Studie identifiziert Protein-Biomarker und mögliche Behandlung für Schizophrenie

Aktuelle Schizophrenie-Medikamente behandeln Symptome wie Halluzinationen und Wahnvorstellungen, helfen jedoch kaum bei kognitiven Symptomen wie desorganisiertem Denken oder Funktionsstörungen der Exekutive. Dies führt dazu, dass viele Patienten arbeitsunfähig sind, lebenslang auf die Unterstützung ihrer Familie angewiesen sind, obdachlos werden oder in manchen Fällen Selbstmordgedanken und -handlungen entwickeln.

Eine neue Studie der Northwestern University an Menschen und Mäusen hat einen neuartigen Biomarker für Schizophrenie entdeckt, der auch als neuer Medikamentenkandidat zur Behandlung der kognitiven Symptome der Störung dienen könnte. Schizophrenie betrifft 0,5 % der Weltbevölkerung, darunter etwa zwei Millionen Menschen in den USA

Aufgrund dieser kognitiven Defizite können sich viele Menschen mit Schizophrenie nicht gut in die Gesellschaft integrieren. Unsere Entdeckung könnte diese Herausforderungen lösen, indem sie die Grundlage für eine revolutionäre und völlig neuartige Behandlungsstrategie durch einen Tandem-Biomarker-Peptid-Therapieansatz schafft.“

Peter Penzes, korrespondierender Autor, Professor für Neurowissenschaften, Pharmakologie sowie Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften, Feinberg School of Medicine der Northwestern University

Die Studie wird am 19. März in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht.

Penzes ist außerdem Direktor des Zentrums für Autismus und Neuroentwicklung in Feinberg.

Durch die Zugabe von synthetischem Protein werden abnormale Aktivitäten der Gehirnschaltkreise korrigiert

Durch die Untersuchung der Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit von mehr als 100 Schizophreniepatienten und gesunden Kontrollpersonen identifizierten die Wissenschaftler eine bisher unbekannte, frei zirkulierende Form eines Gehirnproteins namens Cacna2d1. Die Studie ergab, dass bei Patienten mit Schizophrenie die Konzentrationen dieses Proteinsignals im Vergleich zu Kontrollpersonen verringert sind, was zu überaktiven oder übererregten Schaltkreisen im Gehirn führt.

Das Team erstellte eine synthetische Version des Proteins (mit dem Namen SEAD1) und testete sie in einem Mausmodell für genetische Schizophrenie. Eine einzige Injektion von SEAD1 in die Gehirne der Tiere korrigierte sowohl die abnormale Aktivität der Hirnschaltkreise als auch die mit der Störung verbundenen Verhaltensprobleme. Wichtig sei, dass die Behandlung keine beobachtbaren negativen Nebenwirkungen wie Sedierung oder eingeschränkte Bewegung verursachte, sagten die Studienautoren.

„Unsere Behandlung öffnet wieder ein entscheidendes Fenster zur Neuverdrahtung von Verbindungen im erwachsenen Gehirn“, sagte Erstautor Marc Dos Santos, wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Neurowissenschaften bei Feinberg. „Es wird angenommen, dass die mangelnde Plastizität des Gehirns ein Schlüsselfaktor für die Entwicklung von Symptomen bei Schizophrenie ist. Die Reformierung der Synapsen könnte auch bei anderen psychischen Störungen wie Depressionen von Vorteil sein.“

Dos Santos sagte, das Team wisse noch nicht, wie lange die therapeutischen Wirkungen anhalten, sie planen jedoch, diesen Aspekt in zukünftigen Experimenten zu untersuchen. Das Forschungsteam optimiert dieses Protein nun für zukünftige klinische Studien bei Patienten mit 16p11.2-Duplikationssyndrom, das mit einem zehnfachen Risiko für die Entwicklung einer Schizophrenie verbunden ist, sagte Penzes.

Warum ein Biomarker für eine psychiatrische Störung so wichtig ist

Während es Biomarker zur Diagnose von Krankheiten gibt – wie Blutzucker bei Diabetes oder Cholesterin bei Herzerkrankungen – sei die Diagnose psychiatrischer Störungen viel subjektiver, sagte Penzes.

Darüber hinaus schneiden viele potenzielle Medikamente in klinischen Studien nicht gut ab oder scheitern später aufgrund der Vielfalt der menschlichen Biologie. Durch die Identifizierung eines spezifischen Schizophrenie-Biomarkers in dieser Studie können die Wissenschaftler nun eine Untergruppe von Menschen identifizieren, die höchstwahrscheinlich gut auf dieses SEAD1-basierte Peptid-Medikament ansprechen würden.

Die Biomarker-Therapie-Kombination ist revolutionär, da sie den Biomarker verwendet, um Patienten zu identifizieren, die am wahrscheinlichsten von dieser Behandlung profitieren, und das Biomarker-verwandte Peptid-Medikament zur Behandlung derselben Patienten verwendet.

„Die Erfolgsquote der klinischen Studien wäre viel höher und die Behandlungen würden viel besser wirken, weil man das neue Medikament genau den Menschen verabreichen würde, die tatsächlich auf das Medikament ansprechen könnten“, sagte Penzes. „Der nächste Schritt für uns wäre die Entwicklung eines Blutbiomarkers, um eine Untergruppe von Schizophreniepatienten zu identifizieren, die auf diese Behandlung ansprechen können, und ihnen dann dieses Peptid zu verabreichen – fast wie Ozempic gegen Schizophrenie, eine Injektion, die man einmal pro Woche verabreichen kann.“

Die Studie trägt den „Lösliches α2δ-1, verändert im krankheitsbedingten Liquor, moduliert die Netzwerkhomöostase und behebt Defizite in einem neuropsychiatrischen Mausmodell.“ Weitere Autoren der Northwestern-Studie sind Marc P. Forrest, Ewa Bomba-Warczak, Soumil Dey, Euan Parnell, Jessica M. Christiansen, Seby L. Edassery, Blair L. Eckman, Catherine R. Lammert, M. Dolores Martin-de-Saavedra, Marco Martina und Jeffrey N. Savas.

Quellen: