Психофармакология аффективных психозов

1. Молекулярные механизмы регуляции поведения Лекция 10 Психофармакология аффективных психозов

2. Антидепрессанты

Подавляют симптомы депрессии в течение
продолжительного времени.
Все клинически эффективные антидепрессанты
повышают активность моноаминэргических систем
мозга.
Ингибиторы МАО: депренил, ипрониазид.
Трициклические антидепрессанты – ингибиторы
транспортеров серотонина и норадреналина.
Селективные ингибиторы транспортера серотонина.
Атипичный антидепрессант, кетамин, ингибитор
NMDA рецепторов.

3. Поиск новых антидепрессантов

Синтез аналогов и гомологов известных
антидепрессантов.
Проверка молекулярных мишеней in vitro.
Анализ эффектов препарата на срезах мозга или
нейрональных культурах.
Преклинический скрининг на животных.
Проверка на токсичность и негативные побочные
эффекты.
Клинические испытания на добровольцах или
больных.

4. Критерии валидности

Face validity – поведенческие и эндокринные
характеристики модели должны напоминать
симптоматику моделируемой патологии.
Predictive validity – фармакологические воздействия
должны сходным образом влиять на характеристики
модели и на симптоматику патологии.
Construct validity – модель должна моделировать
механизмы патологии, т.е. должна согласоваться с
существующими представлениями о механизме
патологии.

5. Классификация моделей депрессии

Изменения, вызванные неизбегаемым стрессом:
выученная беспомощность,
принудительное плавание/tail suspension,
хронический умеренный стресс.
Изменения, вызванные разрушением структур мозга:
удаление обонятельных луковиц.
Изменения вызванные воспалением:
введение ЛПС и тестирование через 24 часа
Изменения, вызванные нарушением метаболизма:
мыши db/db с нокаутом рецептора лептина, страдающие
ожирением
Генетические модели:
инбредные линии,
нокаутные и трансгенные мыши,
селекционированные линии мышей и крыс.

6. Хронический умеренный (непредсказуемый) стресс

Предложена Willner (1990).
В течение 3-4 недель животного подвергают действию
чередующихся стрессоров умеренной силы.
Face validity. Наблюдаются многочисленные поведенческие,
физиологические и эндокринные изменения, характерные для
больных депрессией. Главным считается ангедония.
Predictive validity. Некоторые антидепрессанты при хроническом
введении препятствуют развитию ангедонии.
Construct validity. Выявлены некоторые изменения в ДА системе,
соответствующие дофаминовой гипотезе депрессии.

7. Выученная беспомощность (Learned helplessness)

Предложен Maier и Seligman (1976).
Снижении выработки условной реакции избегания в челночной камере у
стрессируемого животного.
Face validity. Моделирует дефицит активной защитной реакции, характерной
для депрессивных больных.
Predictive validity. Большинство антидепрессантов нормализуют выработку
условной реакции избегания.
Construct validity. Согласуется с ролью НА системы в механизме развития
депрессии.

8. Тест принудительного плавания

Предложенный в 1977 г.
этот тест является самым
распространен-ным
методом
оценки
антидепрессантной
активности (Tecott, 2003).
Основным
параметром
является время неподвижности
животного,
помещенного в сосуд с
водой.
Тест
обладает
самой
высокой predict validity
(Willner, 1990).
Все
антидепрессанты
уменьшают
время
неподвижности.

9. Сравнение инбредных линий мышей

Время неподвижности, с
Сравнение инбредных линий мышей
140
120
100
80
60
40
20
0
Для изучения генетических механизмов выраженности депрессивного
поведения и устойчивости к антидепрессантам. Выявлены
значительные межлинейные различия во времени неподвижности в
тесте Порсолта (Nikulina et al., 1991).

