Schizophrenie durchbruch: wissenschaftler beleuchten die biologische ursache


Schizophrenie durchbruch: wissenschaftler beleuchten die biologische ursache

Was verursacht Schizophrenie? Dies ist eine Frage, die die Wissenschaftler herausgefordert hat, seit die Erkrankung erst vor fast 130 Jahren identifiziert wurde. Jetzt haben die Forscher zum ersten Mal die biologische Herkunft der Krankheit beleuchtet.

Forscher haben festgestellt, dass Varianten des Gens C4 - grün dargestellt - eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Schizophrenie spielen.

Bildnachweis: Heather de Rivera / McCarroll

In dem, was in der Schizophrenieforschung ein "Durchbruch" gefeiert wurde, haben Wissenschaftler der Harvard Medical School, des Broad Institute und des Boston Children's Hospital - alles in Massachusetts - entdeckt, wie ein Gen namens Komplementkomponente 4 (C4) eine Schlüsselrolle bei der Schizophrenieentwicklung spielt.

Das Forscherteam - einschließlich des leitenden Autors Steven McCarroll, Associate Professor für Genetik und Direktor der Genetik für das Stanley Center in Harvard - sagt, dass ihre Ergebnisse die Entwicklung von dringend benötigten neuen Behandlungen und präventiven Strategien für Schizophrenie unterstützen können.

Schizophrenie ist eine psychische Störung, die durch Halluzinationen, Wahnvorstellungen, dysfunktionale Denkprozesse und aufgeregte Körperbewegungen gekennzeichnet ist.

Es wird geschätzt, dass rund 21 Millionen Menschen auf der ganzen Welt Schizophrenie haben, mit Symptom am häufigsten in der späten Adoleszenz oder frühen Erwachsenenalter.

Die Krankheit wurde erstmals 1887 vom deutschen Psychiater Dr. Emile Kraepelin entdeckt, obwohl der Begriff "Schizophrenie" erst 1910 verwendet wurde, geprägt vom Schweizer Psychiater Paul Eugen Bleuler. Der Name kam aus den griechischen Wörtern "Schizo" (Split) und "Phren" (Geist) und trieb den Mythos an, dass Menschen mit Schizophrenie gespaltene Persönlichkeiten haben; das ist nicht der Fall.

Verständnis der genetischen Wurzeln der Schizophrenie

In den Jahren, seit Schizophrenie entdeckt wurde, haben Forscher hart gearbeitet, um die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen zu bestimmen, die die Krankheit verursachen.

Mangel an Verständnis in diesem Bereich hat die Entdeckung einer Heilung oder präventive Strategien für Schizophrenie behindert; Aktuelle Behandlungen - wie Antipsychotika - können sich nur auf die Beseitigung von Symptomen konzentrieren.

In zunehmendem Maße haben Forscher untersucht, wie Schizophrenie durch genetische Faktoren verursacht werden kann, basierend auf dem Wissen, dass die Störung vererbbar ist. Im Juli 2014 identifizierte die Schizophrenie-Arbeitsgruppe des Psychiatrischen Genomik-Konsortiums - einschließlich der Ermittler aus dem Stanley-Zentrum - mehr als 100 Bereiche des menschlichen Genoms, die mit der Störung verbunden sind.

Jetzt haben McCarroll und Kollegen auf diesen Erkenntnissen aufgebaut, die ein bestimmtes Gen identifizieren, das die stärkste Assoziation mit Schizophrenie-Risiko zu haben scheint. Dieses Gen ist C4, das bereits bekannt ist, eine Schlüsselrolle im Immunsystem zu spielen, die Immunzellen auf Pathogene aufmerksam zu machen, die zerstört werden müssen.

Spezifische C4-Strukturen im Zusammenhang mit erhöhtem Schizophrenie-Risiko

Für ihre Studie, vor kurzem in der Zeitschrift veröffentlicht Natur , Das Team, um ein besseres Verständnis davon zu bekommen, wie C4 im Gehirn arbeitet.

McCarroll und sein Kollege Aswin Sekar, ein MD / Doktorand an der Harvard Medical School, schufen eine neuartige molekulare Technik, die es dem Team ermöglichte, die Struktur des C4-Gens in den DNA-Proben von mehr als 65.000 Individuen zu charakterisieren, von denen rund 29.000 Schizophrenie hatten Und 36.000 nicht.

Darüber hinaus analysierten die Forscher die C4-Aktivität in fast 700 post-mortem-Hirnproben.

Die Forscher erklären, dass C4-Gene eine signifikante Variabilität in ihrer Struktur haben, dh die Anzahl der Kopien und Varianten des Gens kann von Person zu Person unterscheiden. Dies geschieht normalerweise nicht mit den meisten anderen Genen, so dass C4 ein Gen von Interesse ist.

Diese Grafik zeigt das C4-Gen auf dem Chromosom 6, das über alle anderen Gene, die mit Schizophrenie verknüpft sind, aufragt, was darauf hinweist, dass C4 das stärkste Risiko für die Störung darstellt.

Bildkredit: Psychiatric Genomics Konsortium

Das Team war überrascht über ihre Ergebnisse. Sie fanden heraus, dass spezifische C4-Genstrukturen die C4-Genaktivität im Gehirn vorhersagen konnten. Darüber hinaus fanden sie, dass bestimmte C4-Genstrukturen im Gehirn zu einer erhöhten Expression von bestimmten Formen von C4 führten, die mit einem erhöhten Risiko von Schizophrenie einhergingen.

Im Detail stellten die Forscher fest, dass je mehr eine C4-Genstruktur zum Ausdruck der Variante C4A im Gehirn führte, desto größer war das Risiko einer Schizophrenie.

