Inverse agonist properties of atypical antipsychotic drugs

Mechanisms of action of several atypical antipsychotic drugs have been examined at the D-2 dopamine receptor expressed in CHO cells. The drugs tested were found to exhibit inverse agonist activity at the D-2 dopamine receptor based on their effects to potentiate forskolin-stimulated cyclic AMP (cAMP) accumulation. Each of the antipsychotic drugs tested (clozapine, olanzapine, quetiapine and risperidone) increased cAMP accumulation to the same extent. The increase in cAMP was also similar to that seen with typical antipsychotic drugs. Inverse agonism at the D-2 dopamine receptor seems, therefore, to be a property common to all classes of antipsychotic drugs. The effect of sodium ions on the binding of the drugs to the receptor was also assessed. Each of the atypical antipsychotic drugs tested here bound with higher affinity in the absence of sodium ions. Previous studies have shown that some antipsychotic drugs are insensitive to sodium ions and some bind with higher affinity in the presence of sodium ions. Given that all of these antipsychotic drugs are inverse agonists, it may be concluded that this sodium ion sensitivity is unrelated to mechanisms of inverse agonism. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Resting energy expenditure is lower than predicted in people taking atypical antipsychotic medication

Resting energy expenditure (REE) is lower than predicted in persons taking atypical antipsychotic medication, and weight management is a significant clinical challenge for some of them. However, to date there have been no published guidelines to assist clinicians in choosing appropriate prediction equations to estimate energy expenditure in persons taking atypical antipsychotic medications. The objectives of this study were to measure REE in a group of men taking the atypical antipsychotic clozapine and to determine whether REE can be accurately predicted for this population using previously published regression equations. REE was measured using indirect calorimetry via a ventilated hood on eight men who had completed at least 6 months of treatment with clozapine. Comparisons between measured REE and predicted REE using five different equations were undertaken. The commonly-used Harris-Benedict and Schofield equations systematically overestimated REE. Predictions of REE from other equations were too variable for clinical use. When estimating energy requirements as part of a weight-management program in men who have been taking clozapine for 6 months, predictions of REE from the equations of Harris-Benedict and Schofield should be reduced by 280 kcal/day.

The effect of atypical antipsychotics on pituitary gland volume in patients with first-episode psychosis: A longitudinal MRI study

BACKGROUND: Pituitary volume is currently measured as a marker of hypothalamic-pituitary-adrenal hyperactivity in patients with psychosis despite suggestions of susceptibility to antipsychotics. Qualifying and quantifying the effect of atypical antipsychotics on the volume of the pituitary gland will determine whether this measure is valid as a future estimate of HPA-axis activation in psychotic populations. AIMS: To determine the qualitative and quantitative effect of atypical antipsychotic medications on pituitary gland volume in a first-episode psychosis population. METHOD: Pituitary volume was measured from T1-weighted magnetic resonance images in a group of 43 first-episode psychosis patients, the majority of whom were neuroleptic-naive, at baseline and after 3months of treatment, to determine whether change in pituitary volume was correlated with cumulative dose of atypical antipsychotic medication. RESULTS: There was no significant baseline difference in pituitary volume between subjects and controls, or between neuroleptic-naive and neuroleptic-treated subjects. Over the follow-up period there was a negative correlation between percentage change in pituitary volume and cumulative 3-month dose of atypical antipsychotic (r=-0.37), i.e. volume increases were associated with lower doses and volume decreases with higher doses. CONCLUSIONS: Atypical antipsychotic medications may reduce pituitary gland volume in a dose-dependent manner suggesting that atypical antipsychotic medication may support affected individuals to cope with stress associated with emerging psychotic disorders.

Low-fat oxidation may be a factor in obesity among men with schizophrenia

Objective: Obesity associated with atypical antipsychotic medications is an important clinical issue for people with schizophrenia. The purpose of this project was to determine whether there were any differences in resting energy expenditure (REE) and respiratory quotient (RQ) between men with schizophrenia and controls. Method: Thirty-one men with schizophrenia were individually matched for age and relative body weight with healthy, sedentary controls. Deuterium dilution was used to determine total body water and subsequently fat-free mass (FFM). Indirect calorimetry using a Deltatrac metabolic cart was used to determine REE and RQ. Results: When corrected for FFM, there was no significant difference in REE between the groups. However, fasting RQ was significantly higher in the men with schizophrenia than the controls. Conclusion: Men with schizophrenia oxidised proportionally less fat and more carbohydrate under resting conditions than healthy controls. These differences in substrate utilisation at rest may be an important consideration in obesity in this clinical group.

Estudo da interação de antipsicóticos atípicos e albumina sérica com base em modelos matemáticos e espectrofluorimétricos

Os antipsicóticos são drogas utilizadas no tratamento de muitos transtornos psiquiátricos, sendo classificados em dois grupos: típicos e atípicos. Os típicos formam o grupo de drogas que bloqueiam especialmente os receptores de dopamina e, por isto, causam efeitos colaterais característicos, que se manifestam através de sintomas extrapiramidais e podem terminar em discinesia tardia. Os atípicos apresentam eficácia antipsicótica similar à dos antipsicóticos típicos, mas produzem menos efeitos colaterais extrapiramidais e não causam discinesia tardia. Os antipsicóticos se ligam às proteínas plasmáticas, principalmente a albumina, a qual representa cerca de 60% do total das proteínas no soro humano. Neste trabalho estudamos os processos de interação de duas drogas antipsicóticas atípicas, risperidona e sulpirida, com as albuminas séricas humana (HSA) e bovina (BSA), através da técnica de supressão da fluorescência intrínseca do triptofano. A partir dos espectros de fluorescência, a análise dos dados foi feita obtendo-se os gráficos e as constantes de Stern-Volmer. A análise da supressão da fluorescência foi feita a partir da média aritmética dos dados oriundos dos experimentos realizados em cada condição adotada. Como a molécula da sulpirida é fluorescente desenvolvemos uma modelagem matemática do processo de interação, que nos permitiu então obter os dados referentes à supressão da fluorescência da proteína. Os resultados mostraram que a risperidona e a sulpirida suprimem a fluorescência de ambas albuminas por um processo de quenching estático, formando complexos droga-albumina. A risperidona tem uma afinidade com a HSA cerca de 6,5 vezes maior do que a sulpirida, a 37 oC. As constantes de associação calculadas para a interação risperidona-HSA, através da Teoria de Stern-Volmer, foram 1,43 ( 0,05) x 105 M-1, a 37 C, e 2,56 ( 0,09) x 105 M-1, a 25 C1; e para a sulpirida, 2,20 ( 0,08) x 104 M-1, a 37 C, e 5,46 ( 0,20) x 104 M-1, a 25 C. Como a taxa de quenching da BSA foi maior do que a da HSA, sugerimos que o sítio primário para a risperidona nas albuminas esteja localizado mais próximo ao domínio do triptofano 134 da BSA do que do domínio do triptofano 212 da HSA. O mesmo sugerimos com relação ao sítio para a sulpirida a 37 C.

Increased clozapine plasma concentrations and side effects induced by smoking cessation in 2 CYP1A2 genotyped patients.

Clozapine, an atypical antipsychotic, depends mainly on cytochrome P4501A2 (CYP1A2) for its metabolic clearance. CYP1A2 is inducible by smoking, and lower plasma concentrations of clozapine are measured in smokers than in nonsmokers. Case reports have been published on the effects of discontinuing smoking in patients receiving clozapine, which might lead to elevated plasma concentrations and severe side effects. We present 2 cases on the consequences of smoking cessation in patients receiving this drug. In the first patient, smoking cessation resulted, within 2 weeks, in severe sedation and fatigue, with an approximately 3-fold increase of plasma clozapine concentrations. In the second patient, a very high plasma concentration of clozapine (3004 ng/mL) was measured 6 days following a 16-day stay in a general hospital, during which smoking was prohibited. In the latter patient, the replacement of omeprazole, a strong CYP1A2 inducer, by pantoprazole, a weaker CYP1A2 inducer, could have contributed, in addition to smoking cessation, to the observed strong increase of plasma clozapine concentrations. Genotyping of the 2 patients revealed that they were carriers of the AA genotype for the -164C>A polymorphism (CYP1A2*1F) in intron 1 of CYP1A2 gene, which has previously been shown to confer a high inducibility of CYP1A2 by smoking. Thus, at the initiation of clozapine treatment, smoking patients should be informed that, if they decide to stop smoking, they are encouraged to do so but must inform their prescriber beforehand. Also, because of the increased use of no-smoking policies in many hospitals, studies examining the consequences of such policies on the pharmacokinetics/pharmacodynamics of drugs metabolized by CYP1A2, taking into account different CYP1A2 genotypes, are needed.

