NIH-Forscher identifizieren Unterschiede in der Genaktivität im Gehirn von Personen mit ADHS

Forscher der National Institutes of Health haben erfolgreich Unterschiede in der Genaktivität im Gehirn von Menschen mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) identifiziert. Die Studie, die von Wissenschaftlern des National Human Genome Research Institute (NHGRI), Teil der NIH, geleitet wurde, fand heraus, dass Personen, bei denen ADHS diagnostiziert wurde, Unterschiede in Genen aufwiesen, die für bekannte Chemikalien kodieren, die Gehirnzellen zur Kommunikation verwenden. Die Ergebnisse der in Molecular Psychiatry veröffentlichten Ergebnisse zeigen, wie genomische Unterschiede zu den Symptomen beitragen können.

Bis heute ist dies die erste Studie, die postmortales menschliches Gehirngewebe verwendet, um ADHS zu untersuchen. Andere Ansätze zur Untersuchung psychischer Gesundheitszustände umfassen das nicht-invasive Scannen des Gehirns, mit dem Forscher die Struktur und Aktivierung von Gehirnbereichen untersuchen können. Diesen Studien fehlen jedoch Informationen auf der Ebene der Gene und wie sie die Zellfunktion beeinflussen und Symptome hervorrufen könnten.

Die Forscher verwendeten eine genomische Technik namens RNA-Sequenzierung, um zu untersuchen, wie bestimmte Gene ein- oder ausgeschaltet werden, was auch als Genexpression bezeichnet wird. Sie untersuchten zwei verbundene Gehirnregionen, die mit ADHS assoziiert sind: das Caudat und den frontalen Kortex. Diese Regionen sind bekanntermaßen entscheidend für die Kontrolle der Aufmerksamkeit einer Person. Frühere Forschungen fanden Unterschiede in der Struktur und Aktivität dieser Gehirnregionen bei Personen mit ADHS.

Als eine der häufigsten psychischen Erkrankungen betrifft ADHS etwa 1 von 10 Kindern in den Vereinigten Staaten. Die Diagnose erfolgt häufig in der Kindheit, und die Symptome können bis ins Erwachsenenalter andauern. Personen mit ADHS können hyperaktiv sein und Schwierigkeiten haben, sich zu konzentrieren und Impulse zu kontrollieren, was ihre Fähigkeit, tägliche Aufgaben zu erledigen, und ihre Fähigkeit, sich in der Schule oder bei der Arbeit zu konzentrieren, beeinträchtigen kann.

Mit technologischen Fortschritten konnten Forscher mit ADHS assoziierte Gene identifizieren, aber sie konnten bis jetzt nicht bestimmen, wie genomische Unterschiede in diesen Genen im Gehirn wirken, um zu den Symptomen beizutragen.

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„Mehrere Arten von Genomstudien weisen auf die Expression derselben Gene hin“, sagte Gustavo Sudre, Ph.D., Associate Investigator in der Abteilung für Sozial- und Verhaltensforschung im intramuralen Forschungsprogramm des NHGRI, der diese Studie leitete. „Interessanterweise waren diese Unterschiede in der Genexpression denen ähnlich, die bei anderen Erkrankungen beobachtet wurden, was möglicherweise Unterschiede in der Funktionsweise des Gehirns widerspiegelt, beispielsweise bei Autismus.“

Wichtig ist, dass die Forscher herausfanden, dass diese Unterschiede die Expression von Genen beeinflussten, die für Neurotransmitter kodieren, die Chemikalien sind, die Gehirnzellen verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Die Ergebnisse zeigten insbesondere Unterschiede in der Genexpression für Glutamat-Neurotransmitter, die für Gehirnfunktionen wie Aufmerksamkeit und Lernen wichtig sind.

Die Studie fördert unser Verständnis von ADHS, indem sie zeigt, wie die Erkrankung mit Veränderungen in der Expression bestimmter Gene im Gehirn zusammenhängt. Dies ermöglicht uns, dem Verständnis näher zu kommen, wie genomische Unterschiede die Genexpression im Gehirn verändern und zu ADHS-Symptomen beitragen.“

Philip Shaw, MD, Ph.D., Senior Investigator in der Abteilung für Sozial- und Verhaltensforschung, Studienleiter

Postmortem-Studien sind wegen der begrenzten Spende von Hirngewebe selten, aber unglaublich wertvoll, weil sie den Forschern einen direkten experimentellen Zugang zum Gehirn ermöglichen.

„Solche postmortalen Studien haben unser Verständnis anderer psychischer Gesundheitsprobleme beschleunigt, aber bis jetzt haben sich keine solchen Studien mit ADHS befasst“, sagte Dr. Shaw.

Die Zusammenarbeit war für die Durchführung dieser Studie von entscheidender Bedeutung, einschließlich der Bemühungen von Andy Baxevanis, Ph.D., und Derek Gildea, Ph.D., vom Bioinformatics and Scientific Programming Core des NHGRI; Laura Elnitski, Ph.D., NHGRI-Ermittlerin; und der Human Brain Collection Core am National Institute of Mental Health, das von Stefano Marenco, Ph.D.

Quelle:

Nationales Gesundheitsinstitut

Referenz:

Sudre, G., et al. (2022) Kartierung des kortiko-striatalen Transkriptoms bei Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung. Molekulare Psychiatrie. doi.org/10.1038/s41380-022-01844-9.

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