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Prof. Dr. Matthias Emanuel Liechti

Department of Pharmaceutical Sciences
Profiles & Affiliations

Pharmakologie

Matthias E. Liechti is the head of the Clinical Pharmacology Division and a professor for clinical pharmacology and internal medicine at the University Hospital Basel. With his psychopharmacology research group at the Departments of Biomedicine and Clinical Research, Matthias Liechti investigates the pharmacology of psychoactive substances both in vitro and in humans. The group is best known for the work on the acute effects of MDMA (ecstasy) and psychedelics including LSD, psilocybin, DMT, and mescaline in humans. The team also characterizes the pharmacology of the constantly emerging novel psychoactive substances (designer drugs) using in vitro methods. In experimental clinical studies, the team investigates the clinical pharmacology of psychedelics and MDMA. The team also conducted Pharmaco-fMRI studies and phase 2 studies with LSD in patients with anxiety disorder, major depression, cluster headache, and ADHD in collaboration with the respective disease specialists. The group closely collaborates with other academic researchers in Switzerland and with pharmaceutical companies. 


Selected Publications

Holze, Friederike, Singh, Nirmal, Liechti, Matthias E., & D’Souza, Deepak Cyril. (2024). Serotonergic Psychedelics: A Comparative Review of Efficacy, Safety, Pharmacokinetics, and Binding Profile. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging, 9, 472–489. https://doi.org/10.1016/j.bpsc.2024.01.007

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Holze, Friederike, Gasser, Peter, Müller, Felix, Dolder, Patrick C., & Liechti, Matthias E. (2023). Lysergic Acid Diethylamide–Assisted Therapy in Patients With Anxiety With and Without a Life-Threatening Illness: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Phase II Study. Biological Psychiatry, 93, 215–223. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2022.08.025

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Hysek, C. M., Simmler, L. D., Nicola, V. G., Vischer, N., Donzelli, M., Krahenbuhl, S., Grouzmann, E., Huwyler, J., Hoener, M. C., & Liechti, M. E. (2012). Duloxetine inhibits effects of MDMA (“ecstasy”) in vitro and in humans in a randomized placebo-controlled laboratory study. PLoS ONE, 7(5). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0036476

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Selected Projects & Collaborations

Project cover

Differential effects of classic serotonergic hallucinogens: pharmacokinetics-pharmacodynamics, pharmaco-fMRI, and role of 5-HT2 receptors