Syndrome inflammatoire chez les schizophrènes toxicomanes

La schizophrénie est une maladie mentale grave qui présente une comorbidité fréquente avec la toxicomanie et avec divers troubles immunitaires. Une méta-analyse réalisée récemment dans notre laboratoire a montré une augmentation d’IL-6 (une cytokine pro-inflammatoire), du récepteur soluble d’IL-2 (un marqueur d’activation du système immunitaire), et d’IL-1RA (une cytokine anti-inflammatoire) dans la schizophrénie, suggérant l’existence d’un syndrome inflammatoire dans cette maladie. La toxicomanie aussi est associée au dérèglement du réseau des cytokines inflammatoires, mais les effets dépendent du type de drogues et ils sont parfois diamétralement opposés. On dispose encore de peu d’informations sur le statut immunitaire et inflammatoire des patients qui ont un double diagnostic de schizophrénie et de toxicomanie. Le but de ce travail était d’explorer l’existence d’un état inflammatoire systémique chez les patients schizophrènes et toxicomanes, et l’influence du traitement avec un médicament antipsychotique atypique, la quétiapine. Les objectifs spécifiques étaient : 1) Mesurer les concentrations plasmatiques des cytokines inflammatoires chez les schizophrènes et toxicomanes avant, pendant et après traitement avec la quétiapine ; et 2) Faire des études de corrélations entre les taux de cytokines, les symptômes cliniques, et la consommation de drogues. Les résultats montrent que comparativement aux contrôles normaux, les patients avec un double diagnostic présentent une augmentation d’IL-6, d’IL-1RA, du sIL-2R et d’IL-8 avant traitement à la quétiapine. Les augmentations des concentrations plasmatiques d’IL-1RA sont particulièrement importantes chez les patients avec double diagnostic, si on les compare à celles publiées chez les schizophrènes sans toxicomanie. Le traitement à la quétiapine n’influence pas les concentrations plasmatiques de ces cytokines, sauf sIL-2R qui augmente davantage au cours du traitement. Des corrélations positives de puissance modérée sont retrouvées entre IL-6 et dépression, IL-6 et alcool, IL-1RA et cognition, IL-8 et dépression, IL-8 et alcool, sIL-2R et cannabis. Notre étude révèle que la réponse inflammatoire est activée chez les schizophrènes et toxicomanes. De plus, la toxicomanie semble jouer un rôle facilitant ou potentialisateur dans les augmentations des taux circulants d’IL-1RA. Les études en cours sur différentes populations de schizophrènes avec ou sans toxicomanie, et chez des toxicomanes non schizophrènes permettront de préciser le rôle des différentes drogues d’abus dans le syndrome inflammatoire chez les schizophrènes, ainsi que les implications de ce syndrome sur le plan clinique et thérapeutique.

Étude du rôle de la dopamine et de la sérotonine dans l’effet atténuateur des antipsychotiques et de l’OSU-6162 sur la récompense induite par la stimulation du faisceau médian prosencéphalique chez le rongeur

