Stanford-onderzoek identificeert zes depressiebiotypen voor gepersonaliseerde behandeling

In de nabije toekomst kan snelle beeldvorming van de hersenen mogelijk worden gebruikt om te screenen op depressie en zo de beste behandeling te bepalen.

Een combinatie van hersenscans en machine learning kan subtypen van depressie en angst identificeren, volgens een nieuwe studie onder leiding van wetenschappers van Stanford Medicine. De studie, die gepubliceerd zal worden in het tijdschrift Nature Medicine, verdeelt depressie in zes biologische subtypen, of 'biotypen', en identificeert welke behandelingen meer of minder effectief zijn voor drie van die subtypen.

De behoefte aan betere methoden voor behandelingsselectie

Er is dringend behoefte aan betere methoden om behandelingen op maat te maken, aldus hoofdauteur van de studie Lynn Williams, PhD, hoogleraar psychiatrie en gedragswetenschappen en directeur van het Center for Precision Psychiatry and Well-Being aan Stanford Medicine. Williams, die in 2015 haar partner verloor aan een depressie, heeft zich gericht op baanbrekend onderzoek in precisiepsychiatrie.

Ongeveer 30% van de mensen met een depressie heeft een zogenaamde therapieresistente depressie, wat betekent dat meerdere medicijnen of therapieën hun symptomen niet hebben kunnen verbeteren. Bij twee derde van de mensen met een depressie slaagt de behandeling er niet in om de symptomen volledig te elimineren tot een gezond niveau.

Dit komt deels doordat er geen betrouwbare manier is om te bepalen welk antidepressivum of welke therapie een specifieke patiënt zal helpen. Medicijnen worden voorgeschreven door middel van trial-and-error, dus het kan maanden of jaren duren voordat een effectieve behandeling gevonden is, als die überhaupt gevonden wordt. En het langdurig proberen van verschillende behandelingen zonder verlichting kan de depressiesymptomen verergeren.

"Het doel van ons werk is om erachter te komen hoe we het in één keer goed kunnen doen. Het is erg frustrerend om in de depressiesector te werken en geen beter alternatief te hebben dan een standaardaanpak", aldus Dr. Williams.

Biotypen voorspellen de respons op behandeling

Om de biologie van depressie en angst beter te begrijpen, evalueerden Williams en haar collega's 801 deelnemers aan het onderzoek die eerder de diagnose depressie of angst hadden gekregen. Ze gebruikten hiervoor een beeldvormende techniek genaamd functionele MRI (fMRI) om de hersenactiviteit te meten. Ze scanden de hersenen van de vrijwilligers in rust en terwijl ze verschillende taken uitvoerden om hun cognitieve en emotionele functioneren te testen. De wetenschappers richtten zich op hersengebieden en de verbindingen daartussen waarvan al bekend is dat ze een rol spelen bij depressie.

Met behulp van clusteranalyse, een machine learning-aanpak om beelden van de hersenen van patiënten te groeperen, identificeerden ze zes verschillende activiteitspatronen in de onderzochte hersengebieden.

De onderzoekers wezen 250 deelnemers aan het onderzoek willekeurig toe aan een van de drie veelgebruikte antidepressiva of gedragstherapie. Patiënten met één subtype, gekenmerkt door verhoogde activiteit in cognitieve hersengebieden, reageerden het beste op het antidepressivum venlafaxine (ook bekend als Effexor) in vergelijking met andere biotypen. Patiënten met een ander subtype, wier hersenen in rust een verhoogde activiteit vertoonden in drie gebieden die verband houden met depressie en probleemoplossing, reageerden beter op gedragstherapie. En patiënten met een derde subtype, met verminderde activiteit in rust in een hersencircuit dat de aandacht reguleert, hadden minder kans op verbetering van symptomen door gedragstherapie in vergelijking met andere biotypen.

Belang van de studie

"Voor zover wij weten, is dit de eerste keer dat we hebben kunnen aantonen dat depressie kan worden verklaard door verschillende afwijkingen in de hersenfunctie", aldus Williams. "Dit is in wezen een demonstratie van een gepersonaliseerde medische benadering van geestelijke gezondheid, gebaseerd op objectieve metingen van de hersenfunctie."

In een andere recente studie toonden Williams en haar team aan dat het gebruik van fMRI om de hersenen in beeld te brengen hun vermogen verbetert om mensen te identificeren die waarschijnlijk zullen reageren op antidepressiva. In deze studie richtten de onderzoekers zich op een subtype dat ze het cognitieve biotype van depressie noemen, dat meer dan een kwart van de mensen met een depressie treft en minder snel reageert op standaard antidepressiva. Door mensen met het cognitieve biotype te identificeren met behulp van fMRI, voorspelden de onderzoekers de kans op remissie bij 63% van de patiënten nauwkeurig, vergeleken met 36% zonder hersenbeeldvorming. Deze verbeterde nauwkeurigheid betekent dat artsen eerder de juiste behandeling voorschrijven. De onderzoekers onderzoeken nu nieuwe behandelingen voor dit biotype in de hoop meer opties te vinden voor mensen die niet reageren op standaard antidepressiva.

Verder onderzoek naar depressie

Verschillende biotypen correleerden ook met verschillen in symptomen en taakprestaties tussen deelnemers aan het onderzoek. Zo hadden degenen met verhoogde activiteit in cognitieve hersengebieden hogere niveaus van anhedonie (het onvermogen om plezier te ervaren) dan andere biotypen; ze presteerden ook slechter op taken met betrekking tot executieve functies. Degenen met het subtype dat het beste reageerde op gedragstherapie maakten ook fouten bij taken met betrekking tot executieve functies, maar presteerden wel goed op cognitieve taken.

Eén van de zes biotypes die in het onderzoek werden geïdentificeerd, vertoonde geen waarneembare verschillen in hersenactiviteit in de afgebeelde gebieden vergeleken met de activiteit bij mensen zonder depressie. Williams denkt dat ze waarschijnlijk niet alle hersenbiologie die aan de stoornis ten grondslag ligt, hebben onderzocht. Hun onderzoek richtte zich op gebieden waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij depressie en angst, maar er kunnen zich in dat biotype ook andere vormen van disfunctie voordoen die de beeldvorming niet heeft vastgelegd.

Williams en haar team breiden de beeldvormingsstudie uit met meer deelnemers. Ze wil ook meer behandelingen testen voor alle zes biotypen, waaronder medicijnen die traditioneel niet voor depressie worden gebruikt.

Haar collega Laura Hack, MD, PhD, universitair docent psychiatrie en gedragswetenschappen, is de beeldvormingstechniek in haar klinische praktijk bij Stanford Medicine gaan gebruiken via een experimenteel protocol. Het team wil ook eenvoudig te implementeren standaarden voor de methode opstellen, zodat andere professionals in de geestelijke gezondheidszorg deze ook kunnen implementeren.

"Om het vakgebied echt richting precisiepsychiatrie te bewegen, moeten we de behandelingen identificeren die waarschijnlijk het meest effectief zijn voor patiënten en ze zo snel mogelijk met die behandelingen laten beginnen", aldus Ma. "Informatie over hun hersenfunctie, met name de bewezen kenmerken die we in deze studie hebben beoordeeld, zal helpen bij het bepalen van preciezere behandelingen en voorschriften voor individuen."