Volltext

Einfluss von Lithium auf die Zytokinproduktion in vitro
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae
an der Medizinischen Fakultät
der Universität Leipzig
eingereicht von:
Charlotte Petersein,
geboren am 18.06.1989 in Leipzig
angefertigt an der:
Claussen-Simon-Stiftungsprofessur für Neurobiologie affektiver Störungen innerhalb
der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universität Leipzig
Betreuer:
Prof. Dr. med. Hubertus Himmerich
Prof. Dr. med. Ulrich Sack
Beschluss über die Verleihung des Doktorgrades vom: 17.11.2015
Inhaltsverzeichnis
1. Bibliografische Zusammenfassung
3
2. Abkürzungsverzeichnis
5
3. Einführung
7
3.1. Einleitung
7
3.2. Materialien und Methoden
10
3.2.1. Versuchsdurchführung
10
3.2.2. Statistik
11
3.3. Ergebnisse
13
3.4. Diskussion
15
4. Publikation
22
5. Zusammenfassung
37
6. Literaturverzeichnis
39
7. Anhang
47
7.1. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit
47
7.2. Lebenslauf
48
7.3. Publikationen
49
8. Danksagung
!
50
2!
1. Bibliographische Beschreibung
Petersein, Charlotte
Einfluss von Lithium auf die Zytokinproduktion in vitro
Universität Leipzig, Dissertation
50 Seiten,
64 Literaturangaben
Referat:
Die vorliegende publikationsbasierte Dissertationsarbeit untersuchte im Rahmen einer
in vitro--Studie den Einfluss von Lithium – allein und in Kombination mit
Antidepressiva – auf die Zytokinproduktion. Dabei wurde das Blut von fünzehn
gesunden weiblichen und fünfzehn gesunden männlichen Probanden in einem
Vollblut-Assay mit Immunstimulatoren versetzt. Als Immunmodulatoren verwendeten
wir gegen humane CD3- und CD40-Oberflächenmoleküle gerichtete monoklonale
Antikörper (OKT3/5C3) sowie Phytohaemagglutinin (PHA). Aus den Überständen
wurden die Zytokinkonzentrationen von Interleukin (IL)-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-17,
IL-22 und Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) nach Zugabe von Lithium allein, der
Kombination aus Lithium und einem Antidepressivum oder einem ausschließlichen
Medium (als Kontrollbedingung) gemessen.
Lithium führte im Rahmen dieser Untersuchung unter verschiedenen Bedingungen zu
einer konsistenten Erhöhung von IL-1ß, IL-6 und TNF-α. Die vermehrte Produktion
von IL-1ß, IL-6 und TNF-α fand sich sowohl im unstimulierten als auch im
stimulierten Blut unter Zugabe von Lithium allein, sowie in Kombination mit den
untersuchten Antidepressiva. Zudem zeigte sich im OKT3/5C3- und PHA-stimulierten
Blut eine durch Lithium signifikant erhöhte IL-17-Konzentration. Im PHAstimulierten Blut konnten zusätzlich erhöhte IL-2-Konzentrationen bei Lithiumgabe
gemessen werden. Diese Daten deuten darauf hin, dass Lithium proinflammatorische
!
3!
Eigenschaften aufweist. Diese immunmodulatorischen Eigenschaften von Lithium
könnten sowohl mit einigen Nebenwirkungen von Lithium als auch mit seinen
günstigen therapeutischen Effekten beispielsweise bei Patienten mit Infektion durch
das
Humane
Immundefizienzvirus
(HIV)
oder
erythematodes (SLE) in Verbindung gebracht werden.
!
4!
einem
Systemischen
Lupus
2. Abkürzungsverzeichnis
5C3
gegen CD40 gerichteter monoklonaler Antikörper
ACTH
Adrenokortikotropes Hormon
AGNP
Arbeitsgemeinschaft für Neuropsychopharmakologie und
Pharmakopsychiatrie
AGNP-TDM Arbeitsgruppe „Therapeutisches Drug Monitoring“ der
Arbeitsgemeinschaft für Neuropsychopharmakologie und
Pharmakopsychiatrie
AIDS
Erworbenes Immundefektsyndrom
CD
Cluster of Differentiation
CO2
Kohlendioxid
CRF
Kortikoid Releasing Faktor
ELISA
Enzyme Linked Immunosorbent Assay
EPO
Erythropoetin
GSK3ß
Glykogen-Synthase-Kinase 3ß
h
Stunde
HIV
Humanes Immundefizienzvirus
HPA-Achse
Hypothalamisch-Hypophysäre-Nebennierenrinden-Achse
IDO
Indolamin-2,3-Dioxygenase
IFN
Interferon
IG
Immunglobulin
IL
Interleukin
!
5!
l
Liter
LPS
Lipopolysaccharid
μl
Mikroliter
μg/ml
Mikrogramm pro Milliliter
mmol/l
Millimol pro Liter
MHC
Haupthistokompatibilitätskomplex
ng/ml
Nanogramm pro Milliliter
OKT3
gegen CD3 gerichteter monoklonaler Antikörper
OKT3/5C3
gegen humanes CD3 und CD40 gerichtete monoklonale Antikörper
p
Signifikanzniveau
PHA
Phytohaemagglutinin
Qu
Quartil
RPM
Umdrehungen pro Minute (rounds per minute)
RPMI
Roswell Park Memorial Institute
SLE
Systemischer Lupus erythematodes
TDM
Therapeutisches Drug Monitoring
TGF
Transforming growth factor
TNF-α
Tumornekrosefaktor-α
TNF-R
Tumornekrosefaktor-Rezeptor
TSST
Toxic shock syndrome toxin
!
6!
3. Einführung
3.1. Einleitung
Eine Vielzahl wissenschaftlicher Ergebnisse weist auf einen Zusammenhang zwischen
der Pathophysiologie von affektiven Störungen und ihrer Therapie mit dem
Immunsystem hin [41,32]. Von einer Reihe von Psychopharmaka zur Behandlung von
affektiven Störungen wie Antidepressiva [45] und Stimmungsstabilisatoren [29] ist
bekannt, dass sie immunologische Eigenschaften haben. Lithium ist beispielsweise ein
wichtiges stimmungsstabilisierendes Medikament, um affektive Störungen zu
behandeln, weil es sowohl für die akute, als auch die langfristige Behandlung von
biopolaren
Störungen
empfohlen
wird
[17,16].
Es
ist
außerdem
die
Augmentationsoption mit der größten wissenschaftlichen Evidenz, um unipolare
depressive Patienten, die nur unzureichend auf eine Monotherapie mit einem
Antidepressivum reagieren, zu behandeln [10,2,3].
Lithium kann jedoch eine Vielzahl von Nebenwirkungen wie Hypothyreose,
Hyperparathyreoidismus, Magen-Darm- und Nierenprobleme, Durchfall, Tremor,
Polyurie, Nykturie, Gewichtszunahme, Ödeme, Affektverflachung und kutane
Reaktionen wie beispielsweise Psoriasis haben [43,19, 8,51]. Diese sind von
besonderem Interesse für die individuelle und personalisierte psychiatrische Therapie.
Der Einsatz von Lithium sollte beispielsweise besonders bei Patienten mit
vorbekannter Psoriasis oder Autoimmunerkrankungen der Schilddrüse überwacht
werden, da es die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von autoimmunen Prozessen bei
dafür empfindlichen Personen erhöht [33].
Nicht nur die Neben-, sondern auch ein Teil der therapeutischen Wirkungen wird durch
Zytokine vermittelt. Zytokine stellen den wichtigsten Signalweg vom Immunsystem
zum Gehirn dar [12]. Auf molekularer Ebene können proinflammatorische Zytokine,
wie die Interleukin (IL)-1ß, IL-2, IL-6 und Tumornekrose-Faktor (TNF)-α und
Interferon (IFN)-γ, den Neurotransmittermetabolismus beeinflussen [56]. Zu den
bezüglich ihres Metabolismus durch diese Zytokine beeinflussbaren Neurotransmittern
zählen zum Beispiel die Monoamine Dopamin, Noradrenalin und Serotonin [12,25,5]
Eine Aktivierung des Immunsystems mit daraus folgender erhöhter Produktion von
proinflammatorischen Zytokinen wie IFN-γ führt zur Produktion und Aktivierung der
!
7!
Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO) [9]. Eine erhöhte IDO-Aktivität wiederum resultiert
in einem Tryptophanmangel durch Metabolisierung von Tryptophan zu Kynurensäure.
Die daraus folgende Reduktion der Serotonin-Synthese im ZNS könnte zu einer
depressiven Symptomatik führen [47,13,48]. Darüber hinaus können erhöhte Spiegel
von proinflammatorischen Zytokinen die Hypothalamus-Hypophysen-NebennierenAchse (HPA-Achse) aktivieren und dadurch die Freisetzung von Kortikoid-ReleasingFaktor (CRF), adrenokortikotropem Hormon (ACTH) und Glukokortikoiden erhöhen.
In mehreren Studien wurde bereits über den Zusammenhang zwischen einer
Überaktivität der HPA-Achse und der Entstehung schwerer Depressionen berichtet
[6,48,31]. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass einige Antidepressiva wie IL-1ß
[27] und IFN-γ [26] zu einer Reduktion der Zytokinproduktion führen. Daher wurde
angenommen, dass Antidepressiva zusätzlich zu ihrer hemmenden Wirkung auf die
Monoamin-Wiederaufnahme, wie sie durch Schildkraut beschrieben wurde [54], über
eine Modulation der Produktion von Zytokinen antidepressiv wirken. Im Hinblick auf
die Therapie von manischen Episoden könnte die stimmungsdämpfende Wirkung von
Lithium neben anderen Mechanismen auf dessen Einfluss auf die ZytokinSignalkaskade,
insbesondere
auf
die
Aktivierung
der
proinflammatorischen
Zytokinsekretion, zurückgeführt werden.
Aufgrund der Eigenschaft von Lithium, immunologische Prozesse zu aktivieren, wurde
untersucht, ob es günstige Effekte bei Patienten hat, die immunologische Defizite
aufweisen. Beispiele für immunologische Krankheiten, bei deren Therapie mit Lithium
von seiner immunmodulatorischen Wirkung profitiert werden könnte, sind Infektionen
mit dem humanen Immundefizienzvirus (HIV) [14,40,21] sowie der systemische
Lupus erythematodes (SLE) [38]. Patienten, die sowohl an einer dieser Krankheiten als
auch einer affektiven Störung leiden, können besonders von der Lithiumtherapie
profitieren.
Im
klinischen
Alltag
findet
man
bei
depressiven
Patienten
häufig
eine
Kombinationstherapie aus Lithium und einem Antidepressivum. Der Einfluss der
Kombination von Antidepressiva und Lithium auf die Zytokinproduktion ist jedoch
noch nicht untersucht worden. Daher sollten in der vorliegenden Arbeit sowohl die
Wirkung von Antidepressiva und Lithium als Monotherapie als auch die Kombination
von Antidepressiva und Lithium in vitro systematisch untersucht werden. Dafür wurde
die Konzentration der Zytokine IL-1ß, IL-2, IL-4, IL-6, IL-22, IL-17 und TNF-α in
!
8!
stimuliertem Blut von jeweils fünfzehn gesunden weiblichen und männlichen
Probanden gemessen. Diesem Blut wurden verschiedene ausgewählte Antidepressiva
(Citalopram,
Escitalopram
und
Mirtazapin)
als
Monotherapie,
Lithium
als
Monotherapie sowie eine Kombination aus den genannten Antidepressiva mit Lithium
in einem Vollblut- Assay hinzugefügt.
Als Stimulanz verwendeten wir gegen humane CD3- und CD40-Oberflächenmoleküle
gerichtete monoklonale Antikörper (OKT3/5C3) und Phytohämagglutinin (PHA).
OKT3/5C3 besteht aus zwei Antikörpern: zum einen aus dem monoklonalen
Antikörper OKT3 gegen humanes CD3 (Muromonab-CD3), der sich an den TZellrezeptor-CD3-Komplex bindet, was ihn zu einem T-Zell-Aktivator macht, zum
anderen aus dem monoklonalen Antikörper 5C3 gegen CD40, der für die Aktivierung
von B-Zellen in in vitro-Funktionstests verwendet wird [53].
PHA reagiert mit bestimmten Oligosacchariden auf der Zelloberfläche und führt zu
einer Erythrozyten-Agglutination. Es ist ein häufig verwendetes Stimulanz, um die
Zytokinproduktion unter dem Einfluss von Antidepressiva [37] zu untersuchen.
IL-17 spielt bei zahlreichen Immun- und Entzündungsprozessen [22,52,46] eine große
Rolle, sowohl in der Körperperipherie, als auch bei Autoimmunerkrankungen des
Gehirns, wie z. B. Multipler Sklerose [52]. Trotzdem wurde bisher noch nicht viel
Aufmerksamkeit auf die Modulation der Produktion von IL-17 durch Lithium gelenkt.
In früheren Studien konnte gezeigt werden, dass auch andere stimmungsstabilisierende
Substanzen wie Antipsychotika [28] und Valproinsäure [30] Einfluss auf die IL-17Produktion haben. Deshalb erfolgte eine IL-17-Messung im vorliegenden Experiment,
um den Einfluss von Lithium auf die IL-17-Produktion unter verschiedenen
Bedingungen und in Kombination mit häufig verschriebenen Antidepressiva zu testen.
!
9!
3.2. Materialien und Methoden
Die Stichprobe umfasste fünfzehn gesunde weibliche und fünfzehn gesunde männliche
Probanden zwischen 22 und 52Jahren ohne psychiatrische Vorgeschichte. Keiner
dieser Probanden erhielt zum Zeitpunkt der Blutentnahme eine Behandlung mit
Psychopharmaka. Ausschlusskriterien waren die Einnahme von illegalen Drogen sowie
regelmäßiger
Alkoholkonsum.
Nach
einer
detaillierten
Beschreibung
der
Vorgehensweise erteilten alle Patienten ihre schriftliche Einwilligung. Die Studie
wurde durch die Ethikkommission der Medizinischen Fakultät an der Universität
Leipzig genehmigt.
3.2.1. Versuchsdurchführung
In der Studie wurde ein etabliertes Vollblut-Assay verwendet [34,57,26,28]. Das Blut
wurde bei allen Probanden mit einer Citratmonovette (Sarstedt, Nürtingen,
Deutschland) abgenommen und innerhalb von 1-2 h nach Blutentnahme im
Vollbluttest kultiviert. Die Zellkonzentration wurde auf 3,5 x 109 Zellen/l unter
Verwendung von RPMI 1640-Medium (Biochrom, Berlin, Deutschland) eingestellt.
Anschließend wurden 100 μl dieses Blutes in der RPMI-Verdünnung in ein Well
pipettiert und mit 100 μl der antidepressiven Substanz plus RPMI gemischt. Die daraus
resultierende Zellendkonzentration betrug 1.5-2 x 109 Zellen/l. Die beabsichtigte
Endkonzentration des Antidepressivums wurde gemäß der Konsensus-Leitlinien der
Arbeitsgruppe Therapeutisches Drug Monitoring (TDM) in der Psychiatrie der
Arbeitsgemeinschaft
für
Neuropsychopharmakologie
und
Pharmakopsychiatrie
(AGNP-TDM) gewählt. Wir verwendeten die maximale therapeutische Konzentration
(1-fache Konzentration) von Citalopram (130 ng/ml), Escitalopram (130 ng/ml),
Mirtazapin (80 ng/ml), Lithiumcarbonat (1,2 mmol/l), sowie Kombinationen von
Lithium und Citalopram (1,2 mmol/l Lithium- und 130 ng/ml Citalopram), Lithium
und Escitalopram (1,2 mmol/l Lithium- und 130 ng/ml Escitalopram) und Lithium und
Mirtazapin (1,2 mmol/l Lithium- und 80 ng/ml Mirtazapin). Zusätzlich verwendeten
wir die gleichen Medikamente und Kombinationen bei 2-facher maximaler
therapeutischer Konzentration. Im Folgenden werden diese als 1-fache und 2-fache
!
10!
Konzentration bezeichnet. Als Kontrolle wurde eine Bedingung verwendet, in der das
Blut nur mit OKT3/5C3- oder mit PHA stimuliert wurde, aber kein Psychopharmakon
dazugegeben wurde.
