OPEN Foundation

Day: 15 May 2015

Immunomodulatory activity of ketamine in human astroglial A172 cells: Possible relevance to its rapid antidepressant activity.

May 15, 2015 / Depression, Ketamine, Neuroscience, Papers, Psychopharmacology, Publications / By / , , ,

Abstract

To determine if the immunomodulatory effect of ketamine is relevant to its rapid antidepressant activity, cultured human astroglial cells were incubated with ketamine, cytokine mix, or both. At 24h, ketamine dose-dependently (100-500 μM) decreased IL-6 and TNFα production and gene expression and, at clinically relevant concentration (100 μM), augmented IL-β release and gene expression in both unstimulated and cytokine-stimulated cells. In unstimulated cells, ketamine also increased IL-8 production and mRNA expression. The reduction in IL-6 mRNA was significant within 1h in unstimulated cells and at 4h after stimulation. Ketamine suppressed the production of the only established depression-relevant proinflammatory cytokines, IL-6 and TNFα.

Yuhas, Y., Ashkenazi, S., Berent, E., & Weizman, A. (2015). Immunomodulatory activity of ketamine in human astroglial A172 cells: Possible relevance to its rapid antidepressant activity. Journal of neuroimmunology, 282, 33-38. https://dx.doi.org/10.1016/j.jneuroim.2015.03.012
Link to full text

Ketamine geïnduceerde staat als model voor schizofrenie

December 2, 2021 / Artikelen, Dutch, Onderzoek / By

Onderzoek naar de psychoactieve eigenschappen van lysergeenzuurdi-ethyladmide (LSD) in de jaren ’50 bracht wetenschappers op de serotonine hypothese van schizofrenie [1][2], een theorie die nog steeds wordt gebruikt om de neurochemische oorsprong van schizofrenie te verklaren. Recentelijk hebben Höflich et al. (2015) ketamine gebruikt om de rol van neurotransmitter glutamaat in deze psychische stoornis te onderzoeken [3].

Vanwege het feit dat er in eerder neuroimaging onderzoek verstoorde glutamaterge hersennetwerken zijn gevonden bij schizofrene patiënten, wordt er gedacht dat glutamaat een sleutelrol speelt in de etiologie van schizofrenie. Deze afwijkingen doen zich vooral voor in de thalamus, het hersengebied dat betrokken is bij het integreren en doorgeven van informatie uit andere hersengebieden. Door de hersenactiviteit te meten bij gezonde vrijwilligers die ketamine toegediend kregen, onderzochten Höflich e.a. (2015) of ketamine gebruikt kan worden als een model voor schizofrenie om zo de link tussen glutamaat en schizofrenie verder te bestuderen. Ketamine is een glutamaat antagonist. Dit betekent dat ketamine de glutamaterge neurotransmissie verhindert door de overdracht van glutamaat te blokkeren op de N-methyl-D-aspartaat (NMDA) receptor. De effecten van ketamine lijken op een aantal van de positieve, negatieve en cognitieve symptomen van schizofrenie.

In het onderzoek van Höflich e.a. (2015) voltooiden dertig gezonde vrijwilligers het dubbelblinde, placebogecontroleerde, gerandomiseerde crossover onderzoek, waarbij iedere vrijwilliger op twee verschillende dagen werd gescand in een fMRI-scanner. Hersenactiviteit werd vergeleken tussen degenen die ketamine toegediend kregen en degenen die een placebo ontvingen. De hersenscans van degenen in de ketamineconditie vertoonden, in vergelijking met de placeboconditie, een hogere functionele activiteit van de thalamus. Ook veroorzaakte ketamine een hogere connectiviteit tussen de thalamische gebieden en de somatosensorische en temporale cortexen. Er werd geen significant verschil in connectiviteit gevonden tussen de thalamus en de prefrontale, motorische, posteriore pariëtale en occipitale cortexen.

De auteurs concluderen dat ketamine tijdelijk een veranderde functionele connectiviteit teweeg kan brengen in gezonde hersenen die lijkt op de structurele hersenconnectiviteit bij schizofrene patiënten. Ze leiden hieruit af dat de neurochemische toestand die wordt veroorzaakt door ketamine als model zou kunnen fungeren voor schizofrenie, vooral wanneer het om het verklaren van de karakteristieke problemen inzake zintuiglijke filtering betreft. In het onderzoek werd echter geen afname van de connectiviteit tussen prefrontale cortex en thalamus gevonden, hetgeen wel voorkomt bij schizofrene patiënten [4]. Deze bevinding suggereert dat andere neurotransmitters ook verantwoordelijk zijn voor de manifestatie van schizofrenie. Het gebruik van ketamine en andere drugsmodellen [5] om de relatie tussen neurotransmittersystemen en de symptomatologie van schizofrenie te onderzoeken kan waardevolle informatie opleveren over de neurale fundamenten van deze mentale stoornis.

 
[1] Gaddum, J. H., Hebb, C. O., Silver, A., & Swan, A. A. B. (1953). 5-Hydroxytryptamine. Pharmacological action and destruction in perfused lungs. Quart. J. Exper. Physiol., 38, 255.
[2] Woolley, D. W., & Shaw, E. (1954). A Biochemical and Pharmacological Suggestion About Certain Mental Disorders. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 40(4), 228–231. doi:10.1073/pnas.40.4.228
[3] Höflich, A., Hahn, A., Küblböck, M., Kranz, G. S., Vanicek, T., Windischberger, C., …Lanzenberger, R. (2015). Ketamine-Induced Modulation of the Thalamo-Cortical Network in Healthy Volunteers As a Model for Schizophrenia. International Journal of Neuropsychopharmacology, 1–11. doi:10.1093/ijnp/pyv040 [Abstract]
[4] Leitman DI, Sehatpour P, Higgins BA, Foxe JJ, Silipo G, Javitt DC (2010). Sensory deficits and distributed hierarchical dysfunction in schizophrenia. Am J Psychiatry 167: 818-827
[5] Steeds, H., Carhart-Harris, R. L., & Stone, J. M. (2014). Drug models of schizophrenia. Therapeutic Advances in Psychopharmacology, 5(1), 43–58. doi:10.1177/2045125314557797 [Abstract]

Ketamine-induced state models schizophrenia

February 7, 2022 / Articles, Ketamine, Psychology, Psychosis, Research / By

In the 1950’s, research on the psychoactive properties of lysergic acid diethylamide (LSD) led scientists to the serotonin hypothesis of schizophrenia, a theory still used to explain the neurochemical roots of schizophrenia. Today, Höflich et al. (2015) have used ketamine to explore the role of neurotransmitter glutamate in this mental disorder [3].

Since neuroimaging studies indicated dysfunctional glutamate pathways in schizophrenia, glutamate is thought to play a key role in its aetiology. These abnormalities are specifically apparent in the thalamus, a brain region regarded as the information integration system of the brain. By measuring brain activity in healthy volunteers after ketamine administration, Höflich et al. (2015) explored ketamine as a model for schizophrenia to further investigate the link between glutamate and schizophrenia. Ketamine is a glutamate antagonist, which means that it prevents neurotransmission by blocking the activity of glutamate on N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors. The effects of ketamine resemble some of the positive, negative, and cognitive symptoms of schizophrenia.

In the study of Höflich et al. (2015), thirty healthy volunteers completed a double-blind, placebo-controlled, randomized, crossover study in which each volunteer was scanned using fMRI on two separate days. Brain network activation under ketamine was compared to placebo. The brain images revealed higher functional connectivity in the thalamus hub network in the ketamine condition compared to placebo. Furthermore, ketamine induced higher connectivity between thalamic regions and somatosensory and temporal cortices. Connectivity between the thalamus and prefrontal, motor, posterior parietal, and occipital cortices did not differ significantly.

The authors conclude that ketamine temporarily triggers alterations in functional connectivity in healthy volunteers that resemble structural brain connectivity patterns in schizophrenic patients. They infer that the ketamine-induced state might function as a model of schizophrenia, especially relative to characteristic sensory filtering problems. However, their results did not reveal a decrease of prefrontal-thalamic connectivity typical for schizophrenic patients [4] suggesting that other neurotransmitters also account for the manifestation of schizophrenia. Using ketamine and other drug models [5] to investigate the relationship between neurotransmitter systems and the symptomatology of schizophrenia could yield valuable information about the neural underpinnings of this mental disorder.

[1] Gaddum, J. H., Hebb, C. O., Silver, A., & Swan, A. A. B. (1953). 5-Hydroxytryptamine. Pharmacological action and destruction in perfused lungs. Quart. J. Exper. Physiol., 38, 255.
[2] Woolley, D. W., & Shaw, E. (1954). a Biochemical and Pharmacological Suggestion About Certain Mental Disorders. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 40(4), 228–231. doi:10.1073/pnas.40.4.228
[3] Höflich, A., Hahn, A., Küblböck, M., Kranz, G. S., Vanicek, T., Windischberger, C., …Lanzenberger, R. (2015). Ketamine-Induced Modulation of the Thalamo- Cortical Network in Healthy Volunteers As a Model for Schizophrenia. International Journal of Neuropsychopharmacology, 1–11. doi:10.1093/ijnp/pyv040 [Abstract]
[4] Leitman DI, Sehatpour P, Higgins BA, Foxe JJ, Silipo G, Javitt DC (2010) Sensory deficits and distributed hierarchical dysfunction in schizophrenia. Am J Psychiatry 167:818–827
[5] Steeds, H., Carhart-Harris, R. L., & Stone, J. M. (2014). Drug models of schizophrenia. Therapeutic Advances in Psychopharmacology, 5(1), 43–58. doi:10.1177/2045125314557797 [Abstract][/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]

30 April - Q&A with Rick Strassman

REGISTER NOW!
X