Investigação da neurotransmissão da serotonina em usuários de MDMA usando desafio combinado de dexfenfluramina e imagens PET (DEXFEN_PET)

Introdução: O uso ilícito do psicoestimulante 3,4-metilenodioximetanfetamina (MDMA, "ecstasy") é considerado um importante problema de saúde pública. Na Suíça, a proporção de adolescentes usuários de MDMA aumentou continuamente nos últimos anos. De acordo com uma pesquisa representativa de 2002, aproximadamente 3,3% dos estudantes de 15 a 16 anos na Suíça tomaram MDMA pelo menos uma vez. Comparado com os dados correspondentes de 1994 (1,8%) e 1998 (1,9%), o aumento do uso de MDMA entre os brasileiros é evidente. Em outra pesquisa do Instituto Suíço para a Prevenção do Alcoolismo e da Toxicodependência (SFA/ISPA), 2,2% dos entrevistados anonimamente entre 15 e 39 anos relataram experiências com MDMA. Também em todo o mundo, o MDMA se tornou uma das drogas psicoativas ilegais mais usadas, com milhões de usuários regulares.

A administração aguda de MDMA produz uma liberação rápida e marcada de serotonina (5-HT) via inibição e reversão do transportador de 5-HT. Desde o final da década de 1980, estudos em primatas não humanos forneceram evidências convincentes de que altas doses de MDMA causam uma perda neurotóxica substancial e sustentada a longo prazo exclusivamente de terminais nervosos de 5-HT com uma depleção associada de até 95% de 5-HT em várias regiões do cérebro. Em contraste, outros sistemas de neurotransmissores, como a dopamina ou a norepinefrina, permanecem intactos. Posteriormente, dois estudos com usuários de MDMA também mostraram decréscimos seletivos nas concentrações de ácido 5-hidroxiindolacético no líquido cefalorraquidiano (LCR), um marcador para a depleção de 5-HT. Em contraste, as concentrações no LCR de ácido homovanílico ou 3-metoxi-4-hidroxifenilglicol, os principais metabólitos da dopamina e norepinefrina, permaneceram inalteradas. Alguns estudos de imagem com radioligantes serotoninérgicos mostraram densidades reduzidas do transportador 5-HT (SERT) nas regiões cerebrais corticais e subcorticais de usuários de MDMA. Além disso, estudos eletrofisiológicos também sugeriram alterações do sistema 5-HT em usuários regulares de MDMA. No entanto, a maioria desses achados em humanos foi fortemente criticada por falhas metodológicas (por exemplo, amostras pequenas ou falta de especificidade dos radioligantes aplicados). Consequentemente, ainda não há evidências convincentes de uma neurotoxicidade serotonérgica seletiva do MDMA em humanos. Além disso, o mecanismo da neurotoxicidade do MDMA em animais ainda está em debate.

Apesar dessas reservas, tem sido consistentemente demonstrado que os usuários de MDMA exibem deficiências relacionadas à dose de memória verbal e visual-espacial e deficiências de funções executivas e cognição de tomada de decisão. Até agora, a base neuroanatômica desses déficits neuropsicológicos e sua relação com a depleção de 5-HT permanecem incertas.

Com base em dados de animais, é provável que o MDMA em doses altas ou cumulativas danifique os neurônios 5-HT no cérebro humano. No entanto, devido a uma multiplicidade de problemas metodológicos e um número limitado de estudos realizados em seres humanos, ainda não é possível estabelecer conclusões firmes se a exposição crônica ao MDMA produz uma síndrome de deficiência de 5-HT de longa duração, com consequentes riscos neuropsiquiátricos. Para abordar ainda mais a suposta neurotoxicidade do MDMA no cérebro humano, propomos que, além dos estudos de mapeamento de receptores atuais, novos ensaios funcionais de neurotransmissão serotoninérgica possam ser úteis para esclarecer esta questão. Especificamente, sugerimos que estudos de desafio com 5-HT usando tomografia por emissão de pósitrons (PET) em conjunto com o liberador de serotonina dexfenfluramina [(+)FEN] podem testar a integridade funcional do sistema 5-HT no cérebro humano vivo.

Objetivos: Para superar os impedimentos de estudos de imagem anteriores, propomos o uso de uma abordagem mais direta para avaliar a integridade da função serotoninérgica no cérebro humano. O mapeamento do receptor 5-HT2A com PET e [18F]-altanserina, em combinação com desafio (+)FEN, deve ser usado para investigar a capacidade de liberação de 5-HT em usuários atuais e anteriores de MDMA em comparação com indivíduos de controle virgens de drogas.

