2) ved PTSD. Persepsjon av en aversiv stimulus/trussel aktiverer perifer inflammatorisk cytokinfrigjøring, mens eksogen administrering av en inflammatorisk stimulus (som også forårsaker frigjøring av perifere inflammatoriske cytokiner) øker den limbiske (insulære cortex og amygdala) responsen på aversive/trusselstimuli målt med funksjonell magnetisk Resonansavbildning (fMRI). Arbeid fra etterforskergruppen viser at PTSD påvirker: 1) nociseptiv respons, 2) intratekal cytokinfrigjøring og 3) perifer cytokinfrigjøring som respons på en smertefull stimulus sammenlignet med responser fra Veteran combat controls (CC). Vagusnervestimulering har vist seg å redusere: 1) perifer inflammatorisk cytokinfrigjøring, 2) smerte og 3) angst.

Nylig arbeid fra gruppen har vist at ikke-invasiv vagusnervestimulering (nVNS; ved bruk av ekstradermal stimulering) reduserer perifer betennelse hos friske kontrollpersoner og kan tilsvarende redusere hyperinflammasjon observert ved PTSD. I pilotarbeid har etterforskerne innhentet innledende fMRI-bevis (foreløpige data) som tyder på at hos friske kontroller reduserer nVNS isolasjonsrespons på smertefulle stimuli, som er kjent for å være dysregulert ved PTSD.

Etterforskerne planlegger å bruke nVNS som en sonde i PTSD og CC for å observere effekten av vagusnervemodulasjon på: 1) CNS nevrale kretsfunksjon under smerte- og smerteforventningsstimuli, og 2) perifere inflammatoriske biomarkørtiltak. Det langsiktige målet med denne forskningslinjen er å bruke nVNS som en sonde for å skaffe pilotdata for: 1) perifere inflammatoriske biomarkører og 2) fMRI-avledet hjerneavbildningsrespons på smerte, for å fremme forståelsen av grunnleggende patofysiologi av komorbid smerte og PTSD og til slutt gi målrettede nevromodulasjonsbaserte intervensjoner for veteraner med smerte og PTSD. Etterforskerne vil studere to grupper [(PTSD, CC), (begge uten kronisk smertediagnose)], under to tilstander (enten nVNS eller Sham-stimulering), over tre tidspunkter (pre-nVNS/Sham), (7 dager etter- nVNS/Sham) og en måned etter behandling (en måned etter VNS/Sham). Det første målet med dette forslaget er å måle perifer betennelse som respons på nVNS-behandling for å avgrense perifer betennelsesbaserte biomarkørprofiler for behandlingsrespons på nVNS ved PTSD og CC. Det andre trinnet er å måle hjerneregionrespons på en smerte- og smerteforventningsstimulioppgave før og etter nVNS-behandling for å demonstrere: 1) en nevral profil av behandlingsrespons på nVNS og 2) den nevrale profilen til nVNS-effekter på smerte ved PTSD og CC. Deltakerne vil motta en 7-dagers lang nVNS/Sham-studie hvor inflammatoriske biomarkører, nevrobildeverktøy, alvorlighetsgrad av PTSD-symptomer og funksjonell livskvalitet vil bli vurdert før og etter de 7 dagene. I tillegg vil alvorlighetsgraden av PTSD-symptomer og funksjonell livskvalitet bli vurdert en måned etter studiestart. Den direkte kontrasten mellom pre og post nVNS/Sham vil gi en objektiv og sensitiv vurdering av nevromodulasjon med nVNS og legge grunnlaget for ytterligere nevromodulasjonsbasert studie i PTSD. Slike utfall kan gi ytterligere bevis på potensiell behandlingseffekt, og dermed til slutt gi terapier som forbedrer VA kliniske retningslinjer.