Effekte von genetischen Risikofaktoren für Schizophrenie und Bipolare Störung auf die kortikale Dicke in gesunden Probanden

Abstract

Das noch junge Feld des Genomic Imaging hilft bei dem Verständnis der Pathophysiologie neuropsychiatrischer und neurodegenerativer Erkrankungen durch die Untersuchung von Risikogenen mit bildgebenden Verfahren. Dabei können mögliche strukturelle und/oder funktionelle Veränderungen des Gehirns, ausgelöst durch genetische Varianten, helfen, die Entwicklung solcher Erkrankungen aufzuschlüsseln. Eine der untersuchten Merkmale des Hirnparenchyms ist die kortikale Dicke, welche als reproduzierbarer Biomarker mit bekanntermaßen hoher Heritibilität gilt. Für sowohl die Schizophrenie als auch die Bipolare Störung, beides Krankheiten mit großem genetischen Einfluss, wurden bereits kortikale Dickenänderungen in Abhängigkeit des genetischen Hintergrundes der Probanden in vorangegangenen Studien beschrieben. <br /> In unserer Studie untersuchten wir 98 gesunde Probanden mit Hilfe einer Software namens Freesurfer auf mögliche kortikale Dickenänderungen und verglichen dabei Risikoallelträger mit Nicht-Risikoallelträgern für mit Schizophrenie und/oder Bipolarer Störung assoziierten SNPs. Hierbei konzentrierten wir uns besonders auf die Auswahl der SNPs und schlossen nur genomweit signifikante Varianten nach strengen Kriterien in die Studie ein. Bei 7 von 17 untersuchten SNPs fanden wir signifikante neuroanatomische Veränderungen, nämlich kortikale Dickenabnahmen, zwischen den beiden gebildeten Probandengruppen in Abhängigkeit ihres Risikostatus. Dabei entsprachen die gefundenen Hirnregionen mit signifikant verminderter Kortexdicke zum großen Teil den bekanntermaßen funktionell mit Schizophrenie und/oder Bipolarer Störung assoziierten Arealen, z. B. den superioren Temporallappen (rs1344706 - <em>ZNF804A</em>). Unsere Studie steht somit in Einklang mit der bereits vorhandenen Literatur. Hierbei stellt sie, nach unserem Wissen, die erste Publikation mit solch systematischer Auswahl der zu untersuchenden SNPs und ihre Korrelation mit der kortikalen Dicke dar. <br /> Inwiefern diese morphologischen Auffälligkeiten bereits pränatal, in der Kindesentwicklung oder im Erwachsenenalter entstehen und wie sehr Umweltfaktoren diese noch beeinflussen, ist noch nicht vollständig geklärt. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass bereits in der fötalen Entwicklung, in Abhängigkeit des Risikostatus für mit SCZ/BD assoziierten SNPs, Veränderungen der Genexpression transkriptions-regulatorische Auswirkungen haben, die letztlich zu einer veränderten Morphologie und dementsprechend möglicherweise erhöhtem Erkrankungsrisiko führen. Es ist wahrscheinlich, dass dieser Prozess auch postnatal während der Hirnentwicklung fortbesteht. Obwohl bekannt ist, dass Umweltfaktoren weniger als der genetische Hintergrund in der Entstehung dieser psychiatrischen Erkrankungen eine Rolle spielen, muss insbesondere der soziale und kognitive Einfluss der Umgebung auf die Hirnentwicklung und Altersprozesse, wie die altersbedingte oder dementielle Atrophie, zukünftig genauer analysiert und in folgenden Studien mehr berücksichtigt werden. <br /> Eine klinische Relevanz der Korrelation von genetischem Hintergrund mit der Neuroanatomie bestünde dann, wenn durch die Kombination aus genetischem und neuroanatomischem Befund die Wahrscheinlichkeit von psychiatrischen Erkrankungen, wie Schizophrenie oder Bipolare Störung, vorhergesagt werden könnte. Dies würde helfen, durch neue medikamentöse, psychotherapeutische oder interventionelle Therapien, das Lebenszeitrisiko von Gesunden mit erhöhter Erkrankungswahrscheinlichkeit zu senken oder sogar die Entstehung einer entsprechenden Pathologie vollständig zu verhindern. Ob die Untersuchung eines erhöhten Erkrankungsrisikos und die Information des Patienten darüber ethisch vertretbar ist, müsste durch die daran beteiligten Fachgesellschaften genau erörtert und, falls zugelassen, unter strenger Reglementierung angewandt werden. <br /> Unsere Studie stellt einen Beitrag zur neurogenetischen und neuroanatomischen Grundlagenforschung dar. Unsere Ergebnisse und deren Interpretationen müssen durch weitere Studien, mit möglichst großer Probandenzahl, Einschluss von schizophrenen und/oder bipolaren Patienten und der Erweiterung auf weitere genetische Marker, verifiziert und konkretisiert werden. Insbesondere longitudinale Studien mit Vergleich kortikaler Dickenänderungen zwischen Schizophrenen, Bipolaren und Gesunden über große Zeiträume wären hochinteressant, um die Auswirkungen kortikaler Dickenänderungen besser zu verstehen. Möglicherweise könnten kortikale Grenzwerte gefunden werden, die zwischen Pathologie und Zufallsbefund differenzieren lassen.