Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Accelerated immunosenescence, the glial S100B protein and error-monitoring in remitted depression: A study to identify new candidates for state markers of depression

Karabatsiakis, Alexander

1. Accelerated immunosenescence in depression   This study was performed to test whether accelerated immunosenescence can be demonstrated in selected cells of the primary immune response of depressed patients, namely CD4+, CD8+ and CD20+ lymphocytes, by quantitative in situ hybridization. The results showed significant telomere shortening in remitted depressed in comparison to age-matched healthy subjects in all three lymphocyte populations. Additionally, telomere erosion was found stronger in remitted depressed with more than one past depressive episode in comparison to healthy controls than for depressed with a single past depressive episode, but the reliability of this preliminary finding needs to be further elaborated.     2. The ERN in remitted depression: a possible electrophysiological state marker of depression   The Error-related negativity is an event-related potential that is significantly altered in acute depression. In this study it was tested whether this EEG component could be used as a state marker of depression, because no data about the ERN characteristics in remitted depression were available. The hypothesis of this study suggests that the ERN shows a normalization and therefore a recovery in comparison to an age-matched control group and that this recovery would electrophysiologically represent the status of clinical remission. The statistical examination and the group-wise comparison of the electrophysiological data did not show any significant abnormalities and therefore provide first preliminary evidence for this hypothesis. The results of this study support the idea that the ERN might be an electrophysiological state marker of depression. To strengthen this preliminary finding, further studies should investigate the role of the ERN as a state marker of depression.     3. The glial S100B protein in remitted depression   The neuroprotective protein S100B shows significantly altered serum levels in acute depression. It has been suggested that relatively high S100B serum levels might correspond to neuronal growth and synaptogenesis during synaptic remodeling in depressive patients. Relatively little data is available about the S100B serum levels in remitted depression. In this part of the study S100B in serum was estimated and the values were compared between remitted depressed and age-matched healthy controls. The results showed a total normalization of the S100B serum levels in remitted depressed. This finding is in line with the hypothesis of the study that the normalization of S100B reflects recovery from the disease and therefore S100B levels might be a serological state marker of depression. The reliability of this initial finding will be further tested in following studies. Previous studies of our group have shown that S100B also influences memory performance as revealed by electrophysiological investigation using a word-recognition paradigm. Remitted depressed patients with moderately increased S100B serum levels show a normal “old/new-effect” in contrast to a reduced “old/new-effect” in patients with normal S100B levels compared to aged-matched controls. Conceptually related to this previous finding, the experimental results of the present study did not point towards an influence of S100B on error-monitoring processes and their electrophysiological correlate, the ERN, and therefore this processing might not be influenced by S100B at least in remitted depression. The results of this study point to the view that error-monitoring shows a more profound recovery in remitted depression in contrast to memory processes. The S100B serum differences did neither show an influence on the ERN for incorrect responses nor the difference between correct/incorrect responses. Therefore it can be concluded that the findings of an association between S100B levels and memory cannot be extended to error-monitoring processes. In summary, this study provides first data that clinical remission is represented by both a normalization of the ERN and S100B in serum. Both factors could represent biological state markers of depression. This idea will be further investigated in following studies.

