Исследование серотониновой нейротрансмиссии у потребителей МДМА с использованием комбинированной пробы с дексфенфлурамином и ПЭТ-визуализации (DEXFEN_PET)

Введение. Незаконное употребление психостимулятора 3,4-метилендиоксиметамфетамина (МДМА, «экстази») считается серьезной проблемой общественного здравоохранения. В Швейцарии доля подростков, употребляющих МДМА, в последние годы постоянно росла. Согласно репрезентативному опросу 2002 года, примерно 3,3% 15-16-летних студентов в Швейцарии хотя бы раз принимали МДМА. По сравнению с соответствующими данными за 1994 г. (1,8%) и 1998 г. (1,9%) очевиден рост употребления МДМА среди населения. В другом опросе, проведенном Швейцарским институтом профилактики алкоголизма и наркомании (SFA/ISPA), 2,2% анонимно опрошенных субъектов в возрасте от 15 до 39 лет сообщили об опыте употребления МДМА. Кроме того, во всем мире МДМА стал одним из наиболее широко используемых незаконных психоактивных веществ, которым регулярно пользуются миллионы людей.

Острое введение МДМА вызывает быстрое и заметное высвобождение серотонина (5-НТ) посредством ингибирования и реверсии транспортера 5-НТ. С конца 1980-х годов исследования на приматах, кроме человека, предоставили убедительные доказательства того, что высокие дозы МДМА вызывают существенную и устойчивую долгосрочную нейротоксическую потерю исключительно 5-НТ нервных окончаний с сопутствующим истощением до 95% 5-НТ. в нескольких областях мозга. Напротив, другие системы нейротрансмиттеров, такие как дофамин или норадреналин, остаются неповрежденными. Впоследствии два исследования с участием потребителей МДМА также показали избирательное снижение концентрации 5-гидроксииндолуксусной кислоты в спинномозговой жидкости (ЦСЖ), маркера истощения 5-НТ. Напротив, концентрация гомованилиновой кислоты или 3-метокси-4-гидроксифенилгликоля, основных метаболитов дофамина и норадреналина в ЦСЖ, не изменилась. Некоторые исследования изображений с серотонинергическими радиолигандами показали снижение плотности транспортеров 5-НТ (SERT) в корковых и подкорковых областях мозга у потребителей МДМА. Более того, электрофизиологические исследования также предполагают изменения системы 5-НТ у постоянных потребителей МДМА. Тем не менее, большинство этих результатов у людей подверглись резкой критике за методологические недостатки (например, малые размеры выборки или отсутствие специфичности применяемых радиолигандов). Следовательно, до сих пор нет убедительных доказательств селективной серотонинергической нейротоксичности МДМА для человека. Более того, механизм нейротоксичности МДМА у животных все еще обсуждается.

Несмотря на эти оговорки, было последовательно показано, что у потребителей МДМА проявляются дозозависимые нарушения вербальной и зрительно-пространственной памяти, а также нарушения исполнительных функций и познавательной способности принятия решений. До сих пор нейроанатомическая основа этих нейропсихологических дефицитов и их связь с истощением 5-НТ остаются неясными.

На основании данных о животных вполне вероятно, что МДМА в высоких или кумулятивных дозах повреждает 5-HT-нейроны в мозге человека. Однако из-за множества методологических проблем и ограниченного числа исследований, проведенных на людях, пока нельзя сделать однозначных выводов о том, вызывает ли хроническое воздействие МДМА длительный синдром дефицита 5-НТ с последующим нейропсихиатрическим риском. Для дальнейшего рассмотрения предполагаемой нейротоксичности МДМА в человеческом мозге мы предлагаем, в дополнение к существующим исследованиям картирования рецепторов, новые функциональные анализы серотонинергической нейротрансмиссии, которые могут быть полезны для прояснения этого вопроса. В частности, мы предполагаем, что исследования провокации 5-HT с использованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в сочетании с высвобождающим серотонин дексфенфлурамином [(+)FEN] могут проверить функциональную целостность системы 5-HT в живом человеческом мозге.

Цели: Чтобы преодолеть препятствия предыдущих исследований изображений, мы предлагаем использовать более прямой подход для оценки целостности серотонинергической функции в человеческом мозге. Картирование рецепторов 5-HT2A с помощью ПЭТ и [18F]-алтансерина в сочетании с (+)FEN контрольным тестом следует использовать для исследования способности высвобождения 5-HT у нынешних и бывших потребителей МДМА по сравнению с контрольными субъектами, не принимавшими наркотики.

