Cellular senescence changes and their association with brain structure in schizophrenia and major depressive disorder
Diese Studie zeigt auf, dass sowohl Schizophrenie als auch die Major Depression mit erhöhten zellulären Seneszenzmarkern (SASP-Indizes) assoziiert sind, diese Marker jedoch mit lokalisierten Reduktionen in spezifischen kortikalen Oberflächenbereichen korrelieren, die mit der auditiven und sprachlichen Verarbeitung bei Schizophrenie zusammenhängen, anstatt mit globaler Hirnalterung.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Menschen mit Schizophrenie und schwerer depressiver Störung stehen oft vor der Realität einer kürzeren Lebenserwartung als die Allgemeinbevölkerung, eine Realität, die nicht nur durch Lebensstilfaktoren, sondern durch eine tiefere, biologische Beschleunigung des Alterns angetrieben wird. In unserem Körper haben Zellen eine natürliche Grenze, wie oft sie sich teilen können; sobald sie diese Grenze erreichen, hören sie auf zu wachsen, sterben aber nicht ab. Stattdessen treten sie in einen Zustand namens zelluläre Seneszenz ein. Stellen Sie sich diese Zellen wie Rentner vor, die, anstatt das Gebäude zu verlassen, bleiben und stattdessen ständig jammern, wobei sie eine Wolke aus entzündlichen Chemikalien freisetzen, die ihre Nachbarn reizen und das umliegende Gewebe schädigen. Diese Wolke aus Chemikalien ist als seneszenz-assoziierter sekretorischer Phänotyp oder SASP bekannt. Während Wissenschaftler lange Zeit vermutet haben, dass dieser Prozess bei Menschen mit schweren psychischen Erkrankungen zu früh oder zu intensiv ablaufen könnte, blieb der genaue Zusammenhang zwischen diesen alternden Zellen und der physischen Struktur des Gehirns ein Rätsel.
Ein Team von Forschern der Universität Tokio und der Harvard Medical School machte sich daran, dieses Rätsel zu lösen, indem sie Blut und Gehirne von 119 Personen untersuchten. Die Gruppe umfasste Personen mit der Diagnose Schizophrenie, Personen mit schwerer depressiver Störung und gesunde Freiwillige. Die Wissenschaftler sammelten Blutproben, um einen spezifischen Satz von Proteinen zu messen, die mit jener entzündlichen „Wolke“ alternder Zellen assoziiert sind. Sie kombinierten diese Messungen zu einem einzigen Score, einem zusammengesetzten Index, der wie ein Zeugnis dafür dient, wie viel zelluläre Alterung im Körper stattfindet. Gleichzeitig unterzogen sich die Teilnehmer detaillierten MRT-Scans ihres Gehirns. Die Forscher nutzten diese Scans, um ein „gehirngestütztes Alter“ zu berechnen – eine Zahl, die schätzt, wie alt ein Gehirn basierend auf seiner Struktur aussieht – und verglichen dies mit dem tatsächlichen Alter der Person, um zu sehen, ob das Gehirn älter erschien, als es sein sollte. Sie maßen auch die Größe und Dicke spezifischer Hirnregionen, um zu sehen, ob die alternden Zellen bestimmte Teile des Gehirns schrumpfen oder ausdünnen ließen.
Die Studie bestätigte, was viele bereits vermutet hatten: Das Blut von Menschen mit sowohl Schizophrenie als auch schwerer depressiver Störung zeigte signifikant höhere Werte dieser altersbedingten Proteine im Vergleich zu den gesunden Freiwilligen. Mit anderen Worten: Die zelluläre Entzündungswolke war in beiden Patientengruppen dichter. Dieser Befund deutet darauf, dass beschleunigte biologische Alterung ein gemeinsames Merkmal dieser zwei unterschiedlichen Störungen ist. Als die Forscher jedoch die Gehirnscans betrachteten, wurde die Geschichte komplexer. Sie fanden heraus, dass Menschen mit Schizophrenie zwar Gehirne hatten, die älter als ihr eigentliches Alter aussah, diese „Gehirnalters“-Lücke jedoch nicht mit dem Niveau der Alterungsproteine in ihrem Blut korrelierte. Dasselbe galt für die Gruppe mit Depressionen. Das Fehlen eines direkten Zusammenhangs zwischen den Blutmarkern und dem Gesamtalter des Gehirns legt nahe, dass der Alterungsprozess im Körper und der Alterungsprozess im Gehirn bei diesen Patienten unabhängig voneinander ablaufen könnten.
Die aufschlussreichste Entdeckung gelang den Wissenschaftlern, als sie aufhörten, das Gehirn als Ganzes zu betrachten, und anfingen, spezifische „Nachbarschaften“ darin zu untersuchen. Sie fanden eine klare, negative Verbindung zwischen den Alterungsproteinen und der Oberfläche zweier sehr spezifischer Regionen in den Gehirnen von Menschen mit Schizophrenie: dem linken Gyrus transversus temporalis und dem rechten Gyrus inferior frontalis. Diese Bereiche sind entscheidend für das Hören, die Sprache und das Verarbeiten komplexer Gedanken. Je höher das Niveau der Alterungsproteine in einem Patienten im Blut war, desto kleiner neigten diese spezifischen Hirnregionen in ihrer Oberfläche zu sein. Diese Beziehung wurde weder bei den gesunden Freiwilligen noch bei den Patienten mit Depressionen beobachtet, noch wurde sie in anderen Teilen des Gehirns gefunden. Es scheint, dass der zelluläre Alterungsprozess nicht das gesamte Gehirn gleichmäßig schrumpfen lässt, sondern vielmehr diese spezifischen Zonen angreift, die ohnehin als vulnerabel bei Schizophrenie bekannt sind.
Diese Erkenntnisse bieten eine neue Perspektive darauf, wie psychische Erkrankungen mit den Alterungsmechanismen des Körpers interagieren könnten. Die Daten legen nahe, dass, während die zelluläre Alterung des Körpers bei sowohl Schizophrenie als auch Depression erhöht ist, ihre physische Auswirkung auf das Gehirn hochgradig lokalisiert ist. Bei Schizophrenie könnten die Entzündungssignale aus alternden Zellen zur Schrumpfung spezifischer Hirnregionen beitragen, die für Sprache und auditive Verarbeitung verantwortlich sind – jene Bereiche, die oft die Ursache für Symptome wie Halluzinationen oder desorganisiertes Denken sind. Die Studie beweist nicht, dass diese alternden Zellen die Krankheit verursachen, noch legt sie nahe, dass die Behandlung dieser Zellen die Erkrankung heilen wird, aber sie liefert eine konkrete biologische Landkarte, an der die Schädigung auftritt. Indem sie identifizierten, dass der Alterungsprozess gezielt bestimmte Hirnstrukturen statt des gesamten Organs angreift, weist die Forschung auf ein präziseres Verständnis der neuronalen Grundlagen der Schizophrenie hin und grenzt diese von den breiteren Alterungsmustern ab, die bei Depressionen zu sehen sind.
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