Personalisierte Auswertungen von Gehirnvernetzungen identifizieren klinisch unterschiedliche biologische Subtypen bei Depression und Angstzuständen und geben Hinweise auf eine erfolgreichere Therapie
24.06.2024 In nicht allzu ferner Zukunft könnte eine Screening-Untersuchung auf Depressionen einen schnellen Gehirnscan beinhalten, um die beste Behandlung zu ermitteln, schreiben Autoren einer neuen Studie.
Die Bildgebung des Gehirns in Kombination mit maschinellem Lernen kann Subtypen von Depressionen und Angststörungen aufdecken, so die neue Studie unter der Leitung von Forschern der Stanford Medicine. Die in der Fachzeitschrift Nature Medicine veröffentlichte Studie teilt Depressionen in sechs biologische Subtypen oder „Biotypen“ ein und identifiziert Behandlungen, die bei drei dieser Subtypen mit größerer oder geringerer Wahrscheinlichkeit wirksam sind.
Bessere Methoden zur Abstimmung von Patienten und Behandlungen werden dringend benötigt, sagte die Hauptautorin der Studie Dr. Leanne Williams, Professorin für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften und Leiterin des Zentrums für psychische Gesundheit und Wellness in Stanford Medicine.
Behandlungsresistente Depressionen
Etwa 30 % der Menschen mit Depressionen leiden an einer sogenannten behandlungsresistenten Depression, d. h. mehrere Medikamente oder Psychotherapien haben keine Besserung der Symptome bewirkt. Und bei bis zu zwei Dritteln der Menschen mit Depressionen gelingt es der Behandlung nicht, die Symptome vollständig auf ein gesundes Maß zurückzubringen.
Das liegt zum Teil daran, dass es keine zuverlässige Methode zur Bestimmung des Antidepressivums oder der Therapieform gibt, die einem bestimmten Patienten helfen könnte. Medikamente werden nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“ verschrieben, so dass es Monate oder Jahre dauern kann, bis ein Medikament gefunden wird, das wirkt – falls es überhaupt wirkt. Und wenn man so lange eine Behandlung nach der anderen ausprobiert, ohne dass sich eine Linderung einstellt, können sich die Depressionssymptome verschlimmern.
Biotypen sagen Behandlungserfolg voraus
Um die Biologie, die Depressionen und Angstzuständen zugrunde liegt, besser zu verstehen, untersuchten Williams und ihre Kollegen 801 Studienteilnehmer, bei denen zuvor Depressionen oder Angstzustände diagnostiziert worden waren, mit der bildgebenden Technologie der funktionellen MRT (fMRI) zur Messung der Gehirnaktivität.
Sie untersuchten die Gehirne der Freiwilligen in Ruhe und bei verschiedenen Aufgaben, mit denen ihre kognitiven und emotionalen Fähigkeiten getestet werden sollten. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf Hirnregionen und die Verbindungen zwischen ihnen, von denen bereits bekannt war, dass sie bei Depressionen eine Rolle spielen.
Mithilfe eines maschinellen Lernverfahrens, der sogenannten Clusteranalyse, gruppierten sie die Hirnbilder der Patienten und identifizierten sechs verschiedene Aktivitätsmuster in den untersuchten Hirnregionen.
Die Wissenschaftler wiesen 250 Studienteilnehmern nach dem Zufallsprinzip eines von drei gängigen Antidepressiva oder eine Gesprächstherapie zu. Patienten mit einem Subtyp, der durch eine Überaktivität in den kognitiven Regionen des Gehirns gekennzeichnet ist, sprachen am besten auf das Antidepressivum Venlafaxin (allgemein bekannt als Effexor) an, verglichen mit Patienten mit anderen Biotypen.
Bei denjenigen mit einem anderen Subtyp, deren Gehirn im Ruhezustand höhere Aktivitätswerte in drei Regionen aufwies, die mit Depression und Problemlösung in Verbindung gebracht werden, wurden die Symptome durch eine verhaltenstherapeutische Gesprächstherapie besser gelindert. Und bei denjenigen mit einem dritten Subtyp, die im Ruhezustand eine geringere Aktivität in dem Bereich im Gehirn aufwiesen, der die Aufmerksamkeit steuert, konnten die Symptome eher weniger durch eine verbale Psychotherapie verbessert werden als bei den anderen Biotypen.
