Research on RNA methylation regulators in schizophrenia

Schizophrenie ist eine tiefgreifende und oft schwächende psychische Erkrankung, die etwa ein Prozent der Menschen weltweit betrifft. Sie tritt typischerweise im späten Jugendalter oder im frühen Erwachsenenalter auf und stört die Fähigkeit eines Menschen, klar zu denken, Emotionen zu regulieren und mit der Welt zu interagieren. Jahrzehntelang haben Ärzte diese Krankheit ausschließlich basierend darauf diagnostiziert, was Patienten sagen und wie sie sich verhalten, indem sie nach spezifischen Symptommustern suchten. Es gibt keinen Bluttest, keinen Gehirnscan und kein einfaches Laborergebnis, das die Diagnose bestätigen kann. Dieser Mangel an einem objektiven Marker erschwert die Früherkennung und führt dazu, dass viele Patienten nicht die präzise Hilfe erhalten, die sie benötigen. Wissenschaftler vermuten seit langem, dass die Wurzeln der Störung in einer komplexen Mischung aus Genen und Umwelt liegen, aber die exakten biologischen Schalter, die fehlgesteuert werden, sind bisher im Verborgenen geblieben. In den letzten Jahren richtete sich die Aufmerksamkeit auf eine Ebene der biologischen Regulation, die direkt über dem genetischen Code liegt. Dieses Feld, bekannt als Epigenetik, untersucht, wie Zellen Gene an- und ausschalten, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Ein spezifischer Mechanismus, bei dem ein chemisches Etikett an RNA-Moleküle angehängt wird, hat sich als entscheidender Akteur für die Entwicklung und Funktion des Gehirns herausgestellt.

Ein Forschungsteam aus China und Kanada unternahm den Versuch, dieses spezifische chemische Markierungssystem im Kontext der Schizophrenie zu untersuchen. Sie konzentrierten sich auf eine Art von Modifikation namens N6-Methyladenosin oder m6A, die wie ein Lautstärkeregler für die Anweisungen fungiert, die Zellen nutzen, um Proteine aufzubauen. Dieser Prozess wird von einem Team von Proteinen gesteuert, die das Etikett hinzufügen, es entfernen oder es „lesen“ können, um zu entscheiden, was als Nächstes geschieht. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass, wenn diese „Lautstärkeregler“ bei Menschen mit Schizophrenie defekt sind oder auf den falschen Ebenen eingestellt sind, dies eine nachweisbare Spur in ihrem Blut hinterlassen könnte. Um dies zu testen, wandten sie sich zunächst an eine massive Sammlung bestehender genetischer Daten von über zweihundert Personen, von denen die Hälfte an Schizophrenie litt. Durch den Vergleich der Blutproben von Patienten mit gesunden Menschen scannten sie nach Unterschieden in der Aktivität von einundzwanzig spezifischen Proteinen, die für dieses RNA-Markierungssystem verantwortlich sind.

Die Analyse ergab, dass sechs dieser regulatorischen Proteine bei den Patienten anders reagierten. Vier von ihnen waren weniger aktiv als üblich, während zwei aktiver waren. Um zu sehen, ob diese Veränderungen tatsächlich dabei helfen könnten, die Krankheit zu identifizieren, nutzten die Forscher Computermodelle, um ein Diagnosewerkzeug zu simulieren. Sie fanden heraus, dass ein Modell, das auf diesen sechs Proteinen basiert, zwischen Patienten und gesunden Individuen genauer unterscheiden konnte als andere Standardmethoden. Die Studie untersuchte auch, wie diese Proteinveränderungen mit dem Immunsystem des Körpers zusammenhängen könnten. Durch die Gruppierung von Patienten basierend auf ihren Proteinprofilen entdeckten sie, dass verschiedene Gruppen über distinkte Muster an zirkulierenden Immunzellen im Blut verfügten, was darauf hindeutet, dass die Störung in unterschiedlichen biologischen Subtypen manifestieren kann.

Die Forscher wussten jedoch, dass die Computeranalyse öffentlicher Daten nur der erste Schritt ist. Um zu verifizieren, ob diese Ergebnisse real oder lediglich ein statistischer Zufall waren, führten sie ein neues Experiment mit frischen Blutproben durch. Sie rekrutierten sechzig Patienten mit Schizophrenie und siebenundvierzig gesunde Freiwillige aus Krankenhäusern in Kunming und Yuxi. Sie sammelten sorgfältig Blut, isolierten die weißen Blutkörperchen und maßen die tatsächlichen Mengen der sechs betreffenden Proteine. Die Ergebnisse waren eine Mischung aus Bestätigung und Überraschung. Ein Protein, genannt FTO, zeigte ein konsistentes Muster: Es war sowohl in der ursprünglichen Computeranalyse als auch in diesem neuen, praktischen Experiment im Blut von Schizophrenie-Patienten signifikant niedriger. Diese Konsistenz macht FTO zu einem starken Kandidaten für einen zukünftigen blutbasierten Marker.

Dennoch verlief die Geschichte für alle Proteine nicht einheitlich. Während die Computendaten darauf hindeuteten, dass zwei weitere Proteine bei Patienten erhöht seien, zeigten die neuen Bluttests, dass sie tatsächlich niedriger waren. Drei weitere Proteine zeigten in den neuen Proben gar keinen klaren Unterschied. Die Forscher merkten an, dass diese Diskrepanzen wahrscheinlich auf Unterschiede in den untersuchten Personengruppen zurückzuführen sind; die ursprünglichen Daten stammten von älteren Patienten, während die neue Gruppe aus jüngeren, medikamentös stabilisierten Individuen bestand. Diese Faktoren sowie die natürliche Komplexität des Blutes können die Ergebnisse verschieben. Trotz der gemischten Ergebnisse für die meisten Proteine sticht der konsistente Abfall der FTO-Werte hervor. Die Studie legt nahe, dass dieses spezifische Protein, das hilft, chemische Etiketten von der RNA zu entfernen, bei Menschen mit Schizophrenie zuverlässig reduziert ist.

Die Erkenntnisse bieten einen Einblick in die biologische Maschinerie der Krankheit und verknüpfen eine spezifische molekulare Veränderung mit dem Verhalten des Immunsystems im Körper. Die Forscher identifizierten, dass die Spiegel dieser RNA-Regulatoren mit dem Vorhandensein bestimmter Immunzellen korrelieren, was darauf hindeutet, dass die Störung ein komplexes Zusammenspiel zwischen Genregulation und Immunfunktion beinhaltet. Obwohl die Studie nicht beweist, dass diese Veränderungen Schizophrenie verursachen, und noch keinen fertigen Test bietet, den Ärzte morgen anwenden könnten, liefert sie einen konkreten Anhaltspunkt. Die konsistente Reduktion von FTO deutet auf einen potenziellen Weg hin, um objektive Werkzeuge zur Diagnose und zum Verständnis der verschiedenen Formen dieser herausfordernden Erkrankung zu entwickeln. Die Arbeit unterstreicht, dass, obwohl das Gehirn der Sitz der Störung ist, die Hinweise zu ihrem Wesen im Blut zirkulieren können, bereit, verstanden zu werden.