La voie mésocorticolimbique est constitutée d’un ensemble d’éléments nerveux issus de l’aire tegmentaire ventrale mésencéphalique et projettant vers des régions corticales et sous-corticales. Les neurones à dopamine (DA) qui en font partie modulent plusieurs fonctions cognitives dont l’attention, l’apprentissage et la récompense. L’activité nerveuse des cellules à DA augmente lorsque l’organisme anticipe et reçoit une récompense, ainsi qu’au cours de la phase d’apprentissage des comportements d’appétence. Or, si l’activité dopaminergique de la voie mésocorticolimbique est désordonnée, voire aberrante, des stimuli neutres deviennent saillants et prennent une signification erronée. Cette anomalie fonctionnelle du système dopaminergique pourrait être à l’origine des symptômes psychotiques observés dans la schizophrénie. Cette hypothèse est renforcée par le fait que les médicaments antipsychotiques efficaces ont tous une activité antagoniste aux récepteurs à DA de type 2 (D2); les antipsychotiques dits classiques (i.e. halopéridole) possèdent une forte affinité pour les récepteurs D2 tandis que les antipsychotiques dits atypiques (i.e. clozapine) présentent une plus forte affinité pour les récepteurs à sérotonine de type 2a (5-HT2a) que pour les récepteurs D2. Les antipsychotiques atypiques semblent plus efficaces contre les symptômes négatifs (i.e. anhédonie) de la schizophrénie et induisent moins d’effets moteurs extrapyramidaux et de dysphorie que les antipsychotiques classiques. Il a été proposé que l’efficacité des antipsychotiques atypiques soit expliqué par leur double action antagoniste aux récepteurs 5-HT2a et D2. Afin de mieux comprendre les mécanismes de ces médicaments, nous avons étudié leurs effets sur la récompense en utilisant le modèle d’autostimulation intracérébrale (ASI) chez le rongeur. Le but de la première étude était d’évaluer l’effet d’un antagoniste sélectif des récepteurs 5-HT2a, le M100907, sur la récompense et sur l’atténuation de la récompense induite par l’halopéridole. L’hypothèse était que l’atténuation de la récompense induite par l’ajout du M100907 à l’halopéridole serait similaire à celle induite par la clozapine. Dans une seconde étude, l’effet sur la récompense d’un agoniste partiel aux récepteurs D2, l’OSU-6162, a été caractérisé sous deux conditions : i) en condition de base et ii) lorsque la neurotransmission dopaminergique est altérée par l’administration systémique de quinpirole, un agoniste des récepteurs D2/D3. Les hypothèses étaient que l’OSU-6162 i) atténuerait la récompense induite par la stimulation et ii) empêcherait l’atténuation et la facilitation de la récompense induites par le quinpirole. Les données obtenues montrent que le M100907 n’altère pas la récompense par lui-même mais réduit l’atténuation de la récompense induite par l’halopéridole. La co-administration du M100907 et de l’halopéridole induit une atténuation de la récompense d’amplitude similaire à celle induite par la clozapine, ce qui suggère que l’activité antagoniste aux récepteurs 5-HT2a de la clozapine contribue à son efficacité. Les données de la seconde étude montrent que l’OSU-6162 atténue la récompense, de manière dose-dépendante, ainsi que la facilitation, mais pas l’atténuation de la récompense induite par le quinpirole. Cette dernière observation suggère que l’OSU-6162 agit comme un antagoniste fonctionnel aux récepteurs D2 post-synaptiques. Un ensemble de données suggèrent que le comportement d’ASI constitue un modèle valide permettant d’évaluer l’efficacité antipsychotique potentielle de nouvelles molécules. Le comportement d’ASI est atténué par les antipsychotiques cliniquement efficaces mais est peu ou pas modifié par des molécules dépourvues d’activité antipsychotique. Les données obtenues dans cette thèse permettent de supposer que l’OSU-6162 possède une activité antipsychotique de nature atypique, et cela sans altérer la neurotransmission sérotoninergique.

Étude en laboratoire du rêve de personnes atteintes de schizophrénie

La schizophrénie découle d’une modification du fonctionnement du cerveau et entraîne divers symptômes qui ont pour conséquence une altération de la perception de la réalité, des troubles cognitifs, et des dysfonctionnements sociaux et comportementaux. En plus des observations cliniques de jour, la schizophrénie montre également des signes nocturnes qui peuvent se manifester durant le rêve. Cette thèse vise à caractériser les rêves dans la schizophrénie et cherche à explorer les relations qui existent entre les caractéristiques du contenu onirique des personnes atteintes de schizophrénie et les symptômes de cette maladie. Pour ce faire, nous avons comparé diverses mesures de l’activité onirique recueillies auprès de 14 participants atteints de schizophrénie traités sous antipsychotiques atypiques et 15 participants témoins par le biais de questionnaires et de collectes de rêves en laboratoire à la suite d’éveils provoqués en sommeil paradoxal (SP) et en sommeil lent (SL). Les résultats obtenus au questionnaire révèlent que les participants atteints de schizophrénie rapportent un nombre de cauchemars plus élevé comparativement aux participants témoins. Les collectes en laboratoire démontrent une fréquence de rappel de rêves équivalente au sein des deux groupes de participants, indépendamment du stade de sommeil durant lequel elles sont effectuées. Les récits de rêves du SL des deux groupes de participants sont généralement plus courts et comprennent un nombre moins élevé d’items quantifiables comparativement à ceux du SP. Les récits de rêves recueillis en SP et en SL chez les participants atteints de schizophrénie s’avèrent plus courts que ceux des participants témoins et, lorsque le nombre de mots est pondéré, la plupart des différences observées dans le contenu de rêve entre les deux groupes tendent à disparaître. En comparaison aux participants témoins, ceux atteints de schizophrénie évaluent leurs rêves comme étant moins bizarres, en dépit d’un nombre équivalent d’éléments bizarres dans leurs récits. Finalement, bien qu’il n’y ait pas de différence dans la densité des mouvements oculaires rapides (MORs) entre les deux groupes de participants, seuls les participants témoins montrent une corrélation positive entre les MORs et certaines variables du contenu onirique. Les résultats de la présente thèse suggèrent que les caractéristiques du contenu onirique des personnes atteintes de schizophrénie peuvent refléter certaines des manifestations psychopathologiques de cette maladie.

