Associations of brain structures with CYP2C19 and ABCB1 genotypes, psychological traits, and variability of psychotropic drug-induced weight gain

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Serval ID
serval:BIB_3C4A334222CF
Type
PhD thesis: a PhD thesis.
Collection
Publications
Institution
Title
Associations of brain structures with CYP2C19 and ABCB1 genotypes, psychological traits, and variability of psychotropic drug-induced weight gain
Author(s)
GROSU Claire
Director(s)
Eap Chin Bin
Codirector(s)
Draganski Bogdan
Institution details
Université de Lausanne, Faculté de biologie et médecine
Publication state
Accepted
Issued date
2023
Language
english
Abstract
The associations between psychological traits and biological factors have been considerably studied. In this context, to deepen our knowledge in the field, it is of interest to address the role of enzymes, such as CYP2C19, which is important for metabolizing drugs, xenobiotics, and endogenous compounds such as neurotransmitters and steroid hormones. Additionally, the role of transporters such as the P- glycoprotein (P-GP), which plays a significant role in facilitating the transfer of exogenous and endogenous compounds out of cellular compartments, should also be examined. Importantly, the activities of CYP2C19 and P-GP (encoded by the ABCB1 gene) may vary depending on genetic polymorphisms. The present thesis shows associations between genotypes (CYP2C19 and ABCB1) and psychological traits, such as depressed mood, as well as differences in the structure of the hippocampus, a brain region implicated in the pathophysiology of depression. The first study finds that the CYP2C19 genotype inducing poor metabolism is associated with better psychological, social, and occupational functioning throughout the individual’s lives. An association is also identified between the same genotype and volume of the subiculum, a subregion of the hippocampus. The second study demonstrates the associations between ABCB1 genotype and psychological scores linked to depressed mood, as well as the subiculum microstructure.
This thesis also investigates the metabolic effects of psychotropic medications, including weight gain, dyslipidemia, and insulin resistance, which increase the risk of cardiovascular diseases. The third study shows that variability of weight gain with treated early psychosis patients is associated with low impulsivity control. This study also demonstrates an association between weight gain and volumes and functional properties within brain regions of the impulsivity circuit, such as the frontal cortex and striatum. The fourth and last study examines weight gain and metabolic alterations induced by valproate, an antiepileptic drug prescribed for seizures, migraines, and bipolar disorders. The study shows an association between the daily dose of valproate and weight gain, suggesting that effective lowest doses should be prescribed to minimize metabolic effects.
In conclusion, this thesis provides valuable insights into the associations between genotypes (CYP2C19 and ABCB1), psychological traits, and characteristics of hippocampal subregions. Additionally, the thesis contributes to a better understanding of the variability of metabolic effects of psychotropic drugs. This variability could be possibly explained, among multiple other factors, by volume variabilities of specific brain regions and the prescribed doses of the drugs.
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Les associations entre les traits psychologiques et les facteurs biologiques ont été largement étudiées. Dans ce contexte, afin d’approfondir davantage nos connaissances dans ce domaine, il est particulièrement intéressant d’étudier le rôle d’enzymes telles que le CYP2C19, qui est importante pour le métabolisme des médicaments, des xénobiotiques et des composés endogènes comme les neurotransmetteurs et les hormones stéroïdiennes. Par ailleurs, le rôle des transporteurs tels que la glycoprotéine-P (PG-P), qui joue un rôle significatif dans le transfert de composés exogènes et endogènes hors des compartiments cellulaires, doit également être examiné. Notamment, les activités du CYP2C19 et de la P-GP (codée par le gène ABCB1) peuvent varier en fonction des polymorphismes génétiques. La présente thèse montre des associations entre les génotypes (CYP2C19 et ABCB1) et les traits psychologiques tels que l’humeur dépressive, ainsi que des différences dans la structure de l’hippocampe, une région du cerveau impliquée dans la physiopathologie de la dépression. La première étude révèle que le génotype CYP1C19 induisant un métabolisme réduit est associé à de meilleures fonctions psychologiques, sociales et professionnelles tout au long de la vie des individus. De plus, une association est identifiée entre ce même génotype et les volumes du subiculum, une sous-région de l’hippocampe. La deuxième étude met en évidence des associations entre le génotype ABCB1 et les traits psychologiques liés à l’humeur dépressive, ainsi que la microstructure du subiculum.