1. Beschleunigte Immunoseneszenz in der Depression   Diese Studie wurde durchgeführt um zu testen, ob eine beschleunigte Immunoseneszenz in ausgewählten Zellen der primären Immunantwort, namentlich CD4+, CD8+ und CD20+ Lymphocyten, mittels quantitativer in situ Hybridisierung gezeigt werden kann. Die Ergebnisse zeigten eine signifikante Verkürzung der Telomere in allen drei untersuchen Lymphozyten-Populationen von remittiert Depressiven im Vergleich zu altersgleichen, gesunden Kontrollen. Zusätzlich zeigte sich, dass die Telomererosion im Vergleich zu gesunden Kontrollen bei remittiert Depressiven mit mehr als einer zurückliegenden depressiven Episode stärker war als für remittiert Depressive mit nur einer Episode. Die Reliabilität dieses ersten Ergebnisses muss durch Folgestudien weiter bekräftigt werden.     2. Die ERN in der remittierten Depression: ein möglicher elektrophysiologischer Statusmarker der Depression   Die “Error-related negativity” ist ein Ereignis-korreliertes Potential, welches in der akuten Depression signifikant verändert ist. In dieser Studie wurde untersucht, ob diese Komponente als Statusmarker der Depression genutzt werden kann, da bislang keine Daten zur ERN-Charakteristik in der Remission verfügbar sind. Die Hypothese dieser Studie ging davon aus, dass die ERN in der klinischen Remission eine Normalisierung im Vergleich zu einem altersgleichen Kontrollkollektiv zeigt, die demnach den Status der klinischen Remission repräsentieren würde. Die statistische Auswertung und der gruppenweise Vergleich der elektrophysiologischen Daten zeigte keine signifikanten Veränderungen und liefert daher erste Hinweise für diese Hypothese. Die Ergebnisse dieser Studie unterstützen demnach die Annahme, dass die ERN ein elektrophysiologischer Statusmarker der Depression ist. Um diese vorläufigen Ergebnisse zu bekräftigen, werden nachfolgende Studien die Rolle der ERN als Statusmarker der Depression weiterführend untersuchen.     3. Das gliale Protein S100B in der remittierten Depression   Das neuroprotektive Protein S100B zeigt in der akuten Depression signifikant erhöhe Werte in Serum. Es ist postuliert worden, dass ein relativ erhöhter S100B-Spiegel bei depressiven Patienten neuronalem Wachstum und Synaptogenese-Prozessen während synaptischer Remodellierungsereignisse entspricht. Die Veränderungen des S100B-Spiegels in der klinischen Remission sind relativ unbekannt. In diesem Studienabschnitt wurde der Serumspiegel von S100B bestimmt und die Werte zwischen remittiert Depressiven und altergleichen, gesunden Kontrollen verglichen. Die Ergebnisse zeigten für eine Normalisierung von seralem S100B bei remittiert Depressiven. Dieses Ergebnis stimmt mit der Hypothese der Studie überein, dass eine Normalisierung von S100B eine Genesung reflektiert und daher S100B ein serologischer Statusmarker der Depressions sein könnte. Die Reliabilität dieses initialen Ergebnisses wird in Folgestudien weiterführend untersucht werden. Vorläuferstudien unserer Gruppe haben zudem gezeigt, dass S100B auch Gedächtnisleistungen beinflusst, wie es in elektrophysiologische Studien unter Verwendung eines Wortwiedererkennungs-Paradigmas gezeigt werden konnte. Remittiert depressive Patienten mit moderat erhöhten S100B Serumwerten zeigten einen im Vergleich zu gesunden Kontrollen normalen “Alt/Neu-Effekt” im Gegensatz zu einem nur reduzierten “Alt/Neu-Effekt” bei remittiert Depressiven mit normalem S100B-Spiegel in Serum. In dieser konzeptionell an der Vorläuferstudie orientierten Studie konnte kein Einfluß von S100B auf Fehlerwahrnehmungsprozesse und deren elektrophysiologisches Korrelat, die ERN, gezeigt werden. Demnach sind Fehlerwahrnehmungsprozesse bei remittiert Depressiven nicht mit dem S100B-Spiegel in Serum assoziiert. Die Ergebnisse dieser Studie weisen darauf hin, dass die Fehlerwahrnehmung eine verstärkte Genesung in der remittierten Depression zeigt im Vergleich zu den Ergebnissen zu Gedächtnisfunktionen. Die Differenzierung anhand des S100B-Serumspiegels zeigte weder einen Einfluß auf die ERN für falsche Antworten noch für die Differenz von korrekten zu falschen Antworten. Hieraus kann somit geschlossen werden, dass die für die Gedächtnisfunktionen gezeigte Assoziation des S100B-Spiegels auf Fehlerwahrnehmungsprozesse nicht erweitert werden kann.   Zusammenfassend weisen die Daten diese Studie darauf hin, dass die klinische Remission sowohl durch eine Normalisierung der ERN als auch des S100B-Serumspiegels repräsentiert ist. Beide Faktoren könnten demnach biologische Statusmarker der Depression darstellen. Dieser Befund wird in Folgestudien weiterführend untersucht werden.

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Karabatsiakis, Alexander: Accelerated immunosenescence, the glial S100B protein and error-monitoring in remitted depression: A study to identify new candidates for state markers of depression. Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

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