Слайд 1Молекулярные механизмы регуляции поведения
Лекция 10
Психофармакология аффективных психозов
Слайд 2Антидепрессанты
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.
Слайд 3Поиск 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.
Слайд 4Критерии 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.
Слайд 5Классификация 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.
Слайд 6Хронический 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.
Слайд 7Выученная 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.
Слайд 8Тест принудительного плавания
Предложенный в 1977 г. этот тест является самым распространен-ным
методом оценки антидепрессантной ак-тивности (Tecott, 2003).
Основным параметром является время непод-вижности животного, помещенного в сосуд с водой.
Тест обладает самой высокой predict validity (Willner, 1990).
Все антидепрессанты уменьшают время неподвижности.
Слайд 9Сравнение инбредных линий мышей
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).
Слайд 10Нокаутные 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: DβH, α2A, α2C, NET
МАО: MAO-A, MAO-B
Опиаты: μ-рецептор, дельта опиоид рецептор
ГАМК: ГД, ГАМКВ
Глутамат: NMDA δ4 субъединица, mGluR7
BDNF: Bdnf+/-.
Слайд 11Преимущества 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.
Слайд 12Фландеровские 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.
Слайд 13Predictive validity
Антидепрессанты снижают время неподвижности в тесте Порсолта у FSL, но
не у FRL крыс.
Слайд 14Construct validity, изменение концентрации 5-HT и 5-HIAA в мозге FSL
5-HT 5-HIAA
Слайд 15Изменения в катехоламиновых системах мозга FSL
NA
DA
Слайд 16Хроническое 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
Слайд 17Наследственная 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).
Слайд 18Каталепсия и депрессия
Серотонин, дофамин, ацетилхолин, ГАМК и норадреналин
вовлечены в механизмы депрессии
и каталепсии.
Ступор и «скорбная маска» лица депрессивного больного похожи на проявление каталептического ступора у крыс.
Слайд 19Крысы ГК. Face validity
Селекция крыс на каталепсию сопровождается изменениями
поведения аналогичными
симптомам, наблюдаемым у
депрессивных больных.
Слайд 20Крысы ГК. Construct validity
Вызванные селекцией нейрохимические и эндокринные изменения согласуются с
предсказанными на основании существующих гипотез о механизмах депрессии.
Слайд 21Крысы ГК. Predictive validity
Каталепсия у крыс ГК чувствительна
к хроническому, но
не острому, введению имипрамина.
Слайд 23СЕЛЕКЦИЯ 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.
Слайд 24Мыши ASC. Face validity
Открытое поле
Тест Порсолта
Startle reflex
Дистанция
Амплитуда
Время, с
AKR CBA ASC
***
**
#
*
#
*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 по сравнению с AKR. #P<0.05, ###P<0.001 по сравнению с CBA.
AKR CBA ASC
*
Селекция на каталепсию
закрепляет «депрессивные»
черты: снижение активности
в открытом поле, усиление
неподвижности в тесте
Порсолта и пугливости на
неожиданный звук.
Слайд 25ASC, угашение реакции условного избегания
Слайд 26Мыши ASC, Predictive validity
**
*
*P
Каталепсия у мышей ASC чувствительна к хроническому, но не острому, введению имипрамина и флуоксетина.
Слайд 27Различия в лействии антидепрессантов
Мыши CBA устойчивы к имипрамину. Но, препарат существенно
снижает каталепсию у животных ASC.
**
%
Слайд 28Сходство мышей ASC и крыс ГК
Селекция на каталепсию вызывает сходные изменения
поведения
и повышает чувствительность к имипрамину и
тироксину у мышей ASC и крыс ГК.
Слайд 29Гипотеза 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.
Слайд 30Гипотеза 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.
Слайд 31Нейротрофическая 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.
Слайд 32Наследственность 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.
Слайд 33Полногеномные 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).
Слайд 34Гены-кандидаты у человека
adapted from Porcelli et al., 2011
Слайд 35Моделирование эффектов генов-кандидатов с помощью трансгенных и нокаутных мышей
Слайд 36Нокаут MAOA усиливает вызванную циталопрамом секрецию 5-HT
from Evrard et al., 2002
Слайд 37Влияние 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
Слайд 38Мутация 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
Слайд 39Мутация C1473G снижает острый эффект SSRI в тесте принудительного плавания
from Cervo
et al., 2005
from Kulikov et al., 2011
Слайд 40Однако мутация C1473G не влияет на хронический эффект флуоксетина
*p
corresponding control
Слайд 41Влияние 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 ТХ-2153 не угнетает исследовательскую активность в тесте открытое поле
Хроническое введение 10 мг/кг ТХ-2153 снижает экспрессию генов 5-HT1A рецептора и МАОА в среднем мозге