Mausstudie: Bleiexposition, Genetik im Zusammenhang mit dem Schizophrenierisiko

Neue Untersuchungen an Mäusen legen nahe, dass für diejenigen, die bereits ein genetisches Risiko für Schizophrenie tragen, die Exposition gegenüber Blei während der Gründungsjahre zu einer noch größeren Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung der Krankheit führt.

Die Studie, online veröffentlicht in Schizophrenie-Bulletinhilft Wissenschaftlern, die komplexen Gen-Umwelt-Kombinationen besser zu verstehen, die zu einem höheren Risiko für Schizophrenie und andere psychische Störungen führen.

Im Jahr 2004 deuteten Untersuchungen von Wissenschaftlern der Mailman School of Public Health der Columbia University auf einen Zusammenhang zwischen vorgeburtlicher Bleiexposition beim Menschen und einem erhöhten Risiko für Schizophrenie im späteren Leben hin. Dennoch war nicht bekannt, wie die Exposition gegenüber Blei die Krankheit auslösen könnte.

Aufgrund seiner eigenen Forschung mit Nagetieren glaubte Tomás R. Guilarte, leitender Autor der neuen Studie, dass die Antwort in der direkten Hemmwirkung von Blei auf den N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor (NMDAR) liegt, einen wichtigen synaptischen Verbindungspunkt zur Entwicklung, zum Lernen und zum Gedächtnis des Gehirns.

Guilarte entdeckte in seiner Forschung, dass die Exposition gegenüber Blei die Funktion des NMDAR beeinträchtigt. Die Glutamat-Hypothese der Schizophrenie legt nahe, dass ein Defizit der Glutamat-Neurotransmission - und insbesondere die Hypoaktivität des NMDAR - einen Großteil der Funktionsstörung bei Schizophrenie erklären kann.

In der neuen Studie konzentrierten sich Guilarte und sein Team auf Mäuse, die so konstruiert sind, dass sie die mutierte Form von Disrupted-in-Schizophrenia-1 (DISC1) tragen, einem Gen, das ein Risikofaktor für die Krankheit beim Menschen ist.

Vor der Geburt wurde die Hälfte der mutierten DISC1-Mäuse mit Blei gefüttert, und die Hälfte erhielt eine normale Diät. Eine andere Gruppe, bestehend aus normalen Mäusen ohne das mutierte DISC1-Gen, wurde ebenfalls in die beiden Fütterungsgruppen aufgeteilt. Alle Mäuse erhielten eine Reihe von Verhaltenstests und ihr Gehirn wurde mittels MRT untersucht.

Mutante Mäuse, die Blei ausgesetzt waren und ein Psychostimulans erhielten, zeigten ein höheres Maß an Hyperaktivität und waren weniger in der Lage, eine erschrockene Reaktion auf ein lautes Geräusch nach einer akustischen Warnung zu unterdrücken. Ihr Gehirn hatte im Vergleich zu anderen Mäusen auch signifikant größere laterale Ventrikel - leere Räume, die Liquor cerebrospinalis enthielten. Diese Ergebnisse spiegeln wider, was über Schizophrenie beim Menschen bekannt ist.

Obwohl die Rolle von Genen bei Schizophrenie und anderen psychischen Störungen bekannt ist, beginnen die Auswirkungen toxischer Umweltchemikalien gerade erst aufzutreten.

"Wir kratzen nur an der Oberfläche", sagte Guilarte. "Wir haben in dieser Studie Blei verwendet, aber es gibt andere Umweltgifte, die die Funktion des NMDAR stören." Eine davon ist eine Familie von Chemikalien in der Luftverschmutzung, die als polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe oder PAK bezeichnet werden.

"Ebenso könnte eine beliebige Anzahl von Genen im Spiel sein", fügte Guilarte hinzu und stellte fest, dass DISC1 unter vielen an Schizophrenie beteiligten ist.

Zukünftige Forschungen könnten zeigen, inwieweit Schizophrenie durch Umwelt- oder genetische Faktoren oder beides bestimmt wird und welche anderen psychischen Störungen in der Mischung enthalten sein könnten.

"Das Tiermodell bietet eine Möglichkeit, wichtige Fragen zu den physiologischen Prozessen zu beantworten, die der Schizophrenie zugrunde liegen", sagte Guilarte.

Quelle: Columbia University