Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2017

Mikrobiota Biosignaturen für Depression

Prof. Andrea Schmitt
Ludwig-Maximilians-Universität München
Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie

Prof. Pieter Dorrestein
University of California, San Diego
Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences

Gegenwärtig stehen in der Psychiatrie keine auf Biomarkern basierenden diagnostischen Verfahren zur Verfügung. Stattdessen werden für die Diagnostik unpräzise Bewertungsskalen herangezogen und die Therapie nach dem Prinzip der Trial-and-Error Methode vollzogen. Eine Diagnostik mit dem Ziel einer präziseren Patienten-Stratifizierung und besseren Vorhersage, welches Antidepressivum zur Therapie eingesetzt werden soll, ist für Psychiater und Patienten gleichermaßen von großer Bedeutung. Mikrobiota Zusammensetzung und ausgeschiedene Metaboliten beeinflussen Körperorgane und das zentrale Nervensystems, und sind in der Ätiologie psychiatrischer Erkrankungen involviert. Zwecks Identifizierung von Biomarkern zur Patienten-Klassifizierung und Vorhersage, ob eine Therapie anschlägt, werden wir mittels Massenspektrometrie Haut Mikrobiota Metaboliten von Patienten und Kontrollpersonen untersuchen.

Abschlussbericht
Hintergrund: Die Umsetzung einer personalisierten Medizin in der klinischen Praxis bei psychiatrischen Erkrankungen ist gegenwärtig aufgrund eines Mangels an zuverlässigen Biosignaturen nicht erfolgreich. Die Diagnose basiert auf Bewertungsskalen und die pharmakologischen Behandlungsmöglichkeiten sind nicht auf den Phänotyp des Patienten zugeschnitten. Infolgedessen reagieren fast fünfzig Prozent der depressiven Patienten nicht auf die derzeit angewendeten Antidepressiva. Dynamische Biomarker, die in der Lage sind, Patienten zu stratifizieren und a priori vorherzusagen, ob ein Patient auf eine Behandlung mit einem bestimmten Antidepressivum anspricht und somit eine frühzeitige Unterscheidung von „Respondern“ und „Nicht-Respondern“ erlauben, könnten diese Situation verbessern.
Die Verfügbarkeit spezifischer Biosignaturen in der klinischen Praxis würde dazu beitragen, Patienten zu stratifizieren und die Vorhersage des Ansprechens auf eine Antidepressiva-Behandlung inklusive optimale Medikamenten Dosierung zu einem frühen Zeitpunkt der Therapie ermöglichen. Dies würde dem behandelnden Psychiater erlauben das richtige Medikament für den richtigen Patienten auszuwählen. Mikrobiota und ihre Metaboliten beeinflussen die menschliche Gesundheit durch ihre Signalfunktion im zentralen Nervensystem und können somit Einfluss auf die Entwicklung psychiatrischer Störungen nehmen.

Projektziel: Ziel des Projekts war es, Biosignaturen bei depressiven Störungen mit Hilfe von Hautabstrichen der Patienten zu identifizieren. Zu diesem Zweck haben wir auf der Haut vorhandene Metaboliten analysiert, die zum Teil von Mikrobiota stammen. Die Abstriche von mehreren Hautbereichen wurden mit 50% Äthanol getränkten Tupfern durchgeführt und die extrahierten Metaboliten mittels Tandem-Massenspektrometrie analysiert. Insgesamt wurden mehr als 400 Hautabstriche gesammelt und von Prof. Turck im Labor von Prof. Dorrestein an der University of California, San Diego prozessiert und mittels Massenspektrometrie analysiert.

Ergebnisse: Drei m/z-Signale (176.1032, 159.0765, 572.2703) zeigten statistisch signifikante Unterschiede in ihrer Intensität (p<0,01) in den Hauptabstrichen zwischen Angstpatienten, PTSD-Patienten und einer Kontrollgruppe. Das m/z Signal 176.1032 entspricht der Masse für Arginsäure oder Citrullin. Die Intensität des m/z-Signals 725.4628 unterschied Patienten mit Stimmungsschwankungen von der Kontrollgruppe.
Ein zweiter Satz von Proben wird derzeit gesammelt. Hier werden Hautabstriche vom gleichen Patient zu Studienbeginn und nach einer vierwöchigen Antidepressivum Therapie gesammelt. Metabolomik Daten von diesen Proben werden Anfang 2019 erhoben.

Ausblick: Die quantitative Erhebung von Hautabstrich Metabolitenprofilen kann von Psychiatriekliniken und zertifizierten klinischen Labors implementiert werden und kann dazu beitragen, Krankenhausaufenthaltskosten und Behandlungsdauer zu senken. Die Tatsache, dass die Akquirierung von Hautabstrichen weniger invasiv ist als die Entnahme von Blut und Liquor, ist von besonderer Bedeutung für Patienten mit psychiatrischen Störungen, die in der Regel sehr empfindlich auf schmerzhafte medizinische Eingriffe reagieren. Bevor diese Methode in der Klinik angewendet werden kann, planen wir, weitere Tests mit größeren Probenzahlen durchzuführen.