Les effets d’un traitement chronique aux antipsychotiques sur la poursuite d’une récompense conditionnée

Les problèmes de toxicomanie sont très communs chez les schizophrènes. L’administration chronique d’antipsychotiques pourrait être impliquée dans cette cooccurrence en induisant une hypersensibilisation du système dopaminergique. Précédemment, nous avons démontré chez le rat qu’un traitement continu (via une mini-pompe osmotique sous-cutanée), et non pas intermittent (via des injections journalières sous-cutanées), avec l’halopéridol a augmenté la capacité de l’amphétamine à potentialiser un comportement de recherche de récompense. Dans cette étude, nous avons étudié les effets d’un antipsychotique atypique soit l’olanzapine comparé à l’halopéridol. Un traitement continu avec l’halopéridol, et non pas l’olanzapine, a augmenté la capacité de l’amphétamine de potentialiser la poursuite d’une récompense conditionnée (lumière/son préalablement associés à l’eau). De plus, un traitement continu avec l’halopéridol a augmenté l’induction par l’amphétamine de l’activité locomotrice et l’expression d’ARNm pour le c-fos (marqueur fonctionnel d’activité cellulaire) dans le caudé-putamen. Donc, un traitement continu avec un antipsychotique typique, et non pas atypique, a augmenté les caractéristiques motivationnelles attribuées à un stimulus neutre. Ceci est potentiellement lié à au développement d’un état de sensibilisation comportementale aux effets de l’amphétamine et à une augmentation de la capacité de l’amphétamine de susciter la modulation de l’activité du caudé-putamen. Ainsi, un antipsychotique typique tel que l’halopéridol semble modifier les circuits de la récompense de façon à contribuer à des comportements caractérisés par une recherche et une consommation de drogues d’abus alors qu’un antipsychotique atypique tel que l’olanzapine aurait moins tendance à le faire. Nous suggérons que les antipsychotiques atypiques pourraient être une meilleure option chez les patients schizophrènes à risque d’avoir un trouble de consommation de drogues d’abus ou de toxicomanie.

La quétiapine dans le traitement des troubles liés à l’utilisation de substances psychoactives.

Contexte Les troubles liés à l’utilisation de substances psychoactives (TUS) sont associés à une variété de troubles psychiatriques entre autre une instabilité comportementale et affective. Plusieurs études suggèrent que les antipsychotiques atypiques peuvent être utiles dans le traitement de la toxicomanie. L’objectif principal de la présente étude à devis ouvert est d’évaluer l’efficacité de la quétiapine sur les variables reliés à la toxicomanie chez des poly-toxicomanes sans psychose comorbide entrant en désintoxication. Méthodes Dans le cadre d’une étude pharmacologique à devis ouvert d’une durée de 12 semaines, trente-trois polytoxicomanes entrant en désintoxication et répondant à un ou plusieurs critères d’abus/dépendance à une substance du DSM-IV ont été recrutés. Les patients présentant un autre trouble comorbide à l’Axe I ont été exclus. Les envies de consommer, les quantités consommées, les jours de consommation ainsi que la sévérité de la toxicomanie ont été évalués au point de départ (semaine 0) et à la fin de l’étude (semaine 12). Les symptômes psychiatriques et dépressifs furent aussi évalués. Résultats 26 des 33 patients complétèrent plus de 9 semaines de traitement. Les résultats relatifs à la dernière observation reportée (LOCF) ont montré une amélioration significative des envies de consommer, des quantités consommées, des jours de consommation, de la sévérité de la toxicomanie et des symptômes psychiatriques et dépressifs. Conclusions Nos résultats ne peuvent être attribués en soi aux effets pharmacologiques de la quétiapine, et ce compte tenu d’abord du type d’étude à devis ouvert à laquelle nous avons procédée, ainsi que le petit nombre de sujets impliqués et enfin le fait que les participants étaient impliqués dans une thérapie intensive. Ceci dit, nos résultats suggèrent quand même que la quétiapine peut être bénéfique dans le traitement des toxicomanes entrant en désintoxication. Des études randomisées sont de mises pour déterminer la pertinence de ces résultats.