Genetic and epigenetic correlates of co-occurring behavioral problems in early childhood

Elk kind ervaart momenten van bezorgdheid, boosheid of moeilijkheden met het omgaan met anderen. Voor de meesten zijn dit vluchtige fasen van opgroeien. Voor sommigen klonteren deze gