Synapsen-Defekte können mentale Erkrankungen auslösen

Baltimore – Hirnforscher vermuten seit längerem, dass eine Entwicklungsstörung der Synapsen eine mögliche Ursache für schwere mentale Erkrankungen wie die Schizophrenie ist. Stammzellforscher können dies jetzt in Nature (2014; doi: 10.1038/nature13716) belegen.

In den 1970er Jahren hatten Forscher der Universität Edinburgh die Häufung von psychia­trischen Diagnosen in einem schottischen Clan auf eine Verlagerung von Genen auf den Chromosomen (Translokation) zurückgeführt. Im Jahr 2000 wurde das verant­wortliche Gen beschrieben: „Disrupted in schizophrenia 1“ oder DISC1 war in der Familie nicht nur mit Psychosen verbunden. Auffällig viele Familienmitglieder litten auch unter einer bipolaren Störung, einer Major-Depression oder unter Autismus.

Später wurden ähnliche Mutationen von DISC1 auch in einer amerikanischen Familie gefunden. Ein Team um Guo-li Ming von der Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore entnahm vier Mitgliedern der amerikanischen Familie Hautbiopsien. Darunter war ein Vater, der an einer schweren Depression erkrankt war, seine gesunde Frau sowie zwei Töchter: Eine litt an einer Schizophrenie, die andere war gesund.

Die Forscher isolierten Fibroblasten aus der Biopsie, bildeten daraus induzierte pluripo­tente Stammzellen (iPS), die sie wiederum in Nervenzellen differenzierten. Damit konnten sie erstmals das Verhalten der Nervenzellen von Personen mit schweren psychiatrischen Erkrankungen in der Petri-Schale nachbilden.

Wie die Forscher berichten, entwickelten sich die Nervenzellen der beiden psychia­trischen Patienten weitgehend normal, sie bildeten jedoch nur etwa halb so viele Synapsen aus wie Nervenzellen, die aus den iPS der gesunden Familienmitglieder generiert wurden. Weitere Untersuchungen ergaben, das die Mutationen in DISC1 die Aktivität von mehr als hundert Genen beeinflusste.

Darunter waren 89 Gene, die in früheren Untersuchungen mit Schizophrenie, bipolarer Erkrankung, Depression oder anderen psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht worden waren. Die Forscher konnten sogar zeigen, dass die Einfügung von Mutationen in den gesunden Stammzellen eine Störung der Synapsenbildung auslöste, während die Beseitigung des Gendefekts zu einer normalen Entwicklung von Nerven­zellen aus iPS führte, aus denen sich zuvor nur defekte Nervenzellen gebildet hatten.

Die Studie belegt, dass Störungen der Synapsen eine mögliche Ursache von mentalen Erkrankungen sind. Dies bedeutet allerdings nicht, dass sich alle psychiatrischen Erkrankungen auf Funktionsstörungen der Synapsen zurückführen lassen. Patienten mit Mutationen im DISC1 sind extrem selten, und bei den meisten Erkrankten dürften andere Ursachen für die mentale Erkrankung vorliegen.

rme