Neue Forschungsergebnisse zeigen, warum manche Menschen anfälliger für Stress sind

Eine neue Studie könnte erklären, warum manche Menschen anfälliger für Stress und stressbedingte psychiatrische Störungen sind.

Forscher der Duke University haben herausgefunden, dass das Hinzufügen einer chemischen Markierung auf einem Gen, das für seine Beteiligung an klinischen Depressionen und posttraumatischen Belastungsstörungen (PTBS) bekannt ist, die Art und Weise beeinflussen kann, wie das Gehirn einer Person auf Bedrohungen reagiert.

Die Studie, die in erschien Naturneurowissenschaften, konzentriert auf ein Molekül, das als Serotonintransporter bekannt ist und die Menge der Serotoninsignale zwischen Gehirnzellen reguliert.

In den 1990er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass Unterschiede in der DNA-Sequenz des Serotonin-Transporter-Gens einige Menschen zu übertriebenen Reaktionen auf Stress zu führen schienen, einschließlich der Entwicklung von Depressionen. Aus diesem Grund ist es laut Forschern ein Ziel für die Behandlung von Depressionen und anderen Stimmungsstörungen geworden.

Auf der DNA des Serotonintransporters befinden sich chemische Markierungen, sogenannte Methylgruppen, die regulieren, wo und wann ein Gen aktiv ist.

Die DNA-Methylierung ist eine Form der epigenetischen Modifikation, die von Wissenschaftlern untersucht wird, um zu verstehen, wie der gleiche genetische Code so viele verschiedene Zellen und Gewebe sowie Unterschiede zwischen Individuen produzieren kann, die so eng verwandt sind wie Zwillinge, erklärten die Forscher.

"Wir haben uns entschieden, mit dem Serotonintransporter zu beginnen, weil wir biologisch, pharmakologisch und verhaltensmäßig viel darüber wissen und es eines der am besten charakterisierten Gene in den Neurowissenschaften ist", sagte der leitende Autor Ahmad Hariri, Professor für Psychologie und Neurowissenschaften und Mitglied der Duke Institute for Brain Sciences.

"Wenn wir Aussagen über die Bedeutung der Epigenetik im menschlichen Gehirn machen wollen, wollten wir mit einem Gen beginnen, das wir ziemlich gut verstehen."

Die neuesten Experimente sind Teil der Duke Neurogenetics Study (DNS), die sich mit Genen, Gehirnaktivität und anderen biologischen Risikomarkern für psychische Erkrankungen bei jungen Erwachsenen befasst.

Für diese Studie führten die Forscher bei den ersten 80 Teilnehmern des DNS im College-Alter eine nicht-invasive Bildgebung des Gehirns durch, zeigten ihnen Bilder von wütenden oder ängstlichen Gesichtern und beobachteten die Reaktionen einer tiefen Gehirnregion namens Amygdala, die unser Verhalten beeinflusst und biologische Reaktionen auf Bedrohung und Stress.

Sie maßen auch die Methylierungsmenge an Serotonintransporter-DNA, die aus dem Speichel der Schüler isoliert wurde.

Die Studie ergab, dass die Reaktivität der Amygdala umso größer ist, je größer die Methylierung ist. Eine erhöhte Amygdala-Reaktivität kann wiederum zu einer übertriebenen Stressreaktion und Anfälligkeit für stressbedingte Störungen führen, erklären die Forscher.

"Zu unserer Überraschung reichten bereits kleine Methylierungsschwankungen aus, um Unterschiede zwischen der Amygdala-Reaktivität der Schüler zu erzeugen", sagte die Hauptautorin Yuliya Nikolova, eine Doktorandin in Hariris Gruppe.

"Das Ausmaß der Methylierung war ein besserer Prädiktor für die Amygdala-Aktivität als die Variation der DNA-Sequenz, die zuvor mit einem Risiko für Depressionen und Angstzustände verbunden war", bemerkte er.

Die Forscher berichten, dass sie von der Entdeckung begeistert, aber auch vorsichtig waren, da es in der Genetik viele Erkenntnisse gab, die nie repliziert wurden.

Aus diesem Grund nutzten sie die Gelegenheit, bei einer anderen Gruppe von Teilnehmern nach demselben Muster zu suchen, diesmal in der Teen Alcohol Outcomes Study (TAOS) am Health Science Center der Universität von Texas in San Antonio.

In Zusammenarbeit mit dem TAOS-Direktor Douglas Williamson haben die Forscher die Amygdala-Reaktivität gegenüber wütenden und ängstlichen Gesichtern sowie die Methylierung des Serotonin-Transporter-Gens bei 96 Jugendlichen zwischen 11 und 15 Jahren gemessen. Die Analysen zeigten laut den Forschern einen noch stärkeren Zusammenhang zwischen Methylierung und Amygdala-Reaktivität.

"Jetzt sind über 10 Prozent der Unterschiede in der Amygdala-Funktion auf diese kleinen Unterschiede in der Methylierung zurückzuführen", sagte Hariri. Die DNS-Studie ergab knapp sieben Prozent.

Um die Studie noch einen Schritt weiter zu führen, analysierten die Forscher in Zusammenarbeit mit Etienne Sibille von der University of Pittsburgh, jetzt am Zentrum für Sucht und psychische Gesundheit in Toronto, auch Methylierungsmuster im Gehirn von Toten.

Sie sahen erneut, dass die Methylierung eines einzelnen Flecks im Serotonin-Transporter-Gen mit einer geringeren Serotonin-Transporter-Expression in der Amygdala verbunden war.

"Da dachten wir:" Okay, das ist ziemlich großartig ", sagte Hariri.

Laut Hariri zeigt die Arbeit einen Zusammenhang: Eine höhere Methylierung ist mit einem geringeren Ablesen des Gens verbunden. Er erklärte, dass Methylierung die Expression des Gens dämpft, was dann die Amygdala-Reaktivität beeinflusst, vermutlich durch Veränderung der Serotoninsignalisierung.

„Wir planen zu untersuchen, wie sich die Methylierung dieses spezifischen DNA-Teils auf das Gehirn auswirkt. Insbesondere könnte diese Region des Gens als Landeplatz für zelluläre Maschinen dienen, die an die DNA binden und diese lesen “, sagte Nikolova.

Die Forscher fügen hinzu, dass sie auch planen, Methylierungsmuster anderer Gene im Serotoninsystem zu untersuchen, die zur Reaktion des Gehirns auf bedrohliche Reize beitragen können.

Quelle: Duke University