Cortisol as a potential pharmacological booster to enhance treatment for PTSD

Abstract

Trauma exposure is associated with an increased risk for posttraumatic stress disorder (PTSD), which is associated with high long-term stress and severe impairment of everyday functioning. Although exposure-based psychotherapy is effective, the treatment typically has a high dropout rate, and many patients still suffer from PTSD after treatment. Thus, there is a high need for optimizing PTSD treatment. Cortisol, a glucocorticoid, has been shown to modulate memory processes: cortisol facilitates memory consolidation but inhibits memory retrieval of previously learned emotional material. Hence, cortisol has been put forward as a pharmacological option to boost PTSD treatment in two ways: continuous cortisol administration has been proposed to inhibit intrusive memories based on the cortisol inhibition effect and combining single cortisol administrations with exposure therapy should enhance therapy outcome for PTSD patients due to the enhancing effect of cortisol on memory consolidation. However, experimental studies investigating these two proposed effects of cortisol in the context of PTSD research are scarce. The first study addressed the question if repeated cortisol administration inhibits experimentally induced intrusions and recognition memory in a trauma-film-paradigm. In a randomized double-blind design, participants were exposed to a traumatic film and received either a low dose of cortisol or placebo for three days following “trauma exposure”. Contrary to our predictions, the cortisol group did not have fewer intrusions than the placebo group, nor did it show diminished performance on the recognition test. Our results indicate that solely administering cortisol after a traumatic experience cannot reduce intrusive re-experiencing. In the second study, we aimed to examine the influence of cortisol administration on fear extinction. Fear extinction is thought to be one of the memory processes underlying exposure therapy. In a randomized double-blind design, participants completed to a fear-conditioning-paradigm (acquisition, extinction and reinstatement) on three consecutive days, with neutral faces as conditioned stimuli (CS) and traumatic film clips as unconditioned stimuli (US). Immediately after extinction, participants received one dose of either cortisol or placebo. Our results show a reduction of the return of fear (ROF) during the reinstatement test for US-expectancy and fear potentiated startle (FPS) in the cortisol group, but not in the placebo group. The results of valence ratings point in the same direction, whereas we did not find a cortisol treatment effect for skin conductance response (SCR). Nevertheless, these results emphasize the enhancing effect of cortisol on memory consolidation, in particular on fear extinction, and thus support the idea that cortisol might be a useful exposure treatment adjunct.

Nach Erleben eines traumatischen Ereignisses entwickeln viele Betroffene eine Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS), welche mit einer hohen Langzeitbelastung und einer schweren Beeinträchtigung des alltäglichen Funktionsniveaus der Betroffenen einhergeht. Die Behandlung der PTBS erfolgt mit Expositions-basierten Elementen der Psychotherapie. Trotz dieses evidenzbasierten Ansatzes brechen viele die Behandlung vorzeitig ab und ein beachtlicher Teil der Betroffenen leidet nach der Behandlung noch unter Symptomen der PTBS. Es besteht daher ein hoher Bedarf, die Behandlung der PTBS weiter zu optimieren. Cortisol, ein körpereigenes Glucocorticoid, wird dafür in Betracht gezogen. Aus der experimentellen Gedächtnisforschung ist bekannt, dass Cortisol Gedächtnisprozesse moduliert. Es verbessert die Gedächtniskonsolidierung und hemmt den Abruf von zuvor gelerntem emotionalem Material. Auf Grundlage dieser zwei Wirkmechanismen wird Cortisol als eine pharmakologische Option zur Verbesserung der PTBS-Behandlung diskutiert. Es gibt zwei Ideen über die Wirkung des Cortisol im Kontext der PTBS Behandlung: durch eine kontinuierliche Cortisol-Gabe sollen spontane, sich aufdrängende Erinnerungen gehemmt werden, was auf den Inhibitionseffekten des Cortisols beruht. Durch eine Kombination der Cortisol-Gabe mit Expositionstherapie soll das Therapieergebnis für PTSD-Patienten verbessert werden, da es eine verstärkende Wirkung (Cortisol-Verbesserungseffektes) auf die Konsolidierung hat. Es fehlen allerdings bisher experimentelle Studien, die diese beiden Wirkungen in Bezug auf die PTBS untersuchen. Die erste Studie untersucht im Rahmen eines Trauma-Film-Paradigmas, ob eine wiederholte Cortisol-Gabe experimentell induzierte Intrusionen sowie die explizite Erinnerung an das „Trauma“ hemmt. In einem randomisiert, doppelblinden Design wurden den Probanden Filme mit traumatischem Inhalt präsentiert. Im Anschluss erhielten die Probanden entweder an den drei folgenden Tagen nach der "Trauma-Exposition" eine niedrige Dosis Cortisol oder ein Placebo. Entgegen unserer Annahme berichtete die Cortisol-Gruppe nicht weniger Intrusionen als die Placebo-Gruppe, noch zeigten sie eine verminderte Erinnerungsleistung bezüglich der einzelnen Filmelemente. Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass eine alleinige Cortisol-Gabe unmittelbar nach einem traumatischen Erlebnis Intrusionen nicht reduzieren kann. In der zweiten Studie wurde der Einfluss einer Cortisol-Gabe auf die Konsolidierung des Extinktionslernens in einem Konditionierungsexperiment untersucht. Das Extinktionslernen stellt einen der relevanten Mechanismen der Expositionstherapie dar. In einer randomisierten, doppelblinden Studie durchliefen die Teilnehmer an drei aufeinanderfolgenden Tagen ein Furchtkonditionierungs-Paradigma mit Akquisition, Extinktion und Reinstatement. Als konditionierte Stimuli (KS) wurden neutrale Gesichtern verwendet und als unkonditionierte Stimuli (US) traumatische Filmclips. Unmittelbar nach der Extinktion wurden den Probanden entweder eine Dosis Cortisol oder ein Placebo verabreicht. In Übereinstimmung mit unserer Annahme zeigte die Cortisol-Gruppe im Vergleich zur Placebo-Gruppe eine geringere Rückkehr der Angst während des Reinstatements. Dies äußerte sich in der Cortisol-Gruppe durch reduzierte US-Erwartungs-Ratings sowie einem verringerten Startle-Reflexes. Des Weiteren weisen die Ergebnisse der Valenz-Ratings der KS in die gleiche Richtung. Allerdings konnten wir keinen Einfluss bei der Hautleitfähigkeit finden. Zusammengefasst weisen die Ergebnisse der zweiten Studie auf die verstärkende Wirkung von Cortisol auf die Gedächtniskonsolidierung, insbesondere auf die Extinktion, hin. Die Idee, dass Cortisol eine nützliche Begleitbehandlung zur Expositionstherapie sein könnte, wird somit gestützt.