Stress-Related Methylation Risk Scores Predict Coronary Heart Disease

Stellen Sie sich Ihren Körper als eine geschäftige Stadt vor, in der jedes Gebäude eine Zelle ist und die Baupläne dafür, wie diese Gebäude funktionieren, in Ihrer DNA geschrieben stehen. Normalerweise sind diese Baupläne in einem Tresor eingeschlossen, aber manchmal muss die Stadt ändern, wie ein Gebäude arbeitet, ohne den gesamten Bauplan neu zu schreiben. Hier kommt die Epigenetik ins Spiel. Betrachten Sie die Epigenetik als eine Schicht aus Haftnotizen, Textmarkern und Büroklammern, die Sie an die Baupläne heften können. Diese Markierungen verändern nicht die Wörter auf der Seite, aber sie sagen der Bauteam der Zelle, welche Teile sie bauen soll, welche sie ignorieren soll und wie laut sie schreien soll. Eine der häufigsten Arten dieser „Haftnotizen“ wird DNA-Methylierung genannt.

Stellen Sie sich nun vor, die Stadt steht unter ständigem Stress – vielleicht gibt es eine laute Baustelle, einen Stau oder einen beängstigenden Sturm. Wenn eine Person hohem psychosozialen Stress ausgesetzt ist (wie etwa durch den Verlust eines Arbeitsplatzes, eine Trennung oder einen Familiennotfall), ist das wie ein stadtweiter Alarm, der losgeht. Wissenschaftler wissen seit langem, dass diese Art von Stress schlecht für Ihr Herz ist, insbesondere für die Koronare Herzkrankheit (KHK), bei der die Straßen (Arterien), die das Herz versorgen, verstopft werden. Aber lange Zeit wussten wir nicht, wie der Stress tatsächlich in die Baupläne gelangte, um die Verstopfung zu verursachen. Führte der Stress nur dazu, dass Menschen sich schlecht ernährten? Oder veränderte er physisch die Art und Weise, wie ihre Zellen ihre eigenen Anweisungen lesen? Dieses Paper taucht in dieses Rätsel ein und fragt, ob Stress einen spezifischen „Fingerabdruck“ auf unserer DNA hinterlässt, der eine zukünftige Herzattacke vorhersagen kann.

Die Geschichte der stressigen Haftnotizen

In dieser Studie beschloss ein Team von Forschern, Detektiv zu spielen. Sie wollten sehen, ob sie ein spezifisches Muster von „Haftnotizen“ (Methylierung) finden konnten, das auftrat, wenn Menschen gestresst waren, und dann prüfen, ob dieses Muster vorhersagen konnte, wer später eine Herzkrankheit bekommen würde. Sie konzentrierten sich auf eine Gruppe von postmenopausalen Frauen aus der Women's Health Initiative (WHI), einem riesigen Projekt, das Tausende von Frauen über viele Jahre hinweg verfolgt.

Zuerst fragten die Forscher diese Frauen nach ihrem Leben. Sie nutzten einen Fragebogen, um „stressige Lebensereignisse“ (SLEs) des vergangenen Jahres zu zählen, wie etwa den Tod eines Angehörigen, eine Scheidung oder den Verlust eines Arbeitsplatzes. Sie nahmen auch Blutproben, um die DNA-Methylierung in den Zellen zu untersuchen. Es war, als würde man ein Schnappschuss der Baupläne der Stadt machen, um zu sehen, welche die meisten „Stress-Notizen“ angeheftet haben.

Die große Entdeckung: Der Stress-Score
Die Forscher fanden heraus, dass Frauen, die über höheren Stress berichteten, ein sehr deutliches Muster von Haftnotizen auf ihrer DNA hatten. Sie identifizierten 841 spezifische Stellen auf der DNA, an denen sich die Methylierung änderte, wenn der Stress hoch war. Die meisten dieser Stellen (742 davon) hatten weniger Haftnotizen als üblich (hypomethyliert), während einige wenige mehr hatten (hypermethyliert).

Um dies leichter nachverfolgbar zu machen, erstellten die Wissenschaftler einen „Stress-Methylierungs-Risiko-Score“ (MRS). Denken Sie an diesen Score wie an ein Stress-Thermometer, das aus DNA besteht.

• MRS841: Ein Score, der auf allen 841 stressbedingten Stellen basiert.
• MRS13: Ein einfacherer Score, der nur auf den 13 stärksten, zuverlässigsten Stellen basiert.

Sie fragten dann: „Sagt dieses Stress-Thermometer eine Herzattacke voraus?“
Die Antwort war ein klares Ja. In der ursprünglichen Gruppe von Frauen waren diejenigen mit einem höheren Stress-Score (was bedeutete, dass ihre DNA eher so aussah, als hätte sie eine stressige Zeit durchgemacht) mit einer Wahrscheinlichkeit von 33 % bis 37 % höher, in den nächsten 16,7 Jahren (im Durchschnitt) an einer Herzkrankheit zu erkranken, im Vergleich zu denen mit niedrigeren Scores. Dies war kein Zufall; die Mathematik zeigte eine sehr starke Verbindung, selbst nachdem andere Faktoren wie Rauchen oder Gewicht berücksichtigt wurden.