Zusammengefasst untersuchten wir die Wirkung der einzelnen Arzneimittel oder deren
Kombinationen auf die Zytokinkonzentrationen unter verschiedenen Bedingungen der
Immunstimulation: PHA-stimuliert, OKT3/5C3-stimuliert und unstimuliert. Dabei
wurden die Zytokinkonzentrationen in insgesamt 1350 Ansätzen bestimmt. Diese
ergaben
sich
aus
den
vier
verschiedenen
Psychopharmaka,
den
drei
Medikamentenkombinationen, den jeweils 1- und 2-fachen Konzentrationen der
Psychopharmaka und ihrer Kombinationen, den drei verschiedenen Immunstimulationsbedinungen und den drei Kontrollbedinungen für jeden der dreißig Patienten.
Die Reinsubstanzen von Citalopram, Lithium und Mirtazapin wurden von SigmaAldrich Laborchemikalien GmbH (Seelze, Germany) bezogen. Escitalopram wurde
durch H. Lundbeck A/S, Kopenhagen, Dänemark zur Verfügung gestellt. Für die
Induktion der Zytokine wurde OKT3/5C3 in einer Endkonzentration von 100 ng/ml
und PHA mit einer Endkonzentration von 10 ng/ml verwendet. Die Wells wurden
abgedeckt in einem Brutschrank mit 5% CO2 und 36 °C für 48 h inkubiert. Im
Anschluss wurden die Proben bei 1000 Umdrehungen pro Minute (RPM) und 4 °C für
5 Minuten zentrifugiert. Die zellfreien Überstände wurden in eine neue Mikrotiterplatte
abpipettiert und bei -80 °C eingefroren und gelagert.
Zur Quantifizierung der Zytokine IL-1ß, IL-2, IL-4, IL-6, IL-17 und TNF-α wurde ein
zytometrischer Bead-Array (FACSArray Bioanalyzer, BD Biosciences, Franklin
Lakes, NJ, USA) verwendet. IL-22 wurde mit einem humanen IL-22 DuoSet Elisa (R
& D Systems Europe, Abingdon, UK) bestimmt.
3.2.2. Statistik
Aufgrund der geringen Gruppengröße von dreißig Probanden war es nicht möglich, die
Verteilungsart der Zytokinkonzentrationen mit hinreichender Sicherheit zu bestimmen.
Daher entschieden wir uns für einen konservativen statistischen Ansatz, um
!
11!
Unterschiede zwischen den Zytokinkonzentrationen zu berechnen, wobei nichtparametrisch gepaarte Wilcoxon-Tests verwendet wurden.
Verglichen wurden die Zytokinkonzentrationen im stimulierten oder unstimulierten
Blut ohne Zusatz von Psychopharmaka mit den Zytokinkonzentrationen im
stimulierten oder unstimulierten Blut mit Zusatz von Psychopharmaka. Einfach
ausgedrückt, wurden die Zytokinkonzentrationen im Blut mit Medikamenten und ohne
Medikamente verglichen. Die Zytokinkonzentrationen der Kontrollbedingung ohne
Ergänzung von Arzneimitteln wird in der Spalte "Control" der Tabellen 1-3 im dieser
Dissertation zugrundeliegenden Origianlartikel dargestellt.
Wie schon zuvor erwähnt, wurde in diesem Experiment sowohl unstimuliertes Blut, als
auch zwei verschiedene Arten von immunologischen Stimulationen verwendet. Damit
erhielten wir drei verschiedene immunologische Bedingungen, die erwartungsgemäß
zu verschiedenen Zytokinkonzentrationen in den unterschiedlichen Proben führten. Um
ausschließlich den Einfluss der Psychopharmaka zu berechnen, wurde die
Zytokinmenge unter dem Einfluss einer immunologischen Stimulation und einem
Wirkstoff oder einer Wirkstoffkombination mit den jeweiligen Zytokinwerten unter der
gleichen immunologischen Stimulation, jedoch ohne Medikamentenzusatz, verglichen.
Aufgrund des explorativen Charakters dieser Studie wurde ein unkorrigiertes
Signifikanzniveau von p < 0,05 verwendet.
!
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3.3. Ergebnisse
Die Werte der Mediane und Quartile der Zytokinkonzentrationen in unstimuliertem,
OKT3/5C3- oder PHA-stimuliertem Blut ohne Arzneimittel, mit alleiniger Zugabe von
Lithium, unter Zugabe eines Antidepressivums oder einer Kombination eines
Antidepressivums mit Lithium sind in den Tabellen 1-3 der Originalpublikation
dargestellt.
Im unstimulierten Blut (Tabelle 1) wurden die IL-1ß-Konzentrationen sowohl durch
die alleinige Zugabe von Lithium, als auch durch die Kombination von Lithium mit
jedem Antidepressivum erhöht. Allerdings wurde keine IL-1ß-Konzentrationerhöhung
unter dem alleinigen Einfluss der verwendeten Antidepressiva (Citalopram,
Escitalopram oder Mirtazapin) gemessen. IL-2 und IL-4 wurden signifikant durch
Citalopram und Mirtazapin in 1-facher Konzentration oder in Kombination mit
Lithium verringert. Lithium allein hatte jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die
IL-2- oder IL-4-Konzentration. Erhöhte IL-6-Konzentrationen konnten unter allen
verwendeten Medikamenten in allen Kombinationen und Konzentrationen getestet
werden. Im Gegensatz dazu zeigten die IL-17-Konzentrationen keine Reaktion auf die
Zugabe von Medikamenten. Die TNF-α-Konzentrationen erhöhten sich durch die
Zugabe von Lithium und unter der Kombination von Lithium mit Citalopram,
Escitalopram oder Mirtazapin bei 1-facher Konzentration.
Im OKT3/5C3-stimulierten Blut (Tabelle 2) führten alle verwendeten Medikamente zu
einem Anstieg der IL-1ß- und IL-6-Konzentration. IL-2- und IL-4-Konzentrationen
wurden nicht durchgängig durch die einzelnen oder in Kombination eingesetzten
Medikamente beeinflusst. Die IL-17-Werte erhöhten sich bei fast allen eingesetzten
Substanzen und deren Kombinationen unter der Stimulation mit OKT3/5C3. Wie auch
im nicht-stimulierten Blut führte Lithium, bei 1-facher Konzentration, allein oder in
der Kombination mit Antidepressiva zu einem Anstieg der TNF-α-Konzentration.
Im PHA-stimulierten Blut (Tabelle 3) kam es nur bei Lithium, allein und in
Kombination, zu erhöhten IL-1ß- und TNF-α-Konzentrationen. Lithium erhöhte
außerdem signifikant die IL-2-, IL-6- und IL-17-Konzentrationen.
Tabelle 4 zeigt die Unterschiede in den Zytokinkonzentrationen mit und ohne Lithium,
auch in der Kombination mit Citalopram, Escitalopram oder Mirtazapin im Rahmen
!
13!
der drei Immunstimulationsbedingungen. Es zeigte sich, dass Lithium in der
Kombination mit Antidepressiva zu einer Erhöhung von IL-1ß (siehe auch
Abbildung 1 der Originalpublikation), IL-6 (siehe auch Abbildung 2) und TNF-α
(siehe auch Abbildung 3) führte. In Kombination mit Citalopram erhöhte es zusätzlich
die IL-17-Konzentrationen im OKT3/5C3-stimulierten Blut.
Zusammenfassend kann man den Schluss ziehen, dass Lithium die größten
zytokinmodulatorischen Eigenschaften der untersuchten Arzneimittel besaß. Es führte
zu einer über alle Versuchsbedingungen konsistenten Erhöhung von IL-1ß, IL-6 und
TNF-α, sowohl im unstimulierten als auch im stimulierten Blut, allein und in
Kombination mit Antidepressiva.
!
14!
3.4. Diskussion
Das wichtigste Ergebnis dieser in vitro-Studie ist, dass Lithium eine aktivierende
Wirkung auf die proinflammatorische Zytokin-Produktion unter verschiedenen
Bedingungen immunologischer Stimulation und in Kombination mit verschiedenen
Antidepressiva aufweist. Letzteres ist bisher noch nicht berichtet worden und stellt
damit den Erkenntnisgewinn der vorliegenden Studie dar.
Es ist schwierig, diese Ergebnisse mit früheren Studien zu vergleichen, da die Literatur
in Bezug auf die Modulation der Zytokinproduktion durch Lithium widersprüchliche
Resultate
aufweist.
Einige
Studien
beschreiben
eine
Erhöhung
der
proinflammatorischen Zytokine [23,44,42,8]. Andere berichten, dass Lithium zu einer
Abnahme der Zytokinproduktion führe [29,1] oder keinen Einfluss auf die Produktion
von proinflammatorischen Zytokinen habe [30]. Bei der Interpretation der Ergebnisse
dieser Studien und Experimente muss man berücksichtigen, dass verschiedene in vivo
oder in vitro-Ansätze mit unterschiedlichen Bedingungen gewählt wurden. Bei den in
vitro-Untersuchungen beispielsweise wurde eine Vielzahl von Stimulanzien wie
Lipolysaccharid (LPS), PHA, OKT3/5C3 oder das toxische Schocksyndrom-Toxin-1
(TSST-1) verwendet [42,29,30]. In vivo-Studien an Tieren [8] und Menschen [23]
haben bisher gezeigt, dass Lithium zu einer erhöhten Produktion proinflammatorischer
Zytokine führt. Dieser Vergleich mit Ergebnissen aus in vivo-Studien legt nahe, dass
erreicht wurde, die peripheren Wirkungen von Lithium im hier verwendeten in vitroAnsatz zu simulieren.
Beim Vergleich der Daten mit unseren beiden vorherigen in vitro-Studien zu den
Lithium-Effekten auf die Zytokinproduktion ist zu berücksichtigen, dass das aktuelle
Experiment speziell darauf fokussiert war, Lithium unter in vitro-Bedingungen zu
untersuchen, die der in vivo-Situation möglichst vergleichbar sind. Ein erstes ähnliches
Experiment [29] untersuchte in vitro die Auswirkungen von Stimmungsstabilisatoren
und Antiepileptika auf die Zytokinproduktion. In dieser früheren Studie, in der wir
TSST-1 zur immunologischen Stimulation verwendeten, verringerte Lithium die IL-1ß
und TNF-α-Produktion, was unseren in der vorliegenden Untersuchung gewonnen
Ergebnissen widerspricht. TSST-1 ist ein durch Staphylokokken sezerniertes Exotoxin,
welches durch eine unspezifische Bindung des Haupthistokompatibilitätskomplexes
!
15!
(MHC) Klasse II an T-Zell-Rezeptoren zu sowohl T- als auch B-Zell-Aktivierung,
Stimulation der mononukleären Zellen und erhöhter Zytokinproduktion führt [39,15].
Somit ist TSST-1 ein sehr zuverlässiger, aber supraphysiologischer immunologischer
Stimulator. Dieser wirkt wahrscheinlich zu stark, um in einer klinisch relevanten Weise
die Wirkungen von Psychopharmaka auf die Blutzellen in vitro simulieren zu können.
Aus diesem Grund können die Ergebnisse der früheren Studie [29] nicht mit der invivo-Situation während einer Lithium-Behandlung verglichen werden.
Eine zweite Studie, in der Lithium auch eines der getesteten Medikamente darstellte,
untersuchte die Auswirkungen von Stimmungsstabilisatoren und Antiepileptika auf die
Zytokinproduktion im OKT3/5C3-stimulierten Blut – wie auch im aktuellen
Experiment – an vierzehn gesunden Probandinnen. In dieser früheren Studie führte
Lithium zu einem nominalen Anstieg von IL-1ß, IL-2 und TNF-α. Allerdings erreichte
diese Erhöhung bei allen genannten Zytokinen unter Anwendung verschiedener
Lithiumkonzentrationen keine statistische Signifikanz [30]. Um unser experimentelles
Design zu verbessern und die statistische Aussagekraft zu erhöhen, wurde in der
vorliegenden Studie die Anzahl der Probanden auf dreißig gesunde Teilnehmer erhöht.
Allerdings muss man im Hinterkopf behalten, dass diese in -vitro-Effekte zwar
repräsentativ für die peripheren Wirkungen im Blut sein könnten, sich jedoch unter
Umständen von Lithium-Effekten im zentralen Nervensystem unterscheiden.
In der vorliegenden Studie verwendeten wir Lithium in einer maximalen
therapeutischen 1-fachen (1,2 mmol/l) und 2-fachen (2,4 mmol/l) Konzentration [4].
Die Erkenntnis, dass Lithium proinflammatorische Zytokine aktiviert, wenn es in
Dosen eingesetzt wird, die in der Regel für eine antimanische Wirkung gewählt
werden, stützt die Hypothese, dass ein verstärkter Zytokinsignalweg zu einer
therapeutischen Dämpfung der Stimmung beitragen und die affektverflachende
Wirkung von Lithium erklären kann.
Es wurde vermutet, dass eine Aktivierung proinflammatorischer Zytokine als
Biomarker für Depressionen gelten könnte [41], da gezeigt werden konnte, dass proinflammatorische Zytokine bei depressiven Patienten erhöht sind [24,55] und ein
Rückgang der Zytokinkonzentrationen bei erfolgreicher Therapie mit Antidepressiva
zu verzeichnen ist [27]. Außerdem zeigten Zytokinmodulatoren – wie zum Beispiel der
!
16!
TNF-α-Blocker Etanercept – eine antidepressive Wirkung bei Tieren [36] wie auch
beim Menschen [62].
Daher wirft die Tatsache, dass es unter einer Lithium-Behandlung von depressiven
Patienten zu erhöhten proinflammatorischen Zytokin-Plasmaspiegeln [23] und einer
Aktivierung der proinflammatorische Zytokinproduktion in vitro kommt, die Frage auf,
ob Zytokine generell als Biomarker für Depressionen gelten können. Schließlich hat
Lithium
nachweislich
eine
zuverlässige
antidepressive
Wirkung
auch
bei
therapieresistenten depressiven Patienten [10], trotz seiner aktivierenden Wirkung auf
die
Zytokinproduktion.
Citalopram
führt
auch
zur
Erhöhung
einiger
proinflammatorischen Zytokine, obwohl es als ein wirksames Antidepressivum
bekannt ist. Dieser Umstand mahnt zu Zurückhaltung bezüglich der Annahme, dass
proinflammatorische Zytokine als Biomarker für Depressionen gelten. Zudem ist zu
berücksichtigen, dass bei der Betrachtung der Rolle von Zytokinen als Biomarker auch
zwischen Patienten mit unipolar-depressiver oder bipolarer Störung unterschieden
werden muss.
Die entzündungsmodulierende Wirkung von Lithium kann für seine spezifischen
immunologisch induzierten Nebenwirkungen von Bedeutung sein. Wie erwähnt wird
Lithium häufig mit kutanen Nebenwirkungen wie beispielsweise Psoriasis [51] in
Verbindung gebracht. Es ist bekannt, dass bei der Psoriasis eine lokale Erhöhung der
Zytokinproduktion von IL-1ß, IL-6 und TNF-α und aktivierte Entzündungszellen eine
wichtige pathophysiologische Rolle spielen [20,18]. Die Aktivierung dieser Zytokine
durch Lithium kann daher eine gute Erklärung für das Auftreten oder die
Verschlimmerung der Psoriasis während einer Lithium-Therapie sein. Diese Ansicht
wurde in Tierstudien belegt, in denen Lithium zu einer Förderung der PsoriasisSymptome führte und gleichzeitig hohe lokale Zytokinkonzentrationen gemessen
wurden [8].
Abgesehen von der Haut führt Lithium auch häufig zu Nebenwirkungen im Bereich
der
Schilddrüse.
Vor
kurzem
Schilddrüsennebenwirkungen
wurden
wieder
die
Gegenstand
durch
Lithium
starken
ausgelösten
wissenschaftlichen
Interesses. Ursache war die Publikation einer Metaanalyse bezüglich der Toxizität von
Lithium [43], woraufhin eine intensive wissenschaftliche Diskussion hinsichtlich
!
17!
dessen Toxizität und speziell seiner Toxizität für die Schilddrüse folgte [63,49,11].
Lithium kann die Schilddrüsenfunktion durch mehrere Mechanismen beeinflussen. Zu
diesen Mechanismen gehören eine abnehmende Schilddrüsenhormonsynthese und freisetzung, eine periphere Dejodierung von Thyroxin und eine erhöhte Neigung zu
Schilddrüsenautoimmunität bei dafür empfindlichen Personen. Letztere kann zu einer
Hashimoto-Thyreoiditis und Hypothyreose führen [33]. Daher ist eine Hypothyreose
eine klinisch relevante, häufige Schilddrüsenerkrankung bei Patienten unter
Langzeitlithiumtherapie.