Prevemos que a comparação da alteração da ligação específica de [18F]-altanserina aos receptores 5-HT2A após a liberação de 5-HT induzida por (+)FEN revelará se o abuso crônico de MDMA leva a alterações funcionais no cérebro humano e se o MDMA os usuários enfrentam um risco aumentado de desenvolver uma síndrome de deficiência crônica de serotonina, possivelmente associada a comprometimento cognitivo e depressão ou ansiedade. Nosso marcador biológico para a função 5-HT in vivo nos permitirá mapear topograficamente a liberação regional de 5-HT e, portanto, determinar se a depleção hipotética de 5-HT tem consequências globais ou focais para a ação de (+)FEN. As supostas consequências funcionais (afetam regulação, cognição e comportamento) podem ser ligadas a regiões de transmissão reduzida de 5-HT.

Ao investigar usuários atuais e antigos de MDMA, avaliaremos a reversibilidade da depleção de 5-HT. Além disso, nossa técnica de imagem de desafio/PET (+)FEN pode revelar regiões de transmissão aumentada de 5-HT devido à hiperinervação de dendritos de 5-HT ("brotamento"), como ocorre em primatas tratados com MDMA.

No decorrer do estudo PET, também mediremos a capacidade cognitiva (p. atenção, memória visual e de trabalho, aprendizagem, função executiva) e funções afetivas (ex. ansiedade, impulsividade), suspeita de alteração devido ao uso crônico de MDMA. Usando análises correlacionais, pretendemos determinar se regiões circunscritas da função 5-HT alterada estão associadas a deficiências específicas em parâmetros cognitivos e/ou comportamentais.

Situação atual do projeto e dados do piloto: A radiossíntese do traçador [18F]-altanserina foi estabelecida e validada de acordo com as diretrizes GMP. O estudo e o uso de (+)FEN e [18F]-altanserina já foram aprovados pelo comitê de ética local, pela Swissmedic e pelo Escritório Federal Suíço de Saúde Pública (BAG). Além disso, mais de 50 usuários atuais e anteriores de MDMA e 20 indivíduos de controle virgens de uso de drogas foram rastreados e encontrados para atender aos critérios gerais de inclusão. Aplicamos nosso método a quatro voluntários humanos saudáveis ​​para provar nosso conceito. Os exames de PET foram corrigidos por metabólitos e normalizados de acordo com o método gráfico de Logan. A análise baseada em regiões de interesse foi feita com PMOD. Descobrimos que o volume de distribuição aparente (DV) de [18F]-altanserina diminuiu fortemente em todas as regiões do cérebro em cerca de 11 a 15%. Assim, o método proposto é adequado para investigar a capacidade de liberação de 5-HT em humanos.

Hipóteses de trabalho: Nossa hipótese é que a liberação de 5-HT evocada por (+)FEN alterará visivelmente a disponibilidade de receptores 5-HT2A para [18F]-altanserina, com um padrão que revela a vulnerabilidade espacialmente heterogênea das inervações de 5-HT para MDMA. Prevemos que o DV de [18F]-altanserina diminuirá após o desafio de (+)FEN em menor grau em usuários atuais de MDMA em comparação com indivíduos de controle naïves de MDMA. Com base em dados de animais e estudos recentes de neuroimagem em humanos, levantamos a hipótese de que a recuperação funcional em ex-usuários de MDMA se manifestará por uma normalização ou superação da capacidade de liberação de serotonina.

A neurotransmissão de 5-HT não será reduzida de forma homogênea em usuários crônicos de MDMA, mas os efeitos tóxicos serão mais evidentes no córtex frontal e nas estruturas subcorticais, como o núcleo caudado e o tálamo; essas regiões são inervadas por fibras finas provenientes dos núcleos dorsais da rafe que são especialmente sensíveis à neurotoxicidade do MDMA em primatas não humanos. Com base nos resultados de estudos humanos recentes, prevemos ainda um comprometimento relacionado à dose das funções cognitivas, especialmente da memória e do aprendizado, bem como um aumento do estado de ansiedade em usuários atuais de MDMA, seguido de melhora após a interrupção do uso de drogas, embora a recuperação possa estar incompleto. Finalmente, levantamos a hipótese de que o grau de comprometimento das funções cognitivas se correlacionará significativamente com a redução medida da função 5-HT.

