Schizophrenie-Genetik im Zusammenhang mit Schallverarbeitungsproblemen im Gehirn

Wie genau wirkt Schizophrenie auf zellulärer Ebene? Forscher aus drei Labors der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania entdecken, wie Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten von Nervenzellen zu Schizophrenie führen. Insbesondere haben sie einen Zusammenhang zwischen genetischen Risikofaktoren für die Krankheit und der Reaktion des Gehirns auf Geräusche gefunden.

Diese Entdeckungen wurden durch die Verwendung elektrophysiologischer, anatomischer und immunhistochemischer Techniken sowie einer einzigartigen Hochgeschwindigkeits-Bildgebungstechnik ermöglicht.

„Unsere Arbeit liefert ein Modell, das genetische Risikofaktoren für Schizophrenie mit einer Funktionsstörung in der Reaktion des Gehirns auf Schall verknüpft, indem eine verringerte Aktivität in speziellen Nervenzellen identifiziert wird, die dafür sorgen, dass andere Zellen im Gehirn sehr schnell zusammenarbeiten. ”Erklärt der Hauptautor Gregory Carlson, PhD, Assistenzprofessor für Neurowissenschaften in der Psychiatrie.

"Wir wissen, dass diese Fähigkeit bei Schizophrenie verringert ist, und wenn wir jetzt mehr darüber wissen, warum dies geschieht, kann dies erklären, wie der Verlust eines Proteins namens Dysbindin zu einigen Symptomen von Schizophrenie führt."

Frühere genetische Studien zeigten, dass einige Formen des Gens für Dysbindin bei Menschen mit Schizophrenie gefunden wurden. Tatsächlich zeigte ein Befund bei Penn, dass das Dysbindin-Protein bei den meisten Schizophrenie-Patienten reduziert ist, was darauf hindeutet, dass es an einer häufigen Ursache der Störung beteiligt ist.

Für den StromPNAS Studie, Carlson, Dr. med. Steven J. Siegel, außerordentlicher Professor für Psychiatrie, Direktor des Programms für translationale Neurowissenschaften; und Steven E. Arnold, MD, Direktor des Penn Memory Center, untersuchten eine Maus mit einem mutierten Dysbindin-Gen, um herauszufinden, wie reduziertes Dysbindin-Protein Symptome einer Schizophrenie verursachen kann.

Die Forscher zeigten mehrere Schallverarbeitungsprobleme im Gehirn von Mäusen mit dem mutierten Gen. Insbesondere verlieren bestimmte Nervenzellen, die die schnelle Gehirnaktivität steuern, ihre Wirksamkeit, wenn die Dysbindin-Proteinspiegel gesenkt werden.

Diese spezifischen Nervenzellen hemmen die Gehirnaktivität in Rekordtempo und schalten im Wesentlichen eine große Anzahl von Zellen auf eine Weise ein und aus, die erforderlich ist, um die große Menge an Informationen zu verarbeiten, die durch das Gehirn wandern.

Frühere Penn-Forschungen im Labor von Michael Kahana, PhD, haben auch gezeigt, dass die schnelle Gehirnaktivität, die bei Mäusen mit der Dysbindin-Mutation gestört ist, für das Kurzzeitgedächtnis beim Menschen entscheidend ist. Diese Gehirnaktivität ist bei Schizophrenen reduziert und gegen die derzeitige Therapie resistent. Diese Ergebnisse könnten neue Behandlungsmöglichkeiten für derzeit unbehandelbare Symptome der Schizophrenie nahe legen, sagt Carlson.

Die Forschung ist in der veröffentlichtVerfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften und wurde teilweise von den National Institutes of Mental Health finanziert.

Quelle: Medizinische Fakultät der Universität von Pennsylvania