Mögliche
Autoimmunmechanismen
dafür
sind
eine
gesteigerte Aktivität von B-Lymphozyten durch Lithium, die sich unter anderem in
einer erhöhten IgG- und IgM-Produktion zeigt, die Verringerung der zirkulierenden,
zytotoxische T-Zellen [64,33] und die Induktion der proinflammatorischen
Zytokinproduktion. Letztere Annahme wird durch Studien untermauert, welche die
Rolle von IL-1ß [50,58] und TNF-α [61] bei einer Autoimmun-Thyreoiditis
untersuchten. Außerdem scheint eine anti-TNF-α-Medikation mit einem verringerten
Risiko für Autoimmunthyreoiditis [61] einherzugehen.
Wie in der Einleitung bereits erwähnt, könnten die proinflammatorischen
Eigenschaften von Lithium auch Vorteile für jene Patienten darstellen, die unter einer
Immunschwäche leiden. Beispielsweise wurde unter dem Einsatz von Lithium mit
seinen
immunmodulierenden
Eigenschaften
eine
Verbesserung
der
neuropsychologischen Leistung von HIV-infizierten Patienten beschrieben [59,14].
Außerdem deuten Veröffentlichungen darauf hin, dass Lithium diese Wirkungen durch
eine Hemmung der neuronalen Glykogen-Synthase-Kinase (GSK) 3ß ausüben könnte,
indem Granulozyten regulatorisch bei Zytokinerhöhung eine gesteigerten Synthese von
neuroprotektiven Proteinen im menschlichen Gehirn initiieren [40,21]. Darüber hinaus
wird Lithium bei Patienten mit erworbenem Immunschwächesyndrom (AIDS) auf der
Grundlage von Tierstudien, in denen ähnliche Immunschwächeviren verwendet
wurden, eine unterstützende therapeutische Rolle bei der Behandlung der HIVInfektion und insbesondere bei der Therapie der mit AIDS assoziierten neurologischen
Defizite zugesprochen [21].
SLE ist eine chronische Autoimmunerkrankung, die von der Aktivierung und
Proliferation von T-Zellen und B-Zellen begleitet wird und mit einer erhöhten Aktivität
des GSK3ß-Signalwegs einhergeht [60]. Auch bei Patienten mit SLE konnte eine
!
18!
verminderte Produktion von IL-2 durch T-Zellen gefunden werden. Ebenso konnte
gezeigt werden, dass die Inkubation von T-Zellen mit Lithium in vitro die IL-2Produktion steigert [38]. Im PHA-stimulierten Blut konnten wir das Ergebnis, dass
Lithium zu einer erhöhten IL-2-Produktion führt, replizieren (siehe Tabelle 3 der
Originalpublikation). Allerdings konnten diese Auswirkung nicht durchgehend in allen
angewandten Stimulationsverfahren gezeigt.
Zusammenfassend könnte also die Aktivierung von proinflammatorischen Zytokinen
durch Lithium zum gewünschten therapeutischen Effekt der Stimmungsdämpfung bei
manischen Patienten beitragen. Einigen Nebenwirkungen bei Patienten, die an
bestimmten Autoimmunkrankheiten wie Autoimmun-Thyreoiditis und Psoriasis leiden,
könnten jedoch ebenso durch eine Aktivierung der Zytokinproduktion bedingt sein.
Auf der anderen Seite kann diese immunmodulatorische Eigenschaft auch vorteilhaft
für Patienten mit bestimmten Immunsystemdefiziten sein. So könnten Patienten mit
HIV-Infektion oder SLE von einer Lithiumtherapie profitieren.
Ein neuer Befund unserer Studie war die Zunahme der IL-17-Konzentrationen unter
fast allen eingesetzten Substanzen und deren Kombinationen bei einer Stimulation mit
OKT3/5C3 (siehe Tabelle 2). Wenn das Blut nur mit PHA stimuliert wurde, zeigten
sich ähnlich hohe IL-17-Werte bei alleiniger Zugabe von Lithium und Kombinationen
von 1,2 mmol/l Lithium sowie 130 ng/ml Citalopram bzw. 2,4 mmol/l Lithium sowie
260 ng/ml
Citalopram
(siehe
Tabelle 3).
IL-17
führt
ebenso
wie
andere
proinflammatorische Zytokine wie IL-1ß, IL-2, IL-6 und TNF-α, deren Bildung durch
Lithium induziert werden können, zu einer Steigerung der Immunantwort.
Antipsychotika, die auch als antimanische Medikation verwendet werden, zeigten eine
Erhöhung der IL-17-Konzentration. IL-17 könnte demnach ein interessantes neues
Forschungsmolekül für bipolare und schizophrene Störungen sein.
Nach unserer Kenntnis ist dies die erste Studie, welche die Unterschiede in der
Zytokinproduktion zwischen einer alleinigen und einer mit Antidepressiva
kombinierten Lithiumgabe untersucht. Wie in den Tabellen 1-4 und in den
Abbildungen 1-3 dargestellt, scheint die Kombination mit einem bestimmten
Antidepressivum für die Zytokinproduktion unter der Einwirkung von Lithium relevant
zu sein. Beispielsweise betrug im nicht stimulierten Blut der Median der TNF-αKonzentration 0,21 ng/ml in der Kontrollgruppe ohne Medikamentenzugabe
!
19!
1,67 ng/ml unter der Einwirkung von 1,2 mmol/l Lithium und 3,67 ng/ml unter der
Kombination von 1,2 mmol/l Lithium mit 80 ng/ml Mirtazapin (siehe Tabelle 1). Die
Mittelwerte
der
TNF-α-Konzentration
(siehe
Abbildung 3)
unter
der
Kontrollbedingung, bei Lithiumzugabe oder bei Zugabe von Lithium in Kombination
mit Mirtazapin zeichnen ein ähnliches Bild. Dieses Phänomen weist auf mögliche
additive Effekte von Psychopharmakakombinationen auf die Zytokinproduktion hin.
In-vivo-Studien haben gezeigt, dass es unter der Behandlung mit Mirtazapin [35] und
Lithium [23] zu einer Erhöhung der TNF-α-Konzentration im Plasma des Patienten
kommt. Unsere Ergebnisse könnten daher von klinischer Relevanz sein. Bisher wurde
jedoch noch keine invivo-Studie über die Wirkungen der Kombination eines
Antidepressivums mit Lithium auf die Zytokinplasmaspiegel der behandelten Patienten
veröffentlicht. Auf der Grundlage der präsentierten Daten scheint eine solche Studie
sehr vielversprechend und könnte helfen, sowohl therapeutische Wirkungen, als auch
Nebenwirkungen zu erklären.
Unsere in vitro-Studie hat nur gesunde Probandinnen und Probanden eingeschlossen
und erlaubt damit keine generelle Verallgemeinerung für Patienten mit affektiven
Störungen. Eine weitere Einschränkung der vorliegenden Studie ist, dass die in diesem
in vitro-Experiment aufgezeigten Wirkungen aufgrund der relativ hohen verwendeten
Medikamentenkonzentrationen möglicherweise nicht therapeutisch relevant sein
könnten.
Daher
wäre
es
ratsam,
in
weiterführenden
Studien
niedrigere
Arzneimitteldosen zu verwenden. Dennoch ist die in der Studie verwendete 1-fache
Dosis prinzipiell für Patienten mit manischen Episoden therapeutisch relevant.
Neben IL-1ß, IL-2, IL-4, IL-6, IL-17 und TNF-α spielen auch noch verschiedene
andere
Zytokine
wie
IL-10,
Interferon-γ
(IFN-γ),
der
transformierende
Wachstumsfaktor (TGF)-β, Erythropoetin (EPO), Zytokinrezeptoren, wie die TNF-αRezeptoren TNF-R p55 und TNF-R p75 und Zytokinrezeptorantagonisten, wie der IL1-Rezeptorantagonist (IL-1ra) in der Pathophysiologie affektiver Störungen eine Rolle
[41]. In der vorliegenden Untersuchung werden jedoch Effekte auf diese wichtigen
Zytokine außer Acht gelassen. In unserer Studie haben wir keine Marker des Zelltodes
bestimmt. Deshalb können wir nicht ausschließen, dass Zytotoxizität zu den
beobachteten Wirkungen durch die getesteten Medikamente auf die Zytokinproduktion
beigetragen haben könnte.