Die Biotypen und deren Ansprechen auf die Verhaltenstherapie ergeben einen Sinn, wenn man bedenkt, was man über diese Hirnregionen weiß, so Dr. Jun Ma von der University of Illinois Chicago.
Die in der Studie angewandte Therapieform vermittelt den Patienten Fertigkeiten, mit denen sie alltägliche Probleme besser bewältigen können, so dass die hohe Aktivität in diesen Hirnregionen es Patienten mit diesem Biotyp ermöglichen könnte, neue Fertigkeiten leichter zu erlernen.
Bei Patienten mit geringerer Aktivität in der Region, die mit Aufmerksamkeit und Engagement in Verbindung gebracht wird, ist es laut Ma möglich, dass eine pharmazeutische Behandlung, die zunächst auf diese geringere Aktivität abzielt, diesen Patienten helfen könnte, mehr von der Psychotherapie zu profitieren.
„Soweit wir wissen, ist dies das erste Mal, dass wir nachweisen konnten, dass Depressionen durch verschiedene Störungen in der Funktionsweise des Gehirns erklärt werden können“, so Williams. „Im Grunde ist dies eine Demonstration eines personalisierten medizinischen Ansatzes für die psychische Gesundheit, der auf objektiven Messungen der Gehirnfunktion beruht.“
Der kognitive Biotyp
In einer anderen Studie haben Williams und ihr Team gezeigt, dass sich mit Hilfe der fMRI-Gehirnbildgebung besser erkennen lässt, welche Personen wahrscheinlich auf eine Antidepressiva-Behandlung ansprechen werden. In dieser Studie konzentrierten sich die Wissenschaftler auf einen Subtyp, den sie als kognitiven Biotyp der Depression bezeichnen, von dem mehr als ein Viertel der Depressiven betroffen ist und der weniger wahrscheinlich auf Standard-Antidepressiva anspricht.
Durch die Identifizierung von Patienten mit dem kognitiven Biotyp mithilfe der fMRT konnten die Forscher die Wahrscheinlichkeit einer Remission bei 63 % der Patienten genau vorhersagen, verglichen mit einer Genauigkeit von 36 % ohne die Verwendung von Hirnbildgebung. Diese verbesserte Genauigkeit bedeutet, dass die Behandlung beim ersten Mal mit größerer Wahrscheinlichkeit erfolgreich sein wird. Die Wissenschaftler untersuchen nun neuartige Behandlungen für diesen Biotyp in der Hoffnung, mehr Optionen für diejenigen zu finden, die auf Standard-Antidepressiva nicht ansprechen.
Weitere Erforschung der Depression
Die verschiedenen Biotypen korrelieren auch mit Unterschieden in den Symptomen und der Aufgabenleistung der Studienteilnehmer. Teilnehmer mit überaktiven kognitiven Hirnregionen wiesen beispielsweise ein höheres Maß an Anhedonie (Unfähigkeit, Freude zu empfinden) auf als Teilnehmer mit anderen Biotypen; sie schnitten auch bei Aufgaben der Exekutivfunktion schlechter ab. Personen mit dem Subtyp, der am besten auf eine verbale Psychotherapie ansprach, machten ebenfalls Fehler bei Aufgaben der Exekutivfunktionen, zeigten aber gute Leistungen bei kognitiven Aufgaben.
Einer der sechs in der Studie entdeckten Biotypen zeigte in den abgebildeten Regionen keine merklichen Unterschiede in der Gehirnaktivität im Vergleich zu Menschen ohne Depression. Williams ist der Ansicht, dass sie wahrscheinlich noch nicht die gesamte Bandbreite der Hirnbiologie erforscht haben, die dieser Störung zugrunde liegt – ihre Studie konzentrierte sich auf Regionen, von denen bekannt ist, dass sie bei Depressionen und Angstzuständen eine Rolle spielen, aber es könnte noch andere Arten von Funktionsstörungen bei diesem Biotyp geben, die von der Bildgebung nicht erfasst wurden.
Williams und ihr Team sind dabei, die Bildgebungsstudie auf weitere Teilnehmer auszuweiten. Außerdem möchte sie weitere Behandlungsmethoden für alle sechs Biotypen testen, darunter auch Medikamente, die traditionell nicht zur Behandlung von Depressionen eingesetzt werden.
© arznei-news.de – Quellenangabe: Nature Medicine (2024). DOI: 10.1038/s41591-024-03057-9