10. Нокаутные животные как модели депрессии

Моделируют роль отдельных генов в механизме нарушений
поведения и чувствительности к антидепрессантам.
Следующие нокаутные мыши предложены как модели депрессии
(Cryan, Mombereau, 2004)
Серотонин: 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT7, SERT, TPH2
Норадреналин: D H, 2A, 2C, NET
МАО: MAO-A, MAO-B
Опиаты: -рецептор, дельта опиоид рецептор
ГАМК: ГД, ГАМКВ
Глутамат: NMDA 4 субъединица, mGluR7
BDNF: Bdnf+/-.

11. Преимущества селекционированных линий

Мощный метод моделирования наследственных патологий
поведения, изучения их нейрохимических ассоциаций и
чувствительности к препаратам.
Селекцию проводят на выраженность поведения или на
чувствительность/устойчивость к препаратам.
Селекция по поведению:
римские крысы RLA/RHA,
ронские мыши HL/NHL,
крысы каталептической линии ГК,
мыши каталептической линии ASC.
Селекция на чувствительность к холинолитикам:
фландеровские крысы FSL/FRL.

12. Фландеровские крысы FSL, face validity

Селекционированы из крыс Sprague-Dawley на высокую
чувствительность (снижение температуры тела) к ингибитору
ацетилхолинэстеразы диизопропилфлуорофосфату (Overstreet et al.,
1979).
В настоящее время наиболее изученная модель депрессии.
Характеризуются следующими депрессивными чертами:
Снижением веса и аппетита.
Высокой утомляемостью.
Увеличением парадоксального сна.
Снижением общей активности.
Нарушение обучения.
Ангедония.
Увеличение неподвижности в тесте принудительного плавания.

13. Predictive validity

Антидепрессанты снижают время неподвижности в тесте Порсолта у
FSL, но не у FRL крыс.

14. Construct validity, изменение концентрации 5-HT и 5-HIAA в мозге FSL

5-HT
5-HIAA

15. Изменения в катехоламиновых системах мозга FSL

NA
DA

16. Хроническое введение дезимипрамина нормализует уровень 5-HT и 5-HIAA в мозге FSL крыс

Светлые – контроль ф/р, штрихованные – контроль препарат, черные
– FSL ф/р, полосатые – FSL препарат

17. Наследственная каталепсия у крыс

В популяции крыс Вистар около 10% животных сохраняют приданную
им вертикальную позу более 20 с.
Этот признак был усилен длительной селекцией и получена линия
крыс ГК (генетическая каталепсия), в которой каталепсия наблюдается
более чем у 50% особей (Барыкина и др., 1983).

18. Каталепсия и депрессия

Ступор и «скорбная маска» лица депрессивного больного похожи на
проявление каталептического ступора у крыс.
Серотонин, дофамин, ацетилхолин, ГАМК и норадреналин
вовлечены в механизмы депрессии и каталепсии.

19. Крысы ГК. Face validity

Признак
Эффект селекции
Двигательная активность в открытом поле
(психомоторный дефицит)
Неподвижность в тесте Порсолта (отчаяние,
безысходность)
Шок агрессия (раздражительность)
Медленно-волновой сон (бессонница)
Парадоксальный сон
0
Нервозность
Селекция крыс на каталепсию сопровождается изменениями
поведения аналогичными симптомам, наблюдаемым у
депрессивных больных.

20. Крысы ГК. Construct validity

Параметр
Эффект селекции
Дофамин
Норадреналин
Серотонин
Кортикостерон
Тироксин
Вызванные селекцией нейрохимические и эндокринные изменения
согласуются с предсказанными на основании существующих гипотез о
механизмах депрессии.

21. Крысы ГК. Predictive validity

Каталепсия у крыс ГК
чувствительна
к хроническому, но не
острому, введению
имипрамина.