De plus, cette thèse examine également les effets secondaires métaboliques des psychotropes, notamment la prise de poids, la dyslipidémie et la résistance à l’insuline, qui augmentent le risque de maladies cardiovasculaires. La troisième étude montre que la variabilité de la prise de poids chez les patients traités qui sont atteints de psychose précoce est associée à un faible contrôle de l’impulsivité. Cette étude montre également une association entre la prise de poids, les volumes et les propriétés fonctionnelles dans les régions cérébrales du circuit de l’impulsivité, telles que le cortex frontal et le striatum. La quatrième et dernière étude examine la prise de poids et les altérations métaboliques induites par le valproate, un médicament antiépileptique prescrit pour les convulsions, les migraines et les troubles bipolaires. Cette étude met en évidence une association entre la dose quotidienne de valproate et la prise de poids, suggérant que les doses efficaces les plus faibles devraient être prescrites pour minimiser les effets métaboliques.
En conclusion, cette thèse apporte des informations précieuses sur les associations entre les génotypes (CYP2C19 et ABCB1), les traits psychologiques et les caractéristiques des sous-régions de l’hippocampe. De plus, cette thèse contribue à une meilleure compréhension de la variabilité des effets métaboliques des psychotropes. Cette variabilité pourrait possiblement être expliquée, entre autres facteurs, par les différences de volume de régions cérébrales spécifiques et les doses prescrites des médicaments.
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Les associations entre les caractéristiques psychologiques et les facteurs biologiques ont été largement étudiées. Dans ce contexte, afin d’approfondir nos connaissances dans ce domaine, il est intéressant d’étudier le rôle d’enzymes comme le CYP2C19, qui joue un rôle dans la métabolisation des médicaments, des substances étrangères et des composés internes comme les messagers chimiques du cerveau et les hormones stéroïdiennes. Par ailleurs, il convient d’examiner le rôle des transporteurs tels que la glycoprotéine-P (P-GP), qui facilite l’expulsion des composés hors des cellules. Notamment, les activités du CYP2C19 et de la P-GP (codée par le gène ABCB1), peuvent changer en fonction des variations génétiques. Cette thèse examine comment les variations génétiques du CYP2C19 et de l’ABCB1 sont associées à des aspects psychologiques, comme les symptômes de type dépressif, ainsi qu’à des différences au sein d’une région du cerveau appelée hippocampe, qui joue un rôle dans la dépression. La première étude montre que les personnes ayant une variation spécifique du gêne CYP2C19, liée à une métabolisation plus lente, ont globalement de meilleures fonctions psychologiques, sociales et professionnelles tout au long de leur vie. De plus, une association est identifiée entre ce même génotype et les volumes du subiculum, une sous-région de l’hippocampe. La deuxième étude montre une association entre le gène ABCB1 et des scores mesurant les comportements de type dépressif, ainsi que la microstructure du subiculum.
De plus, cette thèse étudie les effets secondaires métaboliques des médicaments psychotropes, tels que la prise de poids et les problèmes de lipides et d’insuline, pouvant augmenter les risques de maladies cardiaques. La troisième étude révèle que les variations de prise de poids chez des patients souffrant de psychose précoce et prenant des psychotropes sont associées à un contrôle réduit de l’impulsivité, ainsi qu’à des caractéristiques de certaines parties du cerveau liées à ces comportements impulsifs. Enfin, une quatrième étude examine les effets métaboliques d’un médicament appelé valproate, prescrit pour des crises d’épilepsie, des migraines et des troubles bipolaires. Elle montre une association entre la dose quotidienne de ce médicament et la prise de poids, suggérant que des doses efficaces les plus faibles pourraient limiter les effets indésirables.
En conclusion, cette thèse fournit des informations précieuses sur les associations entre les variations génétiques (CYP2C19 et ABCB1), les traits psychologiques, et les caractéristiques des sous-régions de l’hippocampe. De plus, cette thèse contribue à une meilleure compréhension de la variabilité des effets métaboliques des psychotropes. Cette variabilité pourrait être expliquée, entre autres facteurs, par les différences de volume de régions cérébrales spécifiques et les doses prescrites des médicaments.
Create date
08/02/2024 12:57
Last modification date
21/03/2024 12:31
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