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Medizin

Genomforscher suchen nach genetischen Grundlagen von Schizophrenie, bipolaren Störungen und Autismus

Freitag, 14. Dezember 2018

/Kirsty Pargeter, stockadobecom

Washington – Viele psychiatrische Erkrankungen haben wahrscheinlich genetische Wurzeln, doch Genomanalysen allein haben bisher die Zusammenhänge in dem komplexesten Organ des Menschen und der Biosphäre nicht klären können. Ein PsychENCODE-Consortium hat in den letzten Jahren mehr als 2.000 Gehirne von gesunden Menschen und Patienten mit Schizophrenie, bipolaren Störungen oder Autismus untersucht. In 10 Publikation in Science und Science Translational Medicine stellen sie erste Ergebnisse vor.

Die Suche nach den genetischen Ursachen von Erkrankungen beginnt heute in der Regel mit einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS). Dabei wird das Erbgut von Patienten und gesunden Menschen an möglichst vielen Orten verglichen. In den letzten Jahren wurden auch zahlreiche Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNP) gefunden. Diese lagen jedoch zumeist außerhalb der Abschnitte des Genoms, in denen Proteine codiert werden. In diesen „nicht codierenden“ Regionen werden Steuergene vermutet, die mitbestimmen, welche Gene aktiviert werden. Die Aktivierung erfolgt über die Transkription mit Boten-RNA und die Analyse der RNA, auch als Transkriptom bezeichnet, verspricht deshalb am ehesten Einsichten in die genetischen Ursachen von psychiatrischen Erkrankungen.

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Ein Team um Nenad Sestan von der Yale University in New Haven/Connecticut hat die Transkriptome in bis zu 16 Hirnregionen während verschiedener Lebensphasen von der fünften Woche nach der Befruchtung bis zum 64. Lebensjahr untersucht. Die größten Unterschiede wurden am Ende der Fetalzeit gefunden. Danach kam es zu einem Rückgang der Unterschiede und nach der Pubertät wieder zu einer Zunahme.

Dieser Befund ist insofern auffällig, als Hirnforscher die Ursachen des Autismus in der Fetalzeit vermuten und Psychose häufig nach der Pubertät auftreten, also in Zeiten, in denen es offenbar zu einer Reorganisation des Gehirns kommt. Es könnte sein, dass bestimmte genetische Netzwerke oder „Module“ in dieser Zeit die Entwicklung psychiatrischer Erkrankungen fördern, ohne dass die Forscher derzeit wissen, wie diese „Module“ aussehen und welche Genvarianten sich dahinter verbergen.

Eine erste Suche nach den „Modulen“, die die Steuergene mit Genen verbinden, die dann in die Struktur des Gehirns eingreifen, hat ein Team um Daniel Geschwind von der David Geffen School of Medicine in Los Angeles durchgeführt. Die Forscher fanden „transkriptomweite Assoziationen“ von Schizophrenie, bipolaren Störungen und Autismus, ohne allerdings bisher konkret sagen zu können, welche „Module“ zu den Erkrankungen führen und welche spezifischen Stoffwechselwege sich dahinter befinden. 

Ein Verdacht geht hin zu neuroinflammatorischen Signalen, die auf eine Rolle der Gliazellen bei den Erkrankungen hinweisen, da diese Zellen Teil des Immunsystems sind. Schließlich haben die Forscher noch eine Reihe von Genen entdeckt, die an der Entstehung der Krankheiten beteiligt sind. 5 waren mit Autismus-Spektrum-Störung assoziiert, 11 mit bipolaren Störungen und 56 mit der Schizophrenie. Konkrete Erkenntnisse, die für die Diagnose von psychiatrischen Erkrankungen genutzt werden könnten oder die Entwicklung neuer Medikamente ermöglichen könnten, wurden bisher nicht entdeckt.

Eine weitere Arbeitsgruppe versucht die Ursachen psychiatrischer Erkrankungen mithilfe von Organoiden zu entschlüsseln. Es handelt sich um kleine gehirnartige Gewächse, die im Labor aus bestimmten Hirnzellen gezüchtet werden. Ein Team um Flora Vaccarino von der Yale University sucht in den Organoiden nach Veränderungen, die für Autismus-Spektrum-Störungen charakteristisch sind. Die Forscher beschrieben Veränderungen, die bestimmte Steuergene betreffen. Aber auch hier liegen noch keine Erkenntnisse vor, die für die klinische Medizin relevant sein könnten.   

Solange die Forscher keine fassbaren Erfolge vorweisen können, dürfte die Kritik an dem Projekt anhalten. Der Evolutionsgenetiker Dan Graur von der Universität von Houston in Texas stellte gegenüber Science den Sinn des gesamten Projekts infrage, das vom US-National Institutes of Health mit 50 Millionen US-Dollar gefördert wurde.

Das Projekt ziele auf psychiatrische Erkrankungen ab, die schlecht definiert sind, weil die Diagnose allein auf der Beobachtung und der Befragung der Patienten beruhe. Wenn man etwa völlig Unbestimmtes nehmen und es mit Millionen genetischer und epigenetischer Variationen korreliere, dann werde man zwangsläufig eine statistische Signifikanz erhalten, ohne dass dem irgend eine biologische Bedeutung zugrunde liegt, meinte Graur. Ob er Recht behält, dürfte davon abhängen, was das PsychENCODE-Consortium in den nächsten Jahren an Erkenntnissen liefern wird. © rme/aerzteblatt.de

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Avatar #749369
Ambush
am Montag, 17. Dezember 2018, 12:05

Überlappende Genetik der Neurodevelopmental Disorders

Zur überlappenden Genetik der verschiedenen Hirnentwicklungsstörungen gab es aktuell eine vielbeachtete Publikation:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29930110

bzw. hier ein Teil der journalistischen Berichterstattung darüber:

https://www.spektrum.de/news/psychische-stoerungen-sind-teils-eng-verwandt/1572184

und noch ein kleiner Hinweis: Evolutionäre Anthropologie der entsprechenden Hirnentwicklungsstörungen beachten :-)
LNS

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