Мы ожидаем, что сравнение измененного специфического связывания [18F]-алтансерина с рецепторами 5-HT2A после (+)FEN-индуцированного высвобождения 5-HT покажет, приводит ли хроническое злоупотребление МДМА к функциональным изменениям в мозге человека, и если МДМА пользователи сталкиваются с повышенным риском развития синдрома хронического дефицита серотонина, возможно, связанного с когнитивными нарушениями и депрессией или тревогой. Наш биологический маркер для функции 5-HT in vivo должен позволить нам топографически картировать региональное высвобождение 5-HT и, следовательно, определить, имеет ли гипотетическое истощение 5-HT глобальные или очаговые последствия для действия (+) FEN. Предполагаемые функциональные последствия (регуляция аффектов, познание и поведение) могут быть связаны с областями сниженной передачи 5-НТ.

Исследуя нынешних и бывших потребителей МДМА, мы оценим обратимость истощения 5-НТ. Кроме того, наш (+)FEN-тест/метод визуализации ПЭТ может выявить области повышенной передачи 5-HT из-за гипериннервации дендритов 5-HT («прорастание»), как это происходит у приматов, получавших МДМА.

В ходе исследования ПЭТ мы также будем измерять когнитивные функции (например, внимание, зрительная и рабочая память, обучение, исполнительная функция) и аффективные функции (например, тревожность, импульсивность), предположительно измененные из-за хронического употребления МДМА. Используя корреляционный анализ, мы стремимся определить, связаны ли ограниченные области измененной функции 5-НТ со специфическими нарушениями когнитивных и/или поведенческих параметров.

Текущее состояние проекта и экспериментальные данные: Радиосинтез индикатора [18F]-алтансерина был установлен и утвержден в соответствии с рекомендациями GMP. Исследование и использование (+)FEN и [18F]-алтансерина уже было одобрено местным комитетом по этике Swissmedic и Федеральным управлением здравоохранения Швейцарии (BAG). Кроме того, более 50 нынешних и бывших потребителей МДМА и 20 контрольных субъектов, ранее не употреблявших наркотики, были проверены и признаны отвечающими общим критериям включения. Мы применили наш метод к четырем здоровым людям-добровольцам, чтобы доказать нашу концепцию. ПЭТ-сканы были скорректированы по метаболитам и нормализованы в соответствии с графическим методом Логана. Анализ областей интересов был выполнен с помощью PMOD. Мы обнаружили, что кажущийся объем распределения (DV) [18F]-алтансерина сильно уменьшился во всех областях мозга примерно на 11–15%. Таким образом, предлагаемый метод подходит для исследования способности высвобождения 5-HT у людей.

Рабочие гипотезы: мы предполагаем, что (+)FEN-вызванное высвобождение 5-HT заметно изменит доступность 5-HT2A-рецепторов к [18F]-алтансерину, при этом картина показывает пространственно неоднородную уязвимость 5-HT иннервации к MDMA. Мы прогнозируем, что [18F]-алтансерин DV будет снижаться после введения (+)FEN в меньшей степени у нынешних пользователей МДМА по сравнению с контрольными субъектами, ранее не получавшими МДМА. На основании данных о животных и недавних нейровизуализационных исследованиях у людей мы предполагаем, что функциональное восстановление у бывших потребителей МДМА будет проявляться нормализацией или превышением способности высвобождения серотонина.

Нейротрансмиссия 5-НТ не будет однородно снижена у хронических потребителей МДМА, но токсические эффекты будут наиболее очевидны в лобной коре и подкорковых структурах, таких как хвостатое ядро ​​и таламус; эти области иннервируются тонкими волокнами, исходящими из ядер дорсального шва, которые особенно чувствительны к нейротоксичности МДМА у приматов, отличных от человека. Основываясь на результатах недавних исследований на людях, мы также ожидаем дозозависимого нарушения когнитивных функций, особенно памяти и обучения, а также повышенной тревожности у нынешних потребителей МДМА с последующим улучшением после прекращения употребления наркотиков, хотя восстановление может быть быть неполным. Наконец, мы предполагаем, что степень нарушения когнитивных функций будет значительно коррелировать с измеренным снижением функции 5-НТ.

