Vagal nervstimulering för att undersöka inflammation och hjärna vid posttraumatisk stress

Antalet posttraumatiskt stressyndrom (PTSD) är högt bland stridsveteraner med uppskattningar av PTSD inom Irak och Afghanistan Veteraner på nästan 17 % av den aktiva tjänsten och över 24 % av reservtjänstmedlemmarna som testar positivt för PTSD. Studier från de nuvarande och tidigare krigen har visat att psykiska störningar, särskilt PTSD, är förknippade med högre frekvenser av: 1) fysiska symtom, 2) kronisk fysisk sjukdom och 3) total dödlighet. Frekvensen av komorbid PTSD och kronisk smärta är extremt höga bland veteraner med rapporter om 30%-50% i både Vietnam och OEF/OIF Veterans, vilket tyder på en delad patofysiologi. Överdriven frisättning av perifera pro-inflammatoriska cytokiner har varit inblandad i genereringen av: 1) patologiska kroniska smärttillstånd och 2) vid PTSD. Perception av ett aversivt stimulus/hot aktiverar perifer inflammatorisk cytokinfrisättning, medan exogen administrering av en inflammatorisk stimulus (som också orsakar frisättning av perifera inflammatoriska cytokiner) ökar det limbiska (insulära cortex och amygdala) svaret på aversiva/hotstimuli mätt med funktionell magnetisk Resonanstomografi (fMRI). Arbete från utredarnas grupp visar att PTSD påverkar: 1) nociceptiv respons, 2) intratekal cytokinfrisättning och 3) perifer cytokinfrisättning som svar på en smärtsam stimulans jämfört med svar från Veteran combat controls (CC). Vagusnervstimulering har visat sig minska: 1) perifer inflammatorisk cytokinfrisättning, 2) smärta och 3) ångest.

Nyligen utfört arbete av gruppen har visat att icke-invasiv vagusnervstimulering (nVNS; med extradermal stimulering) minskar perifer inflammation hos friska kontrollpersoner och kan på liknande sätt minska hyperinflammation som observeras vid PTSD. I pilotarbete har utredarna erhållit initiala fMRI-bevis (preliminära data) tyder på att hos friska kontroller minskar nVNS isolationssvaret på smärtsamma stimuli, som är känt för att vara dysreglerat vid PTSD.

Utredarna planerar att använda nVNS som en sond vid PTSD och CC för att observera effekterna av vagusnervmodulering på: 1) CNS neurala kretsfunktion under smärt- och smärtförväntningsstimuli och 2) perifera inflammatoriska biomarkörmått. Det långsiktiga målet för denna forskningslinje är att använda nVNS som en sond för att erhålla pilotdata för: 1) perifera inflammatoriska biomarkörer och 2) fMRI-härledd hjärnavbildningsrespons på smärta, för att främja förståelsen av grundläggande patofysiologi av komorbid smärta och PTSD och att i slutändan tillhandahålla riktade neuromodulationsbaserade interventioner för veteraner med smärta och PTSD. Utredarna kommer att studera två grupper [(PTSD, CC), (båda utan diagnos av kronisk smärta)], under två tillstånd (antingen nVNS eller Sham-stimulering), under tre tidpunkter (pre-nVNS/Sham), (7 dagar efter- nVNS/Sham) och en månad efter behandling (en månad efter VNS/Sham). Det första syftet med detta förslag är att mäta perifer inflammation som svar på nVNS-behandling för att avgränsa perifer inflammationsbaserade biomarkörprofiler för behandlingsrespons på nVNS vid PTSD och CC. Det andra steget är att mäta hjärnregionens svar på en smärt- och smärtförväntningsstimuliuppgift före och efter nVNS-behandling för att påvisa: 1) en neural profil av behandlingsrespons på nVNS och 2) den neurala profilen för nVNS-effekter på smärta vid PTSD och CC. Deltagarna kommer att få en 7 dagar lång nVNS/Sham-studie där inflammatoriska biomarkörer, neuroavbildningsverktyg, svårighetsgrad av PTSD-symptom och funktionell livskvalitet kommer att bedömas före och efter de 7 dagarna. Dessutom kommer PTSD-symtomens svårighetsgrad och funktionell livskvalitet att bedömas en månad efter studiestart. Den direkta kontrasten mellan pre och post nVNS/Sham kommer att ge en objektiv och känslig bedömning av neuromodulering med nVNS och lägga grunden för ytterligare neuromodulationsbaserad studie i PTSD. Sådana resultat kan ge ytterligare bevis på potentiell behandlingseffektivitet, vilket i slutändan ger terapier som förbättrar VA-riktlinjerna för klinisk praxis.