Manie Verdoppeltes Gen bringt Hirn-Chemie durcheinander

Wie entsteht manisches Verhalten? Ein verdoppeltes Gen könnte in manchen Fällen dafür verantwortlich sein, berichten Wissenschaftler. Ihre Forschung kann erklären, warum einigen Patienten etablierte Medikamente nicht helfen.

Synapse (künstlerische Darstellung): Shank3-Gen beeinflusst Signalweiterleitung im Gehirn
Corbis

Synapse (künstlerische Darstellung): Shank3-Gen beeinflusst Signalweiterleitung im Gehirn


Das elfjährige Mädchen leidet an ADHS, Kleptomanie und hat epileptische Anfälle. In ihrem Genom findet sich ein Fehler: Ein Abschnitt wurde verdoppelt. Dieser Erbgut-Bereich liegt auch bei einem 35-jährigen Mann zweifach vor, der eine bipolare Störung und Epilepsie hat.

Laut einer im Fachmagazin "Nature" veröffentlichten Studie ist ein in der verdoppelten Region liegendes Gen mitverantwortlich für die Probleme - das sogenannte Shank3. Forscher um Kihoon Han vom Baylor College of Medicine in Houston, Texas, untersuchten mit Hilfe von transgenen Mäusen, wie sich eine Überproduktion von Shank3 auswirkt.

Bei einer Verdopplung von Erbgut-Abschnitten sind meist größere Regionen dupliziert, die diverse Gene enthalten. Das US-amerikanische Forscherteam wollte deshalb bestätigen, dass tatsächlich Shank3 die Probleme hervorruft. Mutationen in diesem Gen wurden bereits mit Schizophrenie und Autismus in Zusammenhang gebracht, die Vermutung lag also nahe. Zudem ist bekannt, dass das Shank3-Protein am Aufbau von Synapsen beteiligt ist, die Signale zwischen Nervenzellen weiterleiten.

Die Wissenschaftler züchteten Mäuse, die rund 50 Prozent mehr Shank3-Protein produzierten. Die Tiere reagierten tatsächlich stärker auf Geräusche, hatten ungewöhnliche Rhythmen von Aktivität und Ruhe und fraßen mehr als gewöhnliche Mäuse. Dies seien alles Verhaltensweisen, die Menschen in einer manischen Phase zeigen, schreiben die Forscher. Die Mäuse waren zudem hyperaktiv und hatten Krampfanfälle, unter denen ihre Verwandten nicht litten.

Zwei Medikamente getestet

Um das Wirken von Shank3 und die Folgen einer Überproduktion des Proteins besser zu verstehen, untersuchten die Forscher, mit welchen anderen Proteinen es in der Zelle Kontakt hat: 404 Einträge hat das sogenannte Interaktom. Aus diesem komplizierten Zusammenspiel pickten sich die Forscher einige Interaktionen heraus, bei denen ein Zuviel an Shank3 negative Folgen mit sich bringt. Sie ergründeten also, welche Prozesse in der Zelle so aus dem Ruder laufen, dass es zu den beobachteten Symptomen kommt.

Zwei bei Manie eingesetzte Wirkstoffe, Lithium und Valproat, testeten die Forscher außerdem an den Mäusen. Lithium änderte das Verhalten der Tiere nicht, Valproat dagegen schon. Die Mäuse wurden ruhiger, die Zahl der Anfälle ging zurück. Es komme durchaus vor, dass Menschen mit einer bipolaren Störung nicht auf eine Lithiumtherapie ansprächen, schreiben die Forscher. Bei einer bipolaren Störung durchleben die Betroffenen manische und depressive Phase.

Die Forscher vermuten aufgrund ihrer Versuche, dass es mindestens zwei grundlegende Zell-Mechanismen gibt, die zu einer bipolaren Störung führen können. Zum einen ein bereits länger bekannter, der auf einer Störung des Enzyms GSK-3 beruht und mit Lithium behandelt werden kann. Zum anderen eben die nun erforschte Überproduktion von Shank3, bei der Lithium nicht hilft, aber Valproat. Und basierend auf den nun gewonnenen Erkenntnissen lassen sich eventuell weitere Wirkstoffe finden, welche die Vorgänge in den Nervenzellen wieder ins Gleichgewicht bringen.

wbr

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