Avancerad personlig antidepressiv behandling med PET/MRI

Syfte 1: Bestäm en förbehandlingsmarkör för SSRI-effektivitet med hjälp av Positron Emission Tomography (PET). Med målet att minska MDD-bördan har många studier utvärderat användbarheten av 18F-2-fluoro-2-deoxi-D-glukosfluorodeoxiglukos (FDG) - PET i förutsägelse av antidepressiv behandling. Men på grund av begränsningarna som anges ovan finns det ingen konsensus om vilka hjärnregioner som förutsäger behandlingseffektivitet. Förutom att fungera som en biomarkör för SSRI-effektivitet, kommer endast avgörande bestämning av dessa regioner att ge insikt i depressionspatofysiologi, hjälpa till att avslöja SSRI:s verkningsmekanism och hjälpa till i sökandet efter nya terapier. Baserat på utredarnas preliminära data och andra liknande studier, antar utredarna att SSRI-inducerad förändring i Hamilton Depression Rating Scale (deltaHDRS) kommer att korreleras med förbehandlingens metaboliska hastighet av glukos (MRGlu, kvantifierad med arteriell blodanalys) i tre potentiella regioner: (1) mellanhjärnan, (2) höger främre insula och/eller (3) vänster ventral prefrontal cortex.

Mål 2: Isolera den neurobiologiska grunden för "förlust"-forskningsdomänkriterierna (RDoc) och förändringen i samband med behandling. Med hjälp av en faktoranalys av HDRS har utredarna tidigare visat att "förlust" RDoC-kriterierna är signifikant korrelerade till MRGlu i frontala kortikala områden. Utredarna antar därför att förändringar i MRGlu (före till efter behandling) i dessa regioner kommer att korreleras med symtomförbättring specifikt vid "förlust"-symtom. Som en utforskande förlängning kommer utredarna att avgöra om dessa förändringar är behandlingsspecifika (d.v.s. till SSRI eller placebo). En validering av hypotesen antyder en riktad verkningsmekanism och ger ett betydande steg framåt för precisionsbehandling. Om regionala förändringar i MRGlu inte är korrelerade till förbättringar i denna RDoC-kategori, tyder det på att SSRI (eller placebo)-inducerade förändringar kan vara en nedströmseffekt som bör undersökas ytterligare.

Mål 3: Validera icke-invasiv fullständig kvantifiering av MRGlu med hjälp av samtidig uppskattning. Full kvantifiering av hjärnans MRGlu med FDG (som utförs i denna studie) kräver mätning av FDG i arteriell plasma (ingångsfunktion) från arteriell kateterinsättning och blodanalys. Denna kostsamma och invasiva procedur skapar en barriär för utbredd användning av PET. Utredarna har utvecklat en innovativ metod för Simultaneous Estimation (SimE) av inputinformation och PET-resultatmått (t.ex. MRGlu). SimE kvantifierar hjärnan MRGlu helt utan att behöva en artärkateter. När det gäller FDG tyder utredarnas data på att SimE som används med ett enda venöst prov kan ge korrekta resultat. Utredarna antar vidare att det venösa provet helt kan ersättas av studiedata (t.ex. injicerad dos) och biometri (t.ex. kroppsyta, magert kroppsmassaindex). Med hjälp av två olika tillvägagångssätt (statistisk imputering och fysiologisk parametrisk modellering) och tidigare insamlade data, kommer utredarna att träna SimE för korrekt kvantifiering i frånvaro av bloddata. Den rika data som samlas in i denna studie kommer sedan att ge ett robust riktmärke för validering av SimE-metoden.

Syfte 4: Validera icke-invasiva uppskattningar av plasmaradioaktivitet från en ny mini-Positron Emission Tomography (miniPET) skanner. Parallellt med utvecklingen av SimE (algoritm/mjukvara), kommer utredarna att testa en icke-invasiv metod för plasmaanalys med hjälp av hårdvara. FDG-koncentrationen kommer att mätas vid handleden, armen, fotleden eller benet med en ny synkroniserad PET-skanner utvecklad av medutredaren, Dr. Paul Vaska.