Das „Mittelsmann“-Rätsel
Die Forscher wollten auch wissen: Verursacht der Stress die Herzkrankheit durch diese DNA-Veränderungen? Es stellt sich heraus, dass etwa 16,5 % bis 17,7 % des Grundes, warum gestresste Menschen eine Herzkrankheit bekommen, darin liegt, dass ihre DNA auf diese Weise markiert wird. Der Stress verändert die DNA, und diese Veränderungen scheinen das Herz in Richtung Probleme zu drängen. Es ist nicht der einzige Grund (Stress beeinflusst auch die Ernährung und den Schlaf), aber es ist ein bedeutendes Puzzleteil.

Testen der Theorie an neuen Gruppen
Um sicherzustellen, dass dies nicht nur eine seltsame Eigenheit der ersten Gruppe von Frauen war, testete das Team ihr „Stress-Thermometer“ an zwei anderen großen Gruppen von Menschen: der Jackson Heart Study (überwiegend afroamerikanische Männer und Frauen) und der Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (eine Mischung aus verschiedenen Ethnien sowie Männern und Frauen).

• Der einfachere Score (MRS13) funktionierte in diesen neuen Gruppen perfekt und sagte das Risiko für Herzkrankheiten genauso gut voraus wie in der ersten Gruppe.
• Der größere Score (MRS841) zeigte einen ähnlichen Trend, erreichte aber in diesen neuen Gruppen nicht ganz das gleiche Niveau an statistischer Sicherheit, wahrscheinlich weil die „Stress-Notizen“ bei Menschen, die nicht alle postmenopausale Frauen waren, etwas anders aussehen.

Genauer hinsehen: Wer leistet die Arbeit?
Hier wird es richtig spannend. Blut ist nicht einfach eine große Suppe; es ist eine Mischung aus verschiedenen Arten von Zellen, wie Soldaten (weiße Blutkörperchen), die den Körper patrouillieren. Die Forscher nutzten einen speziellen Computer-Trick namens Tensor-Kompositionsanalyse, um herauszufinden, welcher spezifische „Soldat“ die Stress-Notizen trug.
Sie fanden heraus, dass Monozyten (eine Art von Immunzelle, die wie ein Ersthelfer fungiert) die Hauptverantwortlichen waren. Von den 841 Stress-Stellen veränderten sich 133 von ihnen spezifisch in den Monozyten. Tatsächlich waren fast alle diese Veränderungen in den Monozyten „Hypomethylierung“ (Verlust von Haftnotizen), was darauf hindeutet, dass der Stress diesen Immunzellen befiehlt, aktiver zu werden und vielleicht entzündungsfördernder zu wirken. Es ist, als ob der Stressalarm den Monozyten befiehlt, ihre Schilde fallen zu lassen und statfangen zu schreien, was schließlich die Straßen des Herzens verstopft.

Was dies bedeutet (und was es nicht bedeutet)

Das Paper legt nahe, dass Stress eine physische, messbare Spur auf unserer DNA hinterlässt, insbesondere in unseren Immunzellen, und dass diese Spur als Frühwarnsystem für Herzkrankheiten dienen kann. Es ist wie das Finden eines Fettflecks auf einem Bauplan, der anzeigt, dass eine Maschine kurz vor dem Überhitzen steht.

Die Autoren sind jedoch vorsichtig zu betonen, dass dies noch kein magisches Heilmittel ist.

• Sie haben nicht bewiesen, dass das Beheben der Haftnotizen Herzkrankheiten verhindert; sie haben nur festgestellt, dass die Notizen existieren.
• Sie konnten das „Stress-Thermometer“ in den anderen Gruppen nicht auf Stresslevel testen, da diese Gruppen nicht über dieselben Stress-Fragebögen verfügten, sodass sie nicht sicher sagen können, ob der Score Stress bei Männern oder jüngeren Menschen vorhersagt, sondern nur, dass er Herzkrankheiten vorhersagt.
• Die Studie basiert auf Beobachtungen, daher ist der Zusammenhang zwar stark, aber sie beweist nicht, dass die DNA-Veränderungen allein die Herzkrankheit verursachen (obwohl die Mathematik nahelegt, dass sie eine große Rolle spielen).

Kurz gesagt: Diese Forschung gibt uns eine neue Art, Stress zu betrachten: Er ist nicht nur ein Gefühl in Ihrem Kopf; es ist eine physische Veränderung in Ihren Zellen, an die sich Ihr Körper erinnert, und dieses Gedächtnis könnte der Schlüssel dazu sein, warum Stress so hart auf Ihr Herz wirkt.