Gehirngewebestudie Vertieft Autismus-Schizophrenie-Verbindung

2023 Autor: Peter Bradberry | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-21 22:30

Genexpressionsmuster weisen auf neue Autismus-Kandidatengene hin, die auch bei Schizophrenie und bipolarer Störung eine Rolle spielen könnten.

Gehirne von Menschen mit Autismus zeigen nach einer neuen Analyse ähnliche Genexpressionsmuster wie Menschen von Menschen mit Schizophrenie.

Die Ergebnisse, die am 24. Mai in Translational Psychiatry veröffentlicht wurden, vertiefen die Verbindungen zwischen den beiden Erkrankungen, sagt Studienleiter Dan Arking, außerordentlicher Professor für genetische Medizin an der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland.

Menschen mit Autismus oder Schizophrenie teilen Merkmale wie Sprachprobleme und Schwierigkeiten, die Gedanken und Gefühle anderer Menschen zu verstehen. Sie haben auch genetische Risikofaktoren gemeinsam. "Und jetzt können wir zeigen, dass sie sich in der Genexpression überschneiden", sagt Arking.

Die Studie baut auf früheren Arbeiten auf, in denen das Team von Arking die Genexpression in postmortalem Hirngewebe von 32 Personen mit Autismus und 40 Kontrollen charakterisierte. In der neuen Analyse verwendeten die Forscher diesen Datensatz sowie einen vom Stanley Medical Research Institute, der 31 Personen mit Schizophrenie, 25 mit bipolarer Störung und 26 Kontrollen untersuchte3.

Sie fanden 106 Gene, die in Gehirnen von Autismus und Schizophrenie in niedrigeren Konzentrationen exprimiert wurden als in Kontrollen. Diese Gene sind an der Entwicklung von Neuronen beteiligt, insbesondere an der Bildung der langen Projektionen, die Nervensignale übertragen, und an der Entwicklung der Übergänge oder Synapsen zwischen einer Zelle und der nächsten. Die Ergebnisse stimmen mit denen aus früheren Studien überein, die auf eine Rolle von Genen hinweisen, die unter beiden Bedingungen an der Entwicklung des Gehirns beteiligt sind.

"Einerseits ist es aufregend, weil es uns sagt, dass es viele Überschneidungen gibt", sagt Jeremy Willsey, Assistenzprofessor für Psychiatrie an der University of California in San Francisco, der nicht an der Arbeit beteiligt war. "Auf der anderen Seite sind dies ziemlich allgemeine Dinge, die sich überschneiden."

Starke Bindungen:

Die meisten früheren Studien zur Genexpression bei Autismus oder Schizophrenie betrafen kein Gehirngewebe: Einige stützten sich auf Blut und andere auf Neuronen, die aus Stammzellen stammen. "Es ist wichtig zu wissen, wie das Transkriptom des Gehirns aussieht", sagt Jon McClellan, Professor für Psychiatrie an der University of Washington in Seattle, der nicht an der Arbeit beteiligt war.

Es ist auch wichtig, dass die gemeinsamen Muster aus zwei unterschiedlichen Datensätzen hervorgegangen sind, die unterschiedliche Studiendesigns und Gehirnregionen betreffen. "Die Tatsache, dass Sie unter diesen Umständen einen positiven Befund haben, sagt mir wirklich, dass dies wahrscheinlich real ist", sagt Arking.

In der Studie ist die Genexpression bei Schizophrenie und bipolarer Störung nicht besonders ähnlich, obwohl angenommen wird, dass Schizophrenie eine stärkere genetische Bindung zur bipolaren Störung als zum Autismus aufweist. Eine größere Studie könnte eine Überschneidung zwischen den beiden Bedingungen aufdecken, sagen Arking und andere.

Die Ähnlichkeiten in der Genexpression zwischen Schizophrenie und Autismus könnten auf einen gemeinsamen Mechanismus für die beiden Zustände zurückzuführen sein. Oder sie spiegeln gängige Prozesse wider, die die anderen Gehirnveränderungen kompensieren, sagt Shannon Ellis, die die Analyse als Doktorand in Arkings Labor durchgeführt hat. "Wir können nichts darüber sagen, ob dies Ursache oder Wirkung ist", sagt sie.

Markieren von Genen:

Durch den Vergleich der Ergebnisse genetischer Studien mit Genexpressionsanalysen können Forscher Hinweise auf kausale Zusammenhänge gewinnen. Die Gene, die bei Menschen mit Autismus oder Schizophrenie eine veränderte Expression zeigen, tauchen in genomweiten Assoziationsstudien zu diesen Erkrankungen nicht häufig auf. Diese Studien sollen häufige Varianten aufdecken, die bei Menschen mit einer Erkrankung häufiger auftreten als in der Allgemeinbevölkerung.

Die unterschiedlichen Ergebnisse dieser verschiedenen Arten von Studien legen nahe, dass die Veränderungen der Genexpression im Gehirn von Autismus und Schizophrenie die Bedingungen nicht verursachen, sagt Arking. "Was wir sehen, sind die nachgelagerten Konsequenzen dieses primären Effekts", sagt er.

Die Studie weist auf neue Gene hin, die bei den Bedingungen eine Rolle spielen können. Zwei auf Chromosom 12 befindliche Gene, IQSEC3 und COPS7A, werden bei Autismus, Schizophrenie und bipolarer Störung in ungewöhnlich geringen Mengen exprimiert, fanden die Forscher heraus.

Über diese beiden Gene ist relativ wenig bekannt, und sie sind möglicherweise nicht in allen Fällen dieser Zustände beteiligt. Trotzdem lohnt es sich, sie weiterzuverfolgen, sagt Arking. Insbesondere IQSEC3 wird unter allen drei Bedingungen dramatisch unterdrückt. "Es ist schwer vorstellbar, dass dies in irgendeiner Weise kein wichtiger Spieler ist", sagt er.