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Veränderungen im Energiestoffwechsel könnten schnelle Wirkung von Ketamin bei Depressionen erklären
Ketamin als Antidepressivum
München (11. November 2014) – Die heute gängigen Antidepressiva wirken bei einem Drittel aller Patienten mit Depressionen nicht. Das Medikament Ketamin besitzt einen speziellen Wirkmechanismus und lindert die Symptome auch bei therapieresistenten Patienten bereits innerhalb weniger Stunden. Für die Entwicklung alternativer Medikamente, die genauso schnell ansprechen wie Ketamin aber deutlich weniger Nebenwirkungen haben, ist ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen entscheidend. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München haben nun erstmals veränderte Stoffwechselprodukte, betroffene Signalwege und mögliche Biomarker bei Mäusen identifiziert, die für eine erfolgreiche Behandlung mit Ketamin entscheidend sind.
Ketamin wurde bisher vorwiegend als Narkosemittel eingesetzt, ist aber auch ein sehr schnell wirkendes Antidepressivum. Das Medikament wird zur Behandlung von Patienten verwendet, die auf klassische Antidepressiva nicht ansprechen. Im Gegensatz zu anderen Mitteln gegen Depression lindert Ketamin die Symptome bereits nach wenigen Stunden. Da das Medikament bei einigen Patienten aber Halluzinationen ausgelöst hat, kann es nicht als Standardtherapie verschrieben werden.
Wissenschaftler um Christoph Turck, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München, untersuchten nun zusammen mit Marianne Müller-Sitz von der Universität Mainz die Wirkung von Ketamin im Hippocampus von Mäusen. Der Hippocampus ist eine Gehirnregion, die bereits in früheren Studien mit Depression in Zusammenhang gebracht wurde. Depressive Patienten zeigen häufig Beeinträchtigungen ihrer Gedächtnisleistung, was durch den Hippocampus gesteuert wird. Darüber hinaus wurden bei diesen Patienten veränderte Verknüpfungen zwischen verschiedenen Hirnregionen einschließlich des Hippocampus beobachtet.
Bei den Experimenten zeigten sich bereits zwei Stunden nach Ketamin-Behandlung in den Hippocampuszellen der Mäuse Veränderungen im Energiestoffwechsel. “Solche Veränderungen, wie z.B. der Glykolyse und dem Zitronensäurezyklus, wurden zusammen mit Störungen der Mitochondrien bereits zuvor mit affektiven Störungen und Depression in Verbindung gebracht”, erklärt Katja Weckmann, Doktorandin und Erstautorin der aktuellen Studie. Zwei Enzyme des Zitronensäurezyklus werden durch Kalzium-Ionen reguliert. Ketamin blockiert den N-Methyl-D-Aspartat Rezeptor, wodurch weniger Kalzium in die Zellen und Mitochondrien gelangt. Diese Blockade könnte eine Inaktivierung der beiden Enzyme und die hier beobachteten molekularen Veränderungen im Energiestoffwechsel zur Folge haben.
Während die Max-Planck-Forscher in einer früheren Studie zur Behandlung mit konventionellen Antidepressiva einen Anstieg von Stoffwechselprodukten aus der Glykolyse gefunden hatten, haben sie nun nach einer Behandlung mit Ketamin das Gegenteil beobachtet. Durch die Glykolyse wird bedeutend weniger Energie gewonnen als durch den Zitronensäurezyklus. Ketamin verlagert also den Energiestoffwechsel in den Gehirnzellen in Richtung Zitronesäurezyklus und sorgt dafür, dass den Zellen dadurch deutlich mehr Energie zur Verfügung steht. Außerdem aktiviert Ketamin Signalwege, die zur Bildung frischer Proteine an den Synapsen führen. “All diese Beobachtungen könnten die schnellere Wirkung von Ketamin im Vergleich zu gängigen Antidepressiva erklären”, fasst Christoph Turck zusammen.
Das Verständnis dieser molekularen Mechanismen könnte die Entwicklung alternativer Medikamente ermöglichen, die genauso schnell ansprechen wie Ketamin, aber weniger Nebenwirkungen haben. Im Vergleich zwischen mit Ketamin behandelten Mäusen und Kontrollmäusen wurden sieben Stoffwechselprodukte identifiziert, die sich als Biomarker eignen könnten. In Zukunft könnten Ärzte anhand dieser Biomarker feststellen, ob ein Patient auf Behandlung mit Ketamin-ähnlichen Medikamenten anspricht.
Originalveröffentlichung
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Time-dependent metabolomic profiling of Ketamine drug action reveals hippocampal pathway alterations and biomarker candidates.
Weckmann K, Labermaier C, Asara JM, Müller MB, Turck CW.
Translational Psychiatry 11. November 2014
Quelle: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 11.11.2014 (tB).