C4 'Pflaumen' Synapsen zur Erhöhung der Schizophrenie Risiko

Als nächstes hat sich das Team bemüht, ein besseres Verständnis dafür zu gewinnen, wie bestimmte C4-Genstrukturen das Risiko einer Schizophrenie erhöhen.

Die Forscher adaptierten eine molekulargenetische Technik, die bisher in Mausmodellen verwendet wurde, um die "Beschneidung" von Synapsen - die Verbindungen zwischen Gehirnzellen oder Neuronen - und die Rolle von C4 im Immunsystem zu untersuchen.

Mit Hilfe dieser angepassten Methode, um zu sehen, welche Rolle C4 im Gehirn von Mäusen spielt, stellten die Forscher fest, dass das Gen der Schlüssel zum synaptischen Beschneiden ist - der Prozess, durch den Synapsen gestrafft werden, was normalerweise in der späten Adoleszenz / frühen Erwachsenenalter beim Menschen auftritt.

Insbesondere stellte das Team fest, dass die C4-Aktivität erforderlich war, damit ein Protein namens C3 auf Synapsen übertragen werden kann, was als Signal dient, dass die Synapsen beschnitten werden sollen.

Darüber hinaus fanden die Forscher, dass je größer die C4-Aktivität im Gehirn der Mäuse, desto mehr synaptische Beschneidung erlebten sie während der Reifung.

Das Team sagt, dass ihre Ergebnisse erklären können, warum Schizophrenie sich in der späten Adoleszenz oder im frühen Erwachsenenalter entwickelt; Exzessive synaptische Beschneidung durch erhöhte C4-Aktivität zu diesem Zeitpunkt verursacht kann Symptom-Beginn auslösen.

Die Ergebnisse können auch erklären, warum manche Menschen mit Schizophrenie eine dünnere Hirnrinde mit weniger Synapsen haben. Die Hirnrinde ist die äußere Schicht des Gehirns, die eine Rolle in Erinnerung, Sprache, Intelligenz und Bewusstsein spielt.

Darüber hinaus sagen die Forscher, dass ihre Ergebnisse die Theorie unterstützen, dass Komponenten des Immunsystems eine Entwicklungsrolle im Gehirn spielen, anstatt nur den Kampf gegen Infektionen zu unterstützen.

"Die gleichen Proteine ​​machen eine Sache in der Peripherie für die Immunität, und eine andere Sache im Gehirn", sagt McCarroll. "Es ist eine kluge Art und Weise, wie die Natur die gleichen Moleküle für verschiedene Jobs wiedergibt."

Ein "entscheidender Wendepunkt im Kampf gegen Geisteskrankheit"

Während die Forschung in ihren frühen Tagen ist, stellen die Erkenntnisse zweifellos einen Durchbruch im Verständnis der Schizophrenieentwicklung dar.

Im Gespräch mit Die Washington Post , Steven Hyman, Direktor des Stanley Centers, begrüßte die Forschung als "die bedeutendste mechanistische Studie über Schizophrenie überhaupt".

"Ich bin ein krustiger, alter, kränklicher Skeptiker", fügte er hinzu. "Aber ich bin fast schwindelig über diese Erkenntnisse."

Und es ist kein Wunder, dass die Wissenschaftler so aufgeregt sind. Dass das C4-Gen eine Schlüsselrolle bei der Gefahr einer Schizophrenie spielen kann, kann die Tür zu Strategien, die die Krankheit verhindern, öffnen.

"Diese Entdeckung bereichert unser Verständnis des Komplement-Systems in der Entwicklung des Gehirns und in der Krankheit, und wir konnten diesen Sprung nicht ohne die Genetik gemacht haben", sagt Studienkommissar Beth Stevens von der Abteilung für Neurologie am Boston Children's Hospital.

"Wir sind weit davon entfernt, eine Behandlung zu haben, die darauf basiert", fügt sie hinzu, "aber es ist spannend zu denken, dass wir eines Tages den Beschneidungsprozess bei einigen Einzelpersonen abwenden und ihr Risiko verringern können."

In Bezug auf die Ergebnisse, Bruce Cuthbert, amtierende Direktor des National Institute of Mental Health - die dazu beigetragen, die Studie zu finanzieren - sagt:

Diese Studie markiert einen entscheidenden Wendepunkt im Kampf gegen psychische Erkrankungen. Weil die molekularen Ursprünge von psychiatrischen Erkrankungen wenig verstanden werden, sind die Bemühungen von Pharmaunternehmen, neue Therapeutika zu verfolgen, nur wenige und weit voneinander entfernt.

Diese Studie ändert das Spiel. Dank dieses genetischen Durchbruchs können wir endlich das Potenzial für klinische Tests, Früherkennung, neue Behandlungen und sogar Prävention sehen."

Als nächstes hofft das Team, Mausmodelle mit den menschlichen C4-Varianten zu schaffen, die mit dem Schizophrenie-Risiko assoziiert sind. Sie wollen mehr darüber erfahren, wie C4 zum synaptischen Beschneiden beiträgt und um festzustellen, ob eine solche Beschneidung eine Rolle bei anderen neurologischen Bedingungen spielen kann.

"In diesem Bereich der Wissenschaft ist unser Traum gewesen, Krankheitsmechanismen zu finden, die zu neuen Behandlungsarten führen", sagt McCarroll. "Diese Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, von genetischen Daten zu einer neuen Art zu denken, wie eine Krankheit zu denken ist Entwickelt - etwas, das dringend gebraucht wurde."

Dossier der Woche (1) Eine Frage der Gene (Video Medizinische Und Professionelle 2022).

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