Major depressive disorder (MDD) is one of the most common mental disorders affecting people worldwide. With the risk to develop depression 2-5 times higher than the general population and a lifetime prevalence of 50% it is the most common comorbidity in multiple sclerosis (MS), a chronic autoimmune and neurodegenerative CNS disease. Over the last decades, evidence has been highlighting the role of inflammation in developing depressive symptoms. It is also plausible that different inflammatory profiles are associated with different subtypes of depression. Therefore, studying depressed patients with a comorbid inflammatory condition could provide a good example to investigate the inflammatory subtype of depression. Besides its well-established role in the pathophysiology of MDD, the stress in MS has also been discussed since the disease was described and there has been growing evidence that disease activity in MS is associated with stress. This PhD thesis investigated the immune correlates of depression in the context of background inflammation in MS patients with depression and the association between the cellular measure of immune system responsivity to stress hormones and neural stress processing in MS. We conducted a cross-sectional case-control study that enrolled MS patients with and without depression (N=45) as well as healthy controls (N=30). The study design combined clinical assessments, immunophenotyping, cell-specific quantification of stress hormone signalling in the immune system as well as brain imaging, which included an fMRI stress task to quantify central stress processing. Using clustering analysis of immunophenotyping data our results identified decreased CD4+CCR7low TCM cell frequencies as an immune correlate of MS-associated depression. These cell frequencies correlated with clinical measures of depression severity, specifically with affective symptoms of depression such as sadness, but not with MS severity, measured as disability or cognitive impairment. We also found that lower pe-ripheral CD4+CCR7low TCM cell frequencies were associated with lesion load, a measure of increased neuroinflammation. CD4+CCR7low TCM cell frequencies, however, were not associated with HPA axis activity, suggesting that identified immune correlate of depression is not secondary to stress system alterations. Further examination of cellular and CNS stress processing revealed that the activity of a network comprising the right anterior insula, right fusiform gyrus, left midcingulate and lingual gyrus was differentially associated with T cell glucocorticoid signalling across groups of MS patients and healthy controls and linked to disease severity indicating the importance of CNS-immune system crosstalk in MS.
Depressionen (Major Depression = MDD) gehören zu den weltweit häufigsten psychischen Störungen. Mit einem 2- bis 5-mal höheren Risiko, an einer Depression zu erkranken und einer Lebenszeitprävalenz von 50 % ist die Depression die häufigste Komorbidität bei Multipler Sklerose (MS), einer chronischen Autoimmun- und neurodegenerativen ZNS-Erkrankung. In den letzten Jahrzehnten wurde deutlich, dass Entzündungen bei der Entwicklung depressiver Symptome eine Rolle spielen könnten. Es wurde auch gezeigt, dass unterschiedliche Entzündungsprofile mit unterschiedlichen Subtypen von Depressionen assoziiert sind. Daher könnte die Untersuchung depressiver Patienten mit einer komorbiden entzündlichen Erkrankung wertvolle Erkenntnisse zum entzündlichen Subtyp der Depression liefern. Darüber hinaus wird Stress, neben seiner etablierten Rolle in der Pathophysiologie von MDD, auch als Einflussfaktor bei MS diskutiert und es gibt zunehmend Hinweise, dass die Krankheitsaktivität bei MS mit Stress assoziiert ist. Diese Doktorarbeit untersuchte die Immunkorrelate von Depressionen vor dem Hintergrund des Entzündungsgeschehens bei MS-Patienten mit Depressionen sowie den Zusammenhang zwischen der zellulären Stressreaktion des Immunsystems und der neuronalen Stressverarbeitung bei MS. Wir führten eine Fall-Kontroll-Querschnittsstudie durch, in die MS-Patienten mit und ohne Depression (N=45) sowie gesunde Kontrollpersonen (N=30) eingeschlossen wurden. Das Studiendesign kombinierte klinische Bewertungen mit Immunphänotypisierung, zellspezifischer Quantifizierung der Stressreaktion im Immunsystem sowie mit einem bildgebenden Verfahren, welches eine fMRI-basierte Stressaufgabe zur Quantifizierung der zentralen Stressverarbeitung im Gehirn beinhaltete. Clustering-Analysen der Immunphänotypisierungsdaten konnten eine verringerte CD4+CCR7low-TCM-Zellfrequenz als Immunkorrelat von MS-assoziierter Depression identifizieren. Diese Zellfrequenz korrelierte mit der Depressionsschwere, insbesondere mit affektiven Symptomen wie Traurigkeit, aber nicht mit dem Schweregrad der MS-Erkrankung oder der kognitiven Beeinträchtigung. Niedrigere periphere CD4+CCR7low-TCM-Zellfrequenzen waren mit der Läsionslast assoziiert, ein Maß für eine erhöhte Neuroinflammation. CD4+CCR7low-TCM-Zellfrequenzen waren jedoch nicht mit der Aktivität der HPA-Achse assoziiert, was darauf hindeutet, dass dieses Immunkorrelat der Depression nicht sekundär zu Veränderungen im Stresssystem auftritt. Eine weitere Untersuchung der zellulären und der ZNS-Stressverarbeitung ergab, dass die Aktivität eines Gehirn-Netzwerks, das die rechte vordere Insula, den rechten Gyrus fusiformis, den linken mittleren cingulären Kortex sowie den lingualen Gyrus umfasst, bei MS-Patienten und gesunden Kontrollpersonen unterschiedlich mit der T-Zell-Glukokortikoid-Signalübertragung assoziiert und zudem mit der Schwere der Erkrankung verknüpft ist, was die Bedeutung der ZNS-Immunsystem-Interaktion bei MS unterstreicht.