Research Project  | 1 Project Members

LSD, Psilocybin und Meskalin sind Halluzinogene welche wegen ihrer bewusstseinsverändernden Wirkung konsumiert werden. LSD und Psilocybin werden zudem untersucht als Medikamente für Patienten mit z.B. Depression. Die pharmakologischen Eigenschaften dieser Substanzen sind beim Menschen noch ungenügend studiert. Daher untersuchen wir in einer ersten Placebo-kontrollierten Studie die Wirkung verschiedener Dosen von LSD (0, 25, 50, 100, 200 µg) bei 16 gesunden Versuchspersonen. Dabei erhält jede Versuchsperson jede Dosis in zufälliger Reihenfolge. Zudem wird der Wirkmechanismus am Serotonin 5-HT 2 Rezeptor getestet indem wir den Rezeptor vor der Gabe einer hohen LSD Dosis blockieren und sehen ob die Wirkung damit auch blockiert werden kann. Sollte sich z.T. die Wirkung nicht ganz aufheben lassen, können andere Rezeptoren auch eine Rolle spielen. Tatsächlich bindet LSD auch an Serotonin 5-HT1 und Dopamine D1 und D2 Rezeptoren. Während LSD vor allem früher in der psychiatrischen Forschung verwendet wurde, wird aktuell primär Psilocybin untersucht. Die pharmakologischen Effekte von LSD und Psilocybin könnten unterschiedlich sein. Dies wurde bis anhin nicht geprüft. Daher werden wir in einer zweiten Studie verschiedene Dosen LSD (100 and 200 µg) und Psilocybin (15 and 30 mg) direkt miteinander vergleichen bei 30 gesunden Versuchspersonen. Dies wird Auskunft geben zur Wirkung beider Substanzen, zu Unterschieden und zur Vergleichbarkeit der Dosierung. Zu LSD und Psilocybin fehlen viele pharmakologische Daten. So werden wir den Abbau und die Ausscheidung von LSD und Psilocybin untersuchen und wie lange diese Substanzen in welchen Konzentrationen im Körper nachweisbar sind. Dies ist z.B. aus legalen Gründen wichtig. In einer dritten Studie werden wir drei verschiedene serotonerge Halluzinogene miteinander vergleichen und auch ihre Effekte auf die Hirnfunktion und Gefühlsverarbeitung mittels Emotionstests und funktioneller Hirnbildgebung (fMRI)untersuchen. Die Untersuchung verwendet ein verblindetes Cross-over-Design (LSD [100 µg], Psilocybin [15 mg], Meskalin [300 mg]) and Placebo) bei 30 gesunden Personen. Es werden psychometrische Messungen erfolgen und Tests von Emotionsverarbeitung und funktionellen Hirnvernetzung. Hinzu kommen Messungen von autonomen Funktionen, Hormonmessungen und Messungen der Substanzkonzentrationen und Tests wie diese mit den Effekten in Verbindung stehen (PK-PD Modellierung). Insgesamt werden diese Studien ein neues und einzigartiges pharmakologisches Datenset generieren zur Pharmakolgie von drei klassischen Halluzinogenen. Die Studien werden unser Verständnis bereichern bezüglich der Entstehung von veränderten Bewusstseinszuständen. Die Daten sind wichtig für die Psychologie, Psychiatrie, und forensischer Toxikologie. Auch werden Grundlage geschaffen für die Entwicklung von Medikamenten.

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Effects of psychoactive substances on emotion processing in humans: role of serotonin, dopamine and 5-HT2A receptors

Research Project  | 2 Project Members

Die hirnchemischen Prozesse, welche Gefühle hervorrufen und die Wirkung von psychoaktiven Substanzen vermitteln sind ungenügend untersucht. Von speziellem Interesse sind die Neurotransmitter Serotonin und Dopamin sowie die Serotonin 5-HT2A Rezeptoren, da diese durch psychoaktive Drogen und Medikamente stimuliert werden. MDMA (Ecstasy) setzt im Gehirn Serotonin frei und löst angenehme Gefühle aus. MDMA wird als Freizeitdroge missbraucht aber auch als Medikament in der Behandlung post-traumatischer Stressstörungen untersucht. Stimulanzien wie Methylphenidat (Ritalin) und Modafinil aktivieren das Dopaminsystem und werden als Neuroenhancer und Medikamente verwendet. LSD und Psilocybin sind Psychedelika welche die 5-HT2A Rezeptoren aktivieren und sowohl als Drogen verwendet werden, wie auch als Medikamente für die Behandlung von Angst untersucht werden. Im vorliegenden Projekt wird untersucht, wie diese psychoaktive Substanzen die Gefühlsverarbeitung beim Menschen beeinflussen. Dabei wird die Wirkung von MDMA, Methylphenidat, Modafinil und Placebo auf in einer Crossover-Studie bei 24 gesunden Personen untersucht. Eine weitere Studie untersucht Unterschiede in der Wirkung von MDMA, LSD, Placebo und Psilocybin ebenfalls bei 24 Personen. Durch die Verwendung dieser Substanzen erhalten die Forscher Einblick in die Rolle von Serotonin (5-HT Freisetzung und direkte 5-HT2A Rezeptor-Aktivierung) und Dopamin bei der Entstehung und Verarbeitung von Gefühlen. Folgende Tests werden durchgeführt: subjektive Gefühle mittels validierter Fragebogen , Hormone, Erkennen von Basisemotionen in Gesichtern, Messung von emotionaler und kognitiver Empathie, Soziale Wertorientierung im Verhaltenstest, funktionelle Magnetresonanzmessung im Hirnscanner (fMRI) zur Messung der Aktivität verschiedener Hirnzentern (BOLD Response) unter Ruhebedingungen (resting state) und währen der Gefühlsverarbeitung (Gesichtsemotionen) und dem Hirnblutfluss (ASL). Speziell werden Änderungen in der funktionellen Vernetzung des Gehirns erfasst. Die Hypothese ist, dass Substanzen welche das Serotonin-System aktivieren die Empathie und Prosozialiät steigern und die Wahrnehmung negativer Gefühle abschwächen sowie die Hirnaktivität im Angstzentrum (Amygdala) reduzieren. Dies ist die erste Studie zu Wirkunterschieden von MDMA, LSD und Psilocybin. Die Studie wird einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Wirkung psychoaktiver Subtanzen leisten und Einsicht in die Neurochemie der Gefühlsverarbeitung generell erlauben.

