Sowohl die Natur als auch die Ernährung erhöhen das Risiko für Schizophrenie

Forscher der Johns Hopkins University sagen, dass sie jetzt besser verstehen, wie sowohl Natur als auch Ernährung das Risiko einer Person für Schizophrenie und abnormale Gehirnentwicklung im Allgemeinen beeinflussen können.

Das Team arbeitete mit gentechnisch veränderten Mäusen sowie mit den Genomen von Tausenden von Menschen mit Schizophrenie. Sie entdeckten, dass Defekte in Schizophrenie-Risiko-Genen zusammen mit Umweltstress direkt nach der Geburt eine abnormale Gehirnentwicklung verursachen und das Risiko für die Entwicklung einer Schizophrenie um fast das Eineinhalbfache erhöhen können.

"Unsere Studie legt nahe, dass Menschen, die nur in der frühen Kindheit einen einzigen genetischen Risikofaktor oder eine traumatische Umgebung haben, möglicherweise keine psychischen Störungen wie Schizophrenie entwickeln", sagt Dr. med. Guo-li Ming, Professor für Neurologie und Mitglied des Instituts für Zelltechnik an der Johns Hopkins University School of Medicine.

"Die Ergebnisse deuten jedoch auch darauf hin, dass jemand, der den genetischen Risikofaktor trägt und früh im Leben bestimmten Arten von Stress ausgesetzt ist, mit größerer Wahrscheinlichkeit an der Krankheit erkrankt."

Die genaue Ursache oder die genauen Ursachen der Schizophrenie zu bestimmen, war aufgrund der Wechselwirkung mehrerer Gene und Umweltauslöser notorisch schwierig, sagt Ming.

Auf der Suche nach Hinweisen auf molekularer Ebene haben die Forscher die Wechselwirkung zweier Faktoren untersucht, die lange Zeit mit der Krankheit in Verbindung gebracht wurden: das für die Entwicklung des Gehirns wichtige DISC1-Protein (Disrupted-in-Schizophrenia 1) und GABA, eine benötigte Gehirnchemikalie für normale Gehirnfunktion.

Für die Studie entwickelten die Forscher Mäuse so, dass sie weniger DISC1-Protein in einem Neuronentyp im Hippocampus aufweisen - einer Region des Gehirns, die an Lernen, Gedächtnis und Stimmungsregulation beteiligt ist.

Durch ein Mikroskop stellten sie fest, dass neugeborene Gehirnzellen von Mäusen mit reduzierten DISC1-Proteinspiegeln Neuronen hatten, die in Größe und Form denen von Mäusen mit normalen DISC1-Proteinspiegeln ähnlich waren. Die Forscher konstruierten dann die gleichen Neuronen in Mäusen, um eine effektivere GABA zu erhalten. Diese Gehirnzellen sahen mit längeren Projektionen ganz anders aus als normale Neuronen.

Neugeborene Mäuse, denen sowohl das wirksamere GABA als auch die reduzierten DISC1-Spiegel verabreicht wurden, hatten die längsten Projektionen, was laut Ming darauf hindeutet, dass Anomalien sowohl in DISC1 als auch in GABA zusammen die Entwicklung von Neuronen zum Schlechten verändern könnten.

In der Zwischenzeit zeigten andere Forschungsteams an der Universität von Calgary und am Nationalen Institut für Physiologische Wissenschaften in Japan bei neugeborenen Mäusen, dass Veränderungen in der Umgebung und routinemäßiger Stress dazu führen können, dass GABA während der Entwicklung nicht richtig funktioniert.

Als nächstes untersuchten die Forscher sowohl normale Mäuse als auch solche mit reduzierten DISC1-Spiegeln in einer stressigen Situation. Um die Mäuse zu belasten, wurden die Neugeborenen zehn Tage lang drei Stunden am Tag von ihren Müttern getrennt. Die Forscher untersuchten dann Neuronen der gestressten normalen Neugeborenen und fanden keine Unterschiede in ihrer Größe, Form und Organisation im Vergleich zu nicht gestressten Mäusen.

Wenn sie jedoch neugeborene Mäuse mit reduzierten DISC1-Spiegeln betonten, waren die Neuronen größer, unorganisierter und hatten mehr Projektionen als die nicht gestressten Mausneuronen. Tatsächlich gingen die Projektionen in die falschen Teile des Gehirns.

Um zu sehen, ob die Ergebnisse bei Mäusen den vermuteten Risikofaktoren für menschliche Schizophrenie standhalten, verglichen die Forscher die genetischen Sequenzen von 2.961 Schizophreniepatienten und gesunden Menschen aus Schottland, Deutschland und den USA.

Die Ergebnisse zeigten, dass, wenn das Genom einer Person eine bestimmte Kombination einzelner DNA-Buchstabenänderungen aufwies, diese Person 1,4-mal häufiger Schizophrenie entwickelt als eine Person ohne sie. Das Risiko stieg jedoch nicht an, wenn nur eines dieser Gene eine einzige Änderung des DNA-Buchstabens aufwies.

"Nachdem wir die genauen genetischen Risiken identifiziert haben, können wir rational nach Medikamenten suchen, die diese Defekte korrigieren", sagt Dr. Hongjun Song, Co-Autor, Professor für Neurologie und Direktor des Stammzellprogramms am Institut für Zelltechnik.

Der Bericht wird in veröffentlichtZelle.

Quelle: Johns Hopkins Medicine