Дизайн исследования: для сравнения нейротрансмиссии 5-НТ у нынешних пользователей МДМА, бывших пользователей МДМА и контрольных субъектов, ранее не получавших МДМА, 16 субъектов в группе будут обследованы с [18F]-альтансерином ПЭТ в двух условиях. В течение двух дней, разделенных интервалом в 7 дней, субъекты будут получать в произвольном порядке плацебо или 60 мг (+)ФЕН. Через два часа испытуемых помещают в GE PET/CT с частично иммобилизованной головой. После получения низкодозового КТ-сканирования пропускания [18F]-алтансерин (250 МБк, высокая удельная активность) будет вводиться внутривенно в виде болюса в течение 30 секунд, а динамические данные ПЭТ будут получены в течение 90 минут в виде серии из 36 кадров. увеличение продолжительности от одной минуты до десяти минут. Впоследствии испытуемые выполнят ряд когнитивных задач из автоматизированной батареи Кембриджского нейропсихологического теста (CANTAB). Кроме того, потенциальные аффективные реакции на высвобождение 5-HT, предполагаемые групповые различия и временной ход аффективной реакции будут оцениваться путем многократного использования психометрических опросников, в частности опросника состояния и тревожности (STAI) и шкалы оценки настроения по прилагательным (AMRS). ). Периодически во время расширенного сканирования и когнитивного тестирования будут собираться образцы венозной крови для анализа концентрации (+)FEN, пролактина и кортизола стандартными клиническими процедурами. Нейроэндокринные ответы будут коррелировать с индивидуальными результатами ПЭТ и нейропсихологических тестов.

Субъекты и процедура отбора: Участники исследования набираются с помощью листовок, распространяемых в местах, связанных с "техно" и "рейв" сценой в Цюрихе, с помощью местных ассоциаций, занимающихся профилактикой наркотиков/информацией и снижением вреда. Экспериментальные группы сопоставимы по полу, возрасту и употреблению каннабиса. Шестнадцать испытуемых обоего пола в возрасте от 18 до 35 лет будут отобраны для каждой из следующих трех экспериментальных групп: 1) Текущие потребители МДМА (самооценка потребления ≥ 50 таблеток «экстази» в течение жизни, последний прием датирован в течение последние 4 недели), 2) бывшие потребители МДМА (самооценка употребления в течение жизни ≥ 50 таблеток, но субъекты прекратили употребление экстази по крайней мере за год до включения) и 3) контрольные субъекты, ранее не принимавшие МДМА.

Состояние здоровья испытуемых будет определяться общим медицинским обследованием, включая электрокардиограмму и стандартные лабораторные показатели. Чтобы исключить субъектов с текущими или прошлыми психическими расстройствами, все субъекты будут оцениваться и диагностироваться клиническим психологом с использованием SKID-I. Во время набора потенциальным субъектам будет предоставлена ​​​​обширная справочная информация о введении (+) FEN, нейропсихологическом тестировании, мерах ПЭТ и связанных с ними (радиационных) рисках, а затем им будет предложено дать свое письменное информированное согласие. Особая ответственность покрывается больничной страховкой для всех субъектов, участвующих в этом проекте. Беременность является критерием исключения; все потенциальные испытуемые женского пола должны будут согласиться пройти тест на беременность перед тем, как войти в исследование.

Будет записана подробная история употребления психоактивных веществ, включая тип наркотиков, первое и последнее употребление, а также предполагаемое общее потребление. Все испытуемые должны будут согласиться воздерживаться от употребления любых психоактивных веществ (кроме никотина и каннабиса) в течение как минимум двух недель до первого ПЭТ-сканирования. В начале каждого из двух экспериментальных дней образцы мочи будут собираться и проверяться на наличие психоактивных веществ или метаболитов.

Актуальность проекта: Наша методика позволит количественно оценить серотонинергические функции в мозге живого человека. Новая комбинация (+)FEN-индуцированного высвобождения 5-HT из внутриклеточных запасающих везикул и последующей ПЭТ-оценки конкурентно измененного связывания [18F]-алтансерина с постсинаптическими рецепторами 5-HT2A обеспечит более прямой биологический маркер функции серотонина in vivo. чем было доступно до сих пор. Применяя эту новую фармакологическую проблему/подход нейровизуализации ПЭТ к группам нынешних и бывших потребителей МДМА, мы сможем получить важное новое представление о обсуждаемых функциональных последствиях употребления МДМА, особенно в отношении разногласий по поводу обратимости изменений 5-НТ. после прекращения употребления МДМА. Топографическое картирование регионального высвобождения 5-HT после воздействия (+)FEN в двух группах потребителей МДМА и в когорте лиц, ранее не употреблявших наркотики, поможет оценить спорный вопрос, если хронические потребители МДМА столкнутся с риском развития глобального дефицита 5-НТ. синдром, характеризующийся когнитивными и аффективными изменениями. Успешное завершение этого проекта должно иметь полезные последствия для просвещения населения и снижения вреда от употребления МДМА, а также может способствовать разработке возможных вариантов лечения для хронических потребителей МДМА.