22. Сравнение крыс FSL и ГК

Признак
FSL
ГК
Локомоции
Неподвижность в тесте Порсолта
Шок агрессия
Нарушения сна
0
ДА
ДА
0
0
ДА
ДА
Дофамин
Норадреналин
Серотонин
5-НТ2А рецепторы
Нарушения REM сна
Кортикостерон в крови
Чувствительность к хроническим
антидепрессантам

23. СЕЛЕКЦИЯ МЫШЕЙ НА КАТАЛЕПСИЮ

В ходе длительной селекции бэккроссов BC(CBAxF1(CBAxAKR)) между CBA и
AKR на каталепсию получена инбредная линия мышей ASC (Antidepressant
sensitive catalepsy) с чрезвычайно высокой предрасположенностью к
каталепсии.

24. Мыши ASC. Face validity

*
250
200
Тест Порсолта
*
150
100
50
0
Время, с
Открытое поле
#
140
120
100
80
60
40
20
0
Startle reflex
#
2000
**
1500
***
1000
500
0
AKR
CBA
ASC
AKR
CBA
ASC
Селекция на каталепсию
закрепляет «депрессивные»
черты: снижение активности
в открытом поле, усиление
неподвижности в
тесте
Порсолта и пугливости на
неожиданный звук.
*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 по сравнению с AKR. #P<0.05,
###P<0.001 по сравнению с CBA.

25. ASC, угашение реакции условного избегания

26. Мыши ASC, Predictive validity

%
КОНТРОЛЬ
100
80
**
ПРЕПАРАТ
*
60
40
20
0
ИМИПРАМИН
ФЛУОКСЕТИН
*P<0.05, **P<0.01 по сравнению с контролем
Каталепсия у мышей ASC чувствительна к хроническому, но не острому,
введению имипрамина и флуоксетина.

27. Различия в лействии антидепрессантов

%
150
КОНТРОЛЬ
ИМИПРАМИН
**
100
50
0
ASC
CBA
Мыши CBA устойчивы к имипрамину. Но, препарат существенно
снижает каталепсию у животных ASC.

28. Сходство мышей ASC и крыс ГК

Характеристика
Каталепсия
Двигательная активность
«Пугливость»
«Депрессивность»
Антидепрессанты
Тироксин
ASC
ГК
Селекция на каталепсию вызывает сходные изменения
поведения и повышает чувствительность к имипрамину и
тироксину у мышей ASC и крыс ГК.

29. Гипотеза Борсини

Первую гипотезу, объясняющую задержку терапевтического эффекта
антидепрессантов, предложил итальянский фармаколог Ф.Борсини.
По его мнению депрессия связана с дисбалансом 5-НТ1А и 5-НТ2А
рецепторов в коре мозга. При депрессии равновесие смещается в
сторону последних.
Хроническое введение трициклических антидепрессантов понижает
плотность 5-НТ2А рецепторов, но не влияет на плотность 5-НТ1А
рецепторов в коре.
Популяностью эта гипотеза не пользуется.

30. Гипотеза of P. Blier и C. de Montigny

Она объясняет задержку терапевтического ответа на антидепрессанты
активностью пресинаптических 5-HT1A ауторецепторов, которые
подавляют секрецию медиатора.
Хроническое введение антидепрессантов подавляет 5-HT1A рецепторы и
усиливает секрецию медиатора.

31. Нейротрофическая гипотеза депрессии и действия антидепрессантов

Была предложена Ronald Duman
(1998) и сейчас принята
большинством исследователей.
Она постулирует связь депрессии
с дефицитом BDNF.
Антидепрессанты увеличивают
концентрацию 5-HT в
синаптической щели. 5-HT через
ассоциированные с Gs белками
рецепторы усиливает секрецию
BDNF.
BDNF активирует синаптогенез и
нейрогенез.

32. Наследственность устойчивости к антидепрессантам

Наблюдается семейная устойчивость к антидепрессантам
[O’Reilly et al., 1994; Franchini et al., 1998].
Показаны значительные межлинейные различия в
эффектах антидепрессантов в tail suspension test (Crowley
et al., 2005; 2006].
Выяснение генетико-молекулярных механизмов
устойчивости к антидепрессантам является ключевой
задачей психофармакогенетики и персонализованной
медицины.
Существуют два основных подхода: полногеномных
ассоциаций (GWAS) и генов-кандидатов.