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20!
In der statistischen Analyse wurden alle signifikanten Effekte ab einem p-Wert von
weniger als 0,05 angegeben. Wir haben keine Korrektur für Mehrfachtests – wie die
Bonferroni-Korrektur – verwendet, da die Studie exploratorischen Charakter besitzt.
Zusammenfassend haben wir festgestellt, dass Lithium die Produktion von Zytokinen,
die entzündliche Prozesse fördern, wie IL-1ß, IL-2, IL-6, IL-17 und TNF-α, aktiviert.
Diese Lithium-induzierten Veränderungen des Zytokinsystems könnten sowohl die
therapeutischen Wirkungen als auch die entzündlichen Nebenwirkungen von Lithium,
wie in Autoimmunthyreoiditis oder Psoriasis, erklären. Die entzündungsfördernden
Eigenschaften von Lithium könnten für Patienten mit bestimmten immunologischen
Erkrankungen wie HIV-Infektion und SLE vorteilhaft sein.
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4. Publikation
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5. Zusammenfassung
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae
Einfluss von Lithium auf die Zytokinproduktion in vitro
eingereicht von:
Charlotte Petersein,
geboren am 18.06.1989 in Leipzig
angefertigt an der:
Claussen-Simon-Stiftungsprofessur für Neurobiologie affektiver Störungen innerhalb
der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universität Leipzig
Betreuer: Prof. Dr. med. Hubertus Himmerich, Prof. Dr. med. Ulrich Sack
Lithium ist ein wichtiges Medikament zur Behandlung von unipolaren und bipolaren
affektiven Störungen. Es hat ein breites Nebenwirkungsspektrum, wie die Exazerbation
einer Psoriasis und das Auftreten einer Hypothyreose. Bei einigen Erkrankungen, die
mit immunologischen Defiziten einhergehen, wie eine Infektion mit dem humanen
Immundefizienzvirus (HIV) oder einem Systemischen Lupus erythematodes (SLE),
könnten Patienten vom proinflammatorischen Einfluss von Lithium profitieren. In
dieser Hinsicht könnten die immunmodulatorischen Eigenschaften von Lithium eine
wichtige Rolle bei der individuellen Therapieentscheidung spielen.
Wir haben die Zytokinkonzentrationen von Interleukin (IL)-1ß, IL-2, IL-4, IL-6, IL-22,
IL-17 und Tumornekrosefaktor (TNF)-α im stimulierten Blut von 30 gesunden
Probanden, dem Lithium allein, die Antidepressiva Citalopram, Escitalopram oder
!
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Mirtazapin allein, die Kombination von jedem Antidepressivum mit Lithum oder kein
Medikament hinzugefügt wurde, gemessen. Die Medikamente wurden unter drei
verschiedenen Stimulationsbedingungen getestet: mit dem gegen humanes CD3
gerichteten monoklonalen Antikörper OKT3 in Kombination mit dem monoklonalen
Antikörper 5C3 gegen CD40 (OKT3/5C3), mit Phytohemagglutinin (PHA) und ohne
Stimulation.
Lithium führte allein und in Kombination mit jedem der getesteten Antidepressiva zu
einer konsistenten Erhöhung von IL-1ß, IL-6 und TNF-α sowohl im unstimulierten als
auch im stimulierten Blut. Im OKT3/5C3- und PHA-stimulierten Blut wurde die IL17-Konzentration signifikant durch Lithium erhöht. Zusätzlich zeigten sich erhöhte IL2-Konzentrationen im PHA-stimulierten Blut durch Lithiumgabe.
Diese Ergebnisse unterstützen die wissenschaftliche Sichtweise, dass Lithium
proinflammatorische Eigenschaften aufweist. Diese immunologischen Charakteristika
könnten zum einen mit seinen Nebenwirkungen in Verbindung gebracht werden. Zum
anderen könnten dadurch möglicherweise die therapeutischen Effekte von Lithium bei
Patienten, die an einer HIV- Infektion oder SLE leiden, bezüglich dieser
immunologischen Erkrankungen erklärt werden.
Schlagwörter: Zytokine, Antidepressiva, Citalopram, Escitalopram, Mirtazapin,
Lithium
!
38!
6. Literaturverzeichnis
1. Arena A, Capozza AB, Orlando ME, Currò F, Losi E, Chillemi S, Mesiti M,
Merendino RA (1997) In vitro effects of lithium chloride on TNF alpha and IL-6
production by monocytes from breast cancer patients. J Chemother 9:219-226.
2. Bauer M, Adli M, Bschor T, Pilhatsch M, Pfennig A, Sasse J, Schmid R, Lewitzka
U (2010) Lithium's emerging role in the treatment of refractory major depressive
episodes: augmentation of antidepressants. Neuropsychobiology 62:36-42.
3. Baumann P, Nil R, Souche A, Montaldi S, Baettig D, Lambert S, Uehlinger C,
Kasas A, Amey M, Jonzier-Perey M (1996) A double-blind, placebo-controlled
study of citalopram with and without lithium in the treatment of therapy-resistant
depressive
patients:
a
clinical,
pharmacokinetic,
and
pharmacogenetic
investigation. J Clin Psychopharmacol 16:307-314.
4. Baumann P, Hiemke C, Ulrich S, Eckermann G, Gaertner I, Gerlach M, Kuss HJ,
Laux
G,
Müller-Oerlinghausen
B,
Rao
ML,
Riederer
P,
Zernig
G;
Arbeitsgemeinschaft für Neuropsychopharmakologie und Pharmakopsychiatrie
(2004) The AGNP-TDM expert group consensus guidelines: therapeutic drug
monitoring in psychiatry. Pharmacopsychiatry 37:243-265.
5. Berthold-Losleben M, Himmerich H (2008) The TNF-alpha system: functional
aspects in depression, narcolepsy and psychopharmacology. Curr Neuropharmacol
6:193-202.
6. Besedovsky HO, del Rey A, Klusman I, Furukawa H, Monge Arditi G, Kabiersch
A (1991) Cytokines as modulators of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis. J
Steroid Biochem Mol Biol 40:613-618.
7. Beyaert R, Schulze-Osthoff K, Van Roy F, Fiers W (1991) Lithium chloride
potentiates tumor necrosis factor-induced and interleukin 1-induced cytokine and
cytokine receptor expression. Cytokine 3:284-291.
!
39!
8. Beyaert R, Schulze-Osthoff K, Van Roy F, Fiers W (1992) Synergistic induction of
interleukin-6 by tumor necrosis factor and lithium chloride in mice: possible role in
the triggering and exacerbation of psoriasis by lithium treatment. Eur J Immunol
22:2181-2184.
9. Brandacher G, Margreiter R, Fuchs D (2007) Implications of IFN-gamma-mediated
tryptophan catabolism on solid organ transplantation. Curr Drug Metab 8:273-282.
10. Bschor T, Lewitzka U, Sasse J, Adli M, Köberle U, Bauer M (2003) Lithium
augmentation in treatment-resistant depression: clinical evidence, serotonergic and
endocrine mechanisms. Pharmacopsychiatry 3:230-234.
11. Bschor T, Bauer M (2013) Side effects and risk profile of lithium: critical
assessment of a systematic review and meta-analysis. Nervenarzt 84:860-863.
12. Capuron
L,
Miller
AH
(2011)
Immune
system
to
brain
signaling:
Neuropsychopharmacological implications. Pharmacology and Therapeutics
130:226–238.
13. Catena-Dell'Osso M, Rotella F, Dell'Osso A, Fagiolini A, Marazziti D (2013)
Inflammation, serotonin and major depression. Curr Drug Targets 14: 571-577.
14. Crews L, Patrick C, Achim CL, Everall IP, Masliah E (2009) Molecular pathology
of neuro-AIDS (CNS-HIV). Int J Mol Sci 10:1045-1063.
15. Dinges MM, Orwin PM, Schlievert PM (2000) Exotoxins of Staphylococcus
aureus. Clin Microbiol Rev 13:16-34.
16. Geddes JR1, Miklowitz DJ (2013) Treatment of bipolar disorder. Lancet 381:16721682.
17. Geoffroy PA, Bellivier F, Henry C (2014) Treatment of manic phases of bipolar
disorder: Critical synthesis of international guidelines. Encephale S0013!
