Neue Genkarte für psychische Erkrankungen

Ein internationales Forscherteam hat zusammengearbeitet, um Gene zu identifizieren, die die Resistenz des Gehirns gegen verschiedene psychische Erkrankungen und die Alzheimer-Krankheit schützen oder aussetzen.

Die von der UCLA ins Leben gerufene Partnerschaft ist die größte Studie über menschliche Gene, die sich mit psychischer Gesundheit befassen. Neben der Definition von Genen, die die psychische Gesundheit beeinflussen, entdeckten die Forscher neue Gene, die individuelle Unterschiede in der Gehirngröße und -intelligenz erklären können.

Die Studie wird in der Online-Vorabausgabe von veröffentlicht Naturgenetik.

"Wir haben in dieser Studie nach zwei Dingen gesucht", sagte der leitende Autor Paul Thompson, Ph.D., Professor für Neurologie an der UCLA.

„Wir haben nach Genen gesucht, die Ihr Risiko für eine einzelne Krankheit erhöhen, die Ihre Kinder erben können. Wir haben auch nach Faktoren gesucht, die eine Gewebsatrophie verursachen und die Gehirngröße verringern. Dies ist ein biologischer Marker für Erbkrankheiten wie Schizophrenie, bipolare Störung, Depression, Alzheimer und Demenz. “

Vor drei Jahren arbeitete Thompsons Labor mit den Genetikern Dr. Nick Martin und Margaret Wright am Queensland Institute for Medical Research in Brisbane, Australien; und mit der Genetikerin Dr. Barbara Franke vom Radboud University Nijmegen Medical Center in den Niederlanden.

Die Zusammenarbeit führte zum Projekt ENIGMA (Verbesserung der Genetik der Neurobildgebung durch Metaanalyse), einer Initiative zur Rekrutierung von Labors für die Bildgebung des Gehirns auf der ganzen Welt, um ihre Gehirnscans und Genomdaten zu bündeln.

"Unsere einzelnen Zentren konnten nicht genügend Gehirnscans überprüfen, um endgültige Ergebnisse zu erzielen", sagte Thompson, der auch Professor für Psychiatrie am Semel-Institut für Neurowissenschaften und menschliches Verhalten an der UCLA ist.

"Durch die Weitergabe unserer Daten an Project ENIGMA haben wir eine Stichprobe erstellt, die groß genug ist, um klare Muster der genetischen Variation aufzudecken und zu zeigen, wie diese Veränderungen das Gehirn physisch verändern."

In der Vergangenheit untersuchten Neurowissenschaftler die Genome von Menschen, die an einer bestimmten Gehirnkrankheit leiden, und kämmten ihre DNA, um eine häufige Variante aufzudecken.

In dieser Studie haben Forscher des Projekts ENIGMA die Größe des Gehirns und seiner Gedächtniszentren in Tausenden von MRT-Bildern von 21.151 gesunden Menschen gemessen und gleichzeitig ihre DNA gescreent.

"Frühere Studien haben Risikogene für häufige Krankheiten aufgedeckt, aber es ist nicht immer klar, wie sich diese Gene auf das Gehirn auswirken", erklärte Thompson."Dies führte unser Team dazu, Gehirn-Scans weltweit auf Gene zu untersuchen, die das Gehirn direkt schädigen oder schützen."

In der Studie untersuchten die Forscher des Projekts ENIGMA, ob genetische Variationen mit der Gehirngröße korrelieren. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf Genvarianten, die das Gehirngewebe eines gesunden Menschen über den Normalwert hinaus erschöpfen.

Der große Umfang des Projekts ermöglichte es dem Team, neue genetische Varianten bei Menschen mit größerem Gehirn sowie Unterschiede in Regionen zu entdecken, die für Lernen und Gedächtnis von entscheidender Bedeutung sind.

Als sich die Wissenschaftler auf die DNA von Menschen konzentrierten, deren Bilder kleinere Gehirne zeigten, fanden sie eine konsistente Beziehung zwischen subtilen Verschiebungen im genetischen Code und verminderten Gedächtniszentren.

Darüber hinaus beeinflussten dieselben Gene das Gehirn bei Menschen in verschiedenen Bevölkerungsgruppen aus Australien, Nordamerika und Europa auf dieselbe Weise, was auf neue molekulare Ziele für die Arzneimittelentwicklung schließen lässt.

"Millionen von Menschen tragen Variationen in ihrer DNA, die dazu beitragen, die Anfälligkeit ihres Gehirns für eine Vielzahl von Krankheiten zu steigern oder zu senken", sagte Thompson.

„Sobald wir das Gen identifiziert haben, können wir es mit einem Medikament gezielt behandeln, um das Krankheitsrisiko zu verringern. Menschen können auch vorbeugende Maßnahmen durch Bewegung, Ernährung und mentale Stimulation ergreifen, um die Auswirkungen eines schlechten Gens zu beseitigen. “

In einer faszinierenden Wendung entdeckten die Forscher von Project ENIGMA auch Gene, die individuelle Unterschiede in der Intelligenz erklären. Sie fanden heraus, dass eine Variante eines Gens namens HMGA2 die Gehirngröße sowie die Intelligenz einer Person beeinflusst.

Die DNA besteht aus vier Basen: A, C, T und G. Personen, deren HMGA2-Gen an dieser Stelle des Gens einen Buchstaben "C" anstelle von "T" trug, besaßen größere Gehirne und erzielten bei standardisierten IQ-Tests eine höhere Punktzahl.

"Dies ist eine wirklich aufregende Entdeckung: Eine Änderung eines einzelnen Buchstabens führt zu einem größeren Gehirn", sagte Thompson. „Wir haben ziemlich eindeutige Beweise gefunden, die eine genetische Verbindung zu Gehirnfunktion und Intelligenz belegen. Zum ersten Mal haben wir wasserdichte Beweise dafür, wie diese Gene das Gehirn beeinflussen. Dies liefert uns neue Hinweise, wie wir ihre Wirkung vermitteln können. “

Als nächstes werden die Forscher nach Genen suchen, die die Verkabelung des Gehirns beeinflussen - ein zentrales Thema für die Entwicklung von Alzheimer, Autismus und Schizophrenie.

Quelle: UCLA