Seit kurzem erst weiß die Forschung um die hohe genetische Ähnlichkeit der psychiatrischen Erkrankungen Schizophrenie und Bipolare Störung, deren krankheitsspezifische Veränderungen in Gehirnzellen mehr als 70% Überschneidung zeigen. Eine Studie zeigte nun geschlechtsspezifische Unterschiede bei diesen Veränderungen auf.
Eine besondere Rolle spielen dabei wohl microRNAs, eine spezielle Gruppe dieser kleinen Nukleinsäuremoleküle, die für eine umfassende Kontrolle der Genexpression in allen menschlichen Zellen bekannt sind. Ist ein Gen das Ziel einer solchen microRNA, kann dies zu einer deutlichen Einschränkung seiner Expression führen. "Das Problem hierbei ist die enorme Vielfalt der Kombinationsmöglichkeiten", sagte Sebastian Lobentanzer, der Erstautor der aktuellen Studie. "Der Mensch besitzt etwa 2.500 solcher microRNAs, und eine einzige kann hunderte, vielleicht sogar tausende Gene beeinflussen."
Aus diesem Grund untersuchten die WissenschaftlerInnen sowohl die Genexpression in den Gehirnen von PatientInnen als auch menschliche Nervenzellen in Zellkultur mit einer Kombination aus RNA-Sequenzierung und Bioinformatik. Dabei fiel auf, dass sich die Expression von Genen des Immunsystems bei Männern und Frauen unterschied, vor allem in Bezug auf Zytokine, die Botenstoffe der Immunzellen. Im Zellkulturversuch an männlichen und weiblichen neuronalen Zellen verwendeten die Forscher Substanzen aus dieser Klasse und stellten eine Wandlung der Nervenzellen zu Neuronen cholinergen Typs fest.
Durch die Sequenzierung der microRNAs zu mehreren Zeitpunkten während dieses Prozesses konnte daraufhin ein umfängliches Bild der microRNA-Schnittstelle zwischen Immunsystem und Nervenzelle erstellt werden. Die WissenschaftlerInnen identifizierten 17 teils geschlechtsabhängig beteiligte Familien von microRNAs und erstellten ein umfassendes Netzwerk mit 12.495 beeinflussten Genen. Durch ein mehrstufiges Auswahlverfahren wurden die einflussreichsten dieser microRNA-Familien bestimmt und in dezidierten Versuchen bestätigt. So wurden die beiden geschlechtsspezifisch exprimierten Familien mir-10 und mir-199 als Schnittstellen zwischen Zytokinen und cholinergen Funktionen identifiziert.
Psychiatrische Erkrankungen sind aufgrund ihrer hohen genetischen Komplexität und ihrer Unzugänglichkeit für herkömmliche Therapieformen ein wichtiges Feld für neue Therapieansätze. Die vorliegende Studie zeigte einerseits zelluläre Parallelen zu den schon lange bekannten, aber bislang unerklärten klinischen Unterschieden zwischen erkrankten Männern und Frauen auf.
Andererseits könnten Mechanismen auf der Basis von kleinen RNA-Molekülen neue Wege weisen, indem sie eine Vielzahl krankheitsrelevanter Gene beeinflussen – ein vielversprechender Ansatz auf der Suche nach Alternativen zu traditionellen Psychopharmaka. "Studien wie die unsere, die eine Darstellung aller Interaktionen der microRNAs erst möglich macht, sind der erste Schritt auf dem Weg zur Entwicklung neuer Arzneistoffe", so Lobentanzer.