33. Полногеномные исследования (GWAS)

GWAS основан на ассоциации между устойчивостью к
антидепрессантам и полногеномным набором полиморфных локусов
(чаще всего SNPs).
Имеются три проекта: the Genome-based therapeutic Drugs for
Depression (GENDEP), Munich Antidepressant Response Signature
(MARS) and Sequenced Treatment Alternatives to Relieve Depression
(STAR*D) включающие несколько тысяч обследованных пациентов и
около 1 200 000 маркеров.
Заключение многолетних исследований по этим проектам: “Despite
increased statistical power accorded by meta-analysis, the authors
identified no reliable predictors of antidepressant treatment
outcome..” (Am J Psychiatry, 2013, 170:207).

34. Гены-кандидаты у человека

Gene
Polymorphism
Therapeutic effect (Yes/Not)
TPH2
G1463A
2/3
rs1386494
2/1
MAOA
1.2 kb upstream the gene coding sequence
3/3
SLC6A4
5HTTLPR
31/13
STin2
8/4
rs6295 (-C1019G)
9/5
rs1800042 (Gly272Asp)
1/4
rs7997012
6/3
rs6265 (G196A)
11/3
HTR1A
BDNF
adapted from Porcelli et al., 2011

35. Моделирование эффектов генов-кандидатов с помощью трансгенных и нокаутных мышей

Gene
Polymorphism
References
Tph2
KO
Savelieva et al., 2008; Alenina et al.,
2009
R439H
Beaulieu et al., 2008
C1473G (P447R)
Zhang et al., 2004
Maoa
KO
Cases et al., 1995
Slc6a4
KO
Bengel et al., 1998
Htr1a
KO
Ramboz et al., 1998
Bdnf
+/-
Lyons et al., 1999

36. Нокаут MAOA усиливает вызванную циталопрамом секрецию 5-HT

from Evrard et al., 2002

37. Влияние нокаута Slc6a4 гена на эффект антидепрессантов в тесте tail suspension test

Гетерозиготы по нокауту Slc6a4 гена (+/-) – хорошая модель для изучения эффектов S аллеля
5HTTLPR полиморфизма, поскольку у этих мышей отмечена аналогичная редукция плотности
транспортера и скорости обратного захвата 5-HT как и у людей S/S генотипа.
Гетерозиготы показываю сводную с диким тиком чувствительность к флуоксетину, имипрамину
и дезимипрамину в тесте tail suspension test.
Иными словами, 5HTTLPR полиморфизм, по-видимому, не является причиной устойчивости к
антидепрессантам.
adapted from Murphy et al., 2008

38. Мутация R439H снижает активностьTPH2, уровень и метаболизм 5-HT и усиливает устойчивость к антидепрессантам у мышей

from Beaulieu et al., 2008
from Siesser et al., 2013

39. Мутация C1473G снижает острый эффект SSRI в тесте принудительного плавания

from Cervo et al., 2005
from Kulikov et al., 2011

40. Однако мутация C1473G не влияет на хронический эффект флуоксетина

*p<0.05, **p<0.01 vs corresponding contro

41. Влияние ТХ-2153 на поведение и 5-HT систему мозга мышей

Острое введение ТХ-2153 снижает
выраженность каталепсии у мышей ASC
Антидепрессантный эффект TX-2153 в
тесте принудительного плавания
соизмерим с таковым для флуоксетина
и имипрамина. Однако в отличие от
классических антидепрессантов ТХ2153 не угнетает исследовательскую
активность в тесте открытое поле
Хроническое введение 10 мг/кг ТХ2153 снижает экспрессию генов 5HT1A рецептора и МАОА в среднем
мозге