Desenho do estudo: Para comparar a neurotransmissão de 5-HT em usuários atuais de MDMA, ex-usuários de MDMA e indivíduos de controle virgens de MDMA, 16 indivíduos por grupo serão examinados com [18F]-altanserina PET sob duas condições. Em dois dias - separados por um intervalo de 7 dias - os indivíduos receberão, em ordem aleatória, placebo ou 60 mg (+)FEN. Duas horas depois, os indivíduos serão posicionados no GE PET/CT com a cabeça parcialmente imobilizada. Após a aquisição de uma tomografia computadorizada de baixa dose, [18F]-altanserina (250 MBq, alta atividade específica) será administrada por via intravenosa como um bolus durante 30 segundos, e os dados dinâmicos de PET serão adquiridos durante 90 minutos como uma série de 36 quadros aumentando em duração de um minuto para dez minutos. Posteriormente, os sujeitos serão submetidos a uma série de tarefas cognitivas da Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB). Além disso, potenciais reações afetivas à liberação de 5-HT, diferenças antecipadas entre os grupos e o tempo de reação afetiva serão avaliados pelo uso repetido de questionários psicométricos, especificamente o Inventário de Ansiedade Traço-Estado (STAI) e a Escala Adjetiva de Avaliação do Humor (AMRS ). Em intervalos durante o escaneamento estendido e o teste cognitivo, amostras de sangue venoso serão coletadas para análise das concentrações de (+)FEN, prolactina e cortisol por procedimentos clínicos padrão. As respostas neuroendócrinas serão correlacionadas com o PET individual e os resultados dos testes neuropsicológicos.

Sujeitos e procedimento de triagem: Os participantes do estudo são recrutados por meio de panfletos distribuídos em locais associados à cena "techno" e "rave" em Zurique, com a ajuda de associações locais envolvidas na prevenção/informação e redução de danos às drogas. Grupos experimentais são pareados por sexo, idade e uso de maconha. Dezesseis indivíduos de ambos os sexos, com idades entre 18 e 35 anos, serão recrutados para cada um dos três grupos experimentais a seguir: 1) Usuários atuais de MDMA (uso na vida autoestimado de ≥ 50 comprimidos de "Ecstasy", a última ingestão datada de nas últimas 4 semanas), 2) ex-usuários de MDMA (uso na vida estimado de ≥ 50 comprimidos, mas os indivíduos terão parado de usar Ecstasy por pelo menos um ano antes da inclusão) e 3) indivíduos de controle ingênuos de MDMA.

A saúde dos indivíduos será determinada por um exame médico geral, incluindo eletrocardiograma e parâmetros laboratoriais padrão. Para excluir indivíduos com condições psiquiátricas atuais ou passadas, todos os indivíduos serão avaliados e diagnosticados por um psicólogo clínico usando o SKID-I. Durante o recrutamento, os participantes em potencial receberão amplas informações básicas sobre a administração de (+)FEN, testes neuropsicológicos, medidas de PET e riscos associados (radiação), e serão então convidados a fornecer seu consentimento informado por escrito. A responsabilidade especial é coberta pelo seguro hospitalar para todos os participantes deste projeto. A gravidez é um critério de exclusão; todas as cobaias em potencial do sexo feminino terão que concordar em realizar um teste de gravidez antes de entrar no estudo.

Será registrado um histórico detalhado do uso de drogas psicoativas, incluindo tipo de drogas, primeiro e último uso e uso total estimado. Todos os indivíduos terão que concordar em se abster de usar qualquer droga psicoativa (exceto nicotina e cannabis) por pelo menos duas semanas antes da primeira PET. No início de cada um dos dois dias experimentais, amostras de urina serão coletadas e triadas quanto à presença de drogas psicoativas ou metabólitos.

Relevância do projeto: Nossa metodologia nos permitirá avaliar quantitativamente as funções serotonérgicas no cérebro humano vivo. A nova combinação de liberação induzida por (+)FEN de 5-HT a partir de vesículas de armazenamento intracelular e subsequente avaliação por PET da ligação de [18F]-altanserina competitivamente alterada em receptores 5-HT2A pós-sinápticos fornecerá um marcador biológico mais direto da função da serotonina in vivo do que até então disponível. Ao aplicar esta nova abordagem de desafio farmacológico/neuroimagem PET a grupos de usuários atuais e antigos de MDMA, poderemos obter novos insights importantes sobre as consequências funcionais debatidas do uso de MDMA, especialmente no que diz respeito à controvérsia sobre a reversibilidade das alterações de 5-HT após a cessação do uso de MDMA. O mapeamento topográfico da liberação regional de 5-HT após o desafio (+)FEN em dois grupos de usuários de MDMA e em uma coorte virgem de drogas ajudará a avaliar a questão controversa se os usuários crônicos de MDMA enfrentarem o risco de desenvolver uma deficiência global de 5-HT síndrome, caracterizada por alterações cognitivas e afetivas. A conclusão bem-sucedida deste projeto deve ter implicações úteis para a educação pública e redução de danos em relação ao uso de MDMA, e também pode facilitar o desenvolvimento de possíveis opções de tratamento para usuários crônicos de MDMA.