40!
7006(13)00250-9.
18. Gomi T, Shiohara T, Munakata T, Imanishi K, Nagashima M (1991) Interleukin 1
alpha, tumor necrosis factor alpha, and interferon gamma in psoriasis. Arch
Dermatol 127: 827-830.
19. Grandjean EM, Aubry JM (2009) Lithium: updated human knowledge using an
evidence-based approach: part III: clinical safety. CNS Drugs 23:397-418.
20. Grossman RM, Krueger J, Yourish D, Granelli-Piperno A, Murphy DP, May LT,
Kupper TS, Sehgal PB, Gottlieb AB (1989) Interleukin 6 is expressed in high
levels in psoriatic skin and stimulates proliferation of cultured human
keratinocytes. Proc Natl Acad Sci U S A 86:6367-6371.
21. Harvey BH, Meyer CL, Gallichio VS, Manji HK (2002) Lithium salts in AIDS and
AIDS-related dementia. Psychopharmacol Bull 36:5-26.
22. Hemdan NY, Birkenmeier G, Wichmann G, Abu El-Saad AM, Krieger T, Conrad
K, Sack U (2010) Interleukin-17-producing T helper cells in autoimmunity.
Autoimmun Rev 9:785-792.
23. Himmerich H, Koethe D, Schuld A, Yassouridis A, Pollmächer T (2005) Plasma
levels of leptin and endogenous immune modulators during treatment with
carbamazepine or lithium. Psychopharmacology (Berl) 179:447-451.
24. Himmerich H, Fulda S, Linseisen J, Seiler H, Wolfram G, Himmerich S, Gedrich
K, Kloiber S, Lucae S, Ising M, Uhr M, Holsboer F, Pollmächer T (2008)
Depression, comorbidities and the TNF-alpha system. Eur Psychiatry 23:421-429.
25. Himmerich H, Berthold-Losleben M, Pollmächer T (2009) The relevance of the
TNF-alpha system in psychiatric disorders. Fortschr Neurol Psychiatr 77:334-345.
26. Himmerich H, Fulda S, Sheldrick AJ, Plümäkers B, Rink L (2010) IFN-gamma
reduction by tricyclic antidepressants. Int J Psychiatry Med 40:413-424.
!
41!
27. Himmerich H, Milenović S, Fulda S, Plümäkers B, Sheldrick AJ, Michel TM,
Kircher T, Rink L (2010) Regulatory T cells increased while IL-1β decreased
during antidepressant therapy. J Psychiatr Res 44:1052-1057.
28. Himmerich H, Schönherr J, Fulda S, Sheldrick AJ, Bauer K, Sack U (2011) Impact
of antipsychotics on cytokine production in-vitro. J Psychiatr Res 45:1358-1365.
29. Himmerich H, Bartsch S, Hamer H, Mergl R, Schönherr J, Petersein C, Munzer A,
Kirkby KC, Bauer K, Sack U (2013) Impact of mood stabilizers and antiepileptic
drugs on cytokine production in-vitro. J Psychiatr Res 47:1751-1759.
30. Himmerich H, Bartsch S, Hamer H, Mergl R, Schönherr J, Petersein C, Munzer A,
Kirkby KC, Bauer K, Sack U (2014) Modulation of cytokine production by drugs
with antiepileptic or mood stabilizer properties in anti-CD3- and anti-CD40stimulated blood in vitro. Oxid Med Cell Longev 2014: 806162.
31. Ising M, Künzel HE, Binder EB, Nickel T, Modell S, Holsboer F (2005) The
combined dexamethasone/CRH test as a potential surrogate marker in depression.
Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 29:1085-1093.
32. Kenis G, Maes M (2002) Effects of antidepressants on the production of cytokines.
Int J Neuropsychopharmacol 5:401-412.
33. Kibirige D, Luzinda K, Ssekitoleko R (2013) Spectrum of lithium induced thyroid
abnormalities: a current perspective. Thyroid Res 6:3.
34. Kirchner H, Kleinicke C, Digel W (1982) A whole-blood technique for testing
production of human interferon by leukocytes. J Immunol Methods 48: 213-219.
35. Kraus T, Haack M, Schuld A, Hinze-Selch D, Koethe D, Pollmächer T (2002)
Body weight, the tumor necrosis factor system, and leptin production during
treatment with mirtazapine or venlafaxine. Pharmacopsychiatry 35:220-225.
!
42!
36. Krügel U, Fischer J, Radicke S, Sack U, Himmerich H (2013) Antidepressant
effects of TNF-α blockade in an animal model of depression. J Psychiatr Res
47:611-616.
37. Kubera M, Kenis G, Bosmans E, Kajta M, Basta-Kaim A, Scharpe S,
Budziszewska B, Maes M (2004) Stimulatory effect of antidepressants on the
production of IL-6. Int Immunopharmacol 4:185-192.
38. Kucharz EJ, Sierakowski SJ, Goodwin JS (1993) Lithium in vitro enhances
interleukin-2 production by T cells from patients with systemic lupus
erythematosus. Immunopharmacol Immunotoxicol 15:515-523.
39. Kum WW, Laupland KB, See RH, Chow AW (1993) Improved purification and
biologic activities of staphylococcal toxic shock syndrome toxin 1. J Clin
Microbiol 31:2654-2660.
40. Letendre SL , Woods SP, Ellis RJ, Atkinson JH, Masliah E, van den Brande G,
Durelle J, Grant I, Everall I; HNRC Group (2006) Lithium improves HIVassociated neurocognitive impairment. AIDS 20:1885-1888.
41. Lichtblau N, Schmidt FM, Schumann R, Kirkby KC, Himmerich H. (2013)
Cytokines as biomarkers in depressive disorder: current standing and prospects. Int
Rev Psychiatry 25:592-603.
42. Maes M, Song C, Lin AH, Pioli R, Kenis G, Kubera M, Bosmans E (1999) In vitro
immunoregulatory effects of lithium in healthy volunteers. Psychopharmacology
(Berl) 143:401-407.
43. McKnight RF, Adida M, Budge K, Stockton S, Goodwin GM, Geddes JR (2012)
Lithium toxicity profile: a systematic review and meta-analysis. Lancet 379:721728.
44. Merendino RA, Mancuso G, Tomasello F, Gazzara D, Cusumano V, Chillemi S,
Spadaro P, Mesiti M (1994) Effects of lithium carbonate on cytokine production in
!
43!
patients affected by breast cancer. J Biol Regul Homeost Agents 8:88-91.
45. Munzer A, Sack U, Mergl R, Schönherr J, Petersein C, Bartsch S, Kirkby KC,
Bauer K, Himmerich H (2013) Impact of antidepressants on cytokine production of
depressed patients in vitro. Toxins (Basel) 5:2227-2240.
46. Murdaca G, Colombo BM, Puppo F (2011) The role of Th17 lymphocytes in the
autoimmune and chronic inflammatory diseases. Intern Emerg Med 6:487-495.
47. Müller N (2014) Immunology of major depression. Neuroimmunomodulation
21:123-130.
48. Müller N, Schwarz MJ (2007) The immune-mediated alteration of serotonin and
glutamate: towards an integrated view of depression. Mol Psychiatry 12:988-1000.
49. Müller-Oerlinghausen B, Bauer M, Grof P (2012) Commentary on a recent review
of lithium toxicity: what are its implications for clinical practice? BMC Med
10:132.
50. Paolieri F, Salmaso C, Battifora M, Montagna P, Pesce G, Bagnasco M, Richiusa
P, Galluzzo A, Giordano C (1999) Possible pathogenetic relevance of interleukin-1
beta in "destructive" organ-specific autoimmune disease (Hashimoto's thyroiditis).
Ann N Y Acad Sci 876:221-228.
51. Paquet P, Claessens N, Piérard-Franchimont C, Piérard GE (2005) Cutaneous
adverse effects of lithium. Rev Med Liege 60:885-887.
52. Park H, Li Z, Yang XO, Chang SH, Nurieva R, Wang YH, Wang Y, Hood L, Zhu
Z, Tian Q, Dong C (2005) A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue
inflammation by producing interleukin 17. Nat Immunol 6:1133-1141.
53. Pound JD, Challa A, Holder MJ, Armitage RJ, Dower SK, Fanslow WC, Kikutani
H, Paulie S, Gregory CD, Gordon J (1999) Minimal crosslinking and epitope
requirements for CD40-dependent suppression of apoptosis contrast with those for
!
44!
promotion of the cell cycle and homotypic adhesions in human B cells. Int
Immunol 11:11–20.
54. Schildkraut JJ (1965) The catecholamine hypothesis of affective disorders: a
review of supporting evidence. Am J Psychiatry 122:509-522.
55. Schmidt FM, Lichtblau N, Minkwitz J, Chittka T, Thormann J, Kirkby KC, Sander
C, Mergl R, Faßhauer M, Stumvoll M, Holdt LM, Teupser D, Hegerl U,
Himmerich H (2014) Cytokine levels in depressed and non-depressed subjects, and
masking effects of obesity. J Psychiatr Res 55:29-34.
56. Seidel A, Arolt V, Hunstiger M, Rink L, Behnisch A, Kirchner H (1995) Cytokine
production and serum proteins in depression. Scand J Immunol 41:534-538.
57. Seidel A, Arolt V, Hunstiger M, Rink L, Behnisch A, Kirchner H (1996) Increased
CD56+ natural killer cells and related cytokines in major depression. Clin Immunol
Immunopathol 78:83-85.
58. Simons PJ1, Delemarre FG, Drexhage HA (1998) Antigen-presenting dendritic
cells as regulators of the growth of thyrocytes: a role of interleukin-1beta and
interleukin-6. Endocrinology 139:3148-3156.
59. Sztein MB, Simon GL, Parenti DM, Scheib R, Goldstein AL, Goodman R, DiGioia
R, Paxton H, Skotnicki AB, Schulof RS (1987) In vitro effects of thymosin and
lithium on lymphoproliferative responses of normal donors and HIV seropositive
male homosexuals with AIDS-related complex. Clin Immunol Immunopathol
44:51-62.
60. Tang H, Tan G, Guo Q, Pang R, Zeng F (2009) Abnormal activation of the AktGSK3beta signaling pathway in peripheral blood T cells from patients with
systemic lupus erythematosus. Cell Cycle 8:2789-2793.
61. Tarhan F, Orük G, Niflioğlu O, Ozer S (2013) Thyroid involvement in ankylosing
spondylitis and relationship of thyroid dysfunction with anti-TNF α treatment.
!
45!
Rheumatol Int 33:853-857.
62. Tyring S, Gottlieb A, Papp K, Gordon K, Leonardi C, Wang A, Lalla D, Woolley
M, Jahreis A, Zitnik R, Cella D, Krishnan R (2006) Etanercept and clinical
outcomes, fatigue, and depression in psoriasis: double-blind placebo-controlled
randomised phase III trial. Lancet 367:29-35.
63. Wells JE, Cross NB, Richardson AK (2012) Toxicity profile of lithium. Lancet
379:2338.
64. Wilson R, Fraser WD, McKillop JH, Smith J, O'Reilly DS, Thomson JA (1989)
The "in vitro" effects of lithium on the immune system. Autoimmunity 4:109-111.
!
46!
7. Anlagen
7.1. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit
Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig und ohne unzulässige
Hilfe oder Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe. Ich
versichere, dass Dritte von mir weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte
Leistungen für Arbeiten erhalten haben, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der
vorgelegten Dissertation stehen, und dass die vorgelegte Arbeit weder im Inland noch
im Ausland in gleicher oder ähnlicher Form einer anderen Prüfungsbehörde zum
Zweck einer Promotion oder eines anderen Prüfungsverfahrens vorgelegt wurde.
Alles aus anderen Quellen und von anderen Personen übernommene Material, das in
der Arbeit verwendet wurde oder auf das direkt Bezug genommen wird, wurde als
solches kenntlich gemacht. Insbesondere wurden alle Personen genannt, die direkt an
der Entstehung der vorliegenden Arbeit beteiligt waren.
.................................
……………………….
Datum
!
Unterschrift
47!
7.2. Lebenslauf
Persönliche Daten
Name:
Charlotte Petersein
Geburtstag:
18.06.1989
Geburtsort:
Leipzig
Staatsangehörigkeit: deutsch
Familienstand:
ledig
Schulische Ausbildung
08/1995- 04/1999
Grundschule Markkleeberg West
08/1999- 04/2007
Rudolf- Hildebrand- Gymnasium, Markkleeberg
Studium
09/2007
Medizinstudium in Luxembourg
Seit 10/2007
Medizinstudium an der Martin-Luther-Universität Halle
09/2011- 03/2012
Erasmussemester Frankreich Nancy
12/2014
Abschluss Medizinstudium an der Martin-Luther-Universität
Halle
Praktisches Jahr
Innere Medizin
Universitätsklinikum Halle
Fachbereich Nephrologie (1Monat)
Fachbereich Onkologie (3 Monate)
Chirurgie
Mater Dei, Universitätsklinikum Malta
Fachbereich plastische Chirurgie (2 Monate)
Fachbereich Herz-Thorax- Chirurgie (2 Monate)
Psychiatrie
!
Psychiatrische Universitätsklinik Zürich (4 Monate)
48!
7.3. Publikationen
Petersein C, Sack U, Mergl R, Schönherr J, Schmidt FM, Lichtblau N, Kirkby KC,
Bauer K, Himmerich H. (2014) Impact of lithium alone and in combination with
antidepressants on cytokine production in vitro. J Neural Transm, Epub.
Himmerich H, Bartsch S, Hamer H, Mergl R, Schönherr J, Petersein C, Munzer A,
Kirkby KC, Bauer K, Sack U. (2014) Modulation of cytokine production by drugs
with antiepileptic or mood stabilizer properties in anti-CD3- and anti-CD40stimulated blood in vitro. Oxid Med Cell Longev 2014:806162.
Himmerich H, Bartsch S, Hamer H, Mergl R, Schönherr J, Petersein C, Munzer A,
Kirkby KC, Bauer K, Sack U. (2013) Impact of mood stabilizers and antiepileptic
drugs on cytokine production in-vitro. J Psychiatr Res 47:1751–1759.
Munzer A, Sack U, Mergl R, Schönherr J, Petersein C, Bartsch S, Kirkby KC, Bauer
K, Himmerich H. (2013) Impact of Antidepressants on Cytokine Production of
Depressed Patients in-vitro. Toxins 45:1358-1365.
!
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8. Danksagung
Mein Dank für die unschätzbare Unterstützung bei der Erstellung meiner Doktorarbeit
geht vor allem an meinen Doktorvater Prof. Dr. Hubertus Himmerich, Inhaber der
Claussen-Simon-Stiftungsprofessur für Neurobiologie affektiver Störungen innerhalb
der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universität Leipzig.
Nur durch seine intensive persönliche Betreuung, uneingeschränkte Hilfsbereitschaft
und Investition zahlreicher Arbeitsstunden konnte diese Arbeit verwirklicht werden.
Des Weiteren möchte ich Herrn Prof. Dr. Sack, Forschungsdirektor des
Translationszentrums für Regenerative Medizin der Universität Leipzig, für die
Planung von Studiendesign und Methodik ganz herzlich danken.
Ein ganz besonderer Dank geht an Frau Katrin Bauer, Medizinisch-Technische
Assistentin im Labor des Institutes für Immunologie und Transfusionsmedizin. Ihrer
Weitergabe von Laborkenntnissen ist es zu verdanken, dass jegliche Unklarheiten im
Labor unmittelbar geklärt werden konnten. Das herausragend freundliche und
hilfsbereite Arbeitsklima im labortechnischen Bereich erleichterte zudem die Arbeit
ungemein.
Bedanken möchte ich mich auch bei Herrn Dr. rer. biol. hum. Roland Mergl,
wissenschaftlicher Mitarbeiter der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und
Psychotherapie, für seine Unterstützung bei der statistischen Darstellung und
Auswertung der Messdaten. Auch den anderen Doktoranden und der gesamten
Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hubertus Himmerich möchte ich für die herzliche und
immerzu motivierende Zusammenarbeit danken.
Prof. Dr. Ulrich Hegerl danke ich dafür, dass ich an der Klinik und Poliniklinik für
Psychiatrie und Psychotherapie meine Doktorarbeit anfertigen durfte.
Der Claussen-Simon-Stiftung danke ich für die Finanzierung der Studie und der Fa.
Lundbeck für die Bereitstellung der Reinsubstanz von Escitalopram.
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