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The role of the dopamine/norepinephrine transporters (SLC6A3/2) and of genetic polymorphisms in the effects of MDMA (ecstasy)

Research Project  | 1 Project Members

Background: Abuse of amphetamine-type substances including MDMA (ecstasy) is prevalent in our society. MDMA releases serotonin (5-HT), norepinephrine (NE) and dopamine (DA) by interacting with the respective monoamine transporters. DA is implicated in the addictive properties of drugs of abuse and DA and NE possible also in drug-induced euphoria. 5-HT mediates many of the acute effects of MDMA. However, it is not clear whether DA/NE transporter (SLC6A3/2)-mediated DA/NE release contributes to the acute effects of MDMA in humans. In addition, marked interindividual differences exist in the euphoric response to psychostimulants and in the risk of developing drug addiction and polymorphisms in gens that code for monoamine transporters and receptors are likely to critically contribute to interindividual variations in the response to amphetamines including MDMA. Furthermore, MDMA is primarily metabolized by the polymorphic CYP 2D6 enzyme. Variance in the CYP2D6 geno- and phenotype may therefore be associated with interindividual differences in plasma concentrations and associated toxicity produced by MDMA. Aim: We aim to evaluate the role of the DA/NET transporter and genetic polymorphism in monoamine transporters/receptors and different CYPs including CYP2D6 in the human pharmacology and toxicology of MDMA. Method: In study 1, we will investigate the effects of a pretreatment with the DA/NE transporter inhibitor bupropion on the acute effects of MDMA in 16 healthy subjects using a randomized placebo-controlled four-period factorial study design. The primary hypothesis is that bupropion will reduce the positive mood effects of MDMA. Secondary outcomes include cardiovascular effects, emotion recognition, empathic effects, pupillometry, and neuroendocrine effects, pharmacokinetics of MDMA, and adverse effects. Failure to demonstrate inhibition of the response to MDMA by bupropion would support 5-HT as the primary mediator. After the completion of study 1 the data will be pooled with all our previous comprehensive clinical data to form a large and worldwide unique cohort of MDMA-treated subjects (N=142). In study 2 we will then analyze associations between the response to MDMA and genetic polymorphisms and haplotypes in transporter/receptors involved in monoaminergic neurotransmission in this pooled sample and in an international larger sample (N=222). All subjects will also be tested for CYP2D6 pheno- and CYP2D6/2C19/2B6/1A2 genotypes involved in the metabolism of MDMA. Significance: This is the first study to investigate the role of the DA transporter in the mechanism of action of MDMA in humans. It is also the first pharmacogenetic study to assess the contribution of genetic variations in the monaminergic system to the effects of MDMA. Worldwide, there are no similarly large cohorts that would allow for the testing of these associations including also CYP pheno- and genotype data. The study will contribute to our understanding of the role of DA/NE vs. SERT and in particular the genetic determinants underlying the interindividual differences in the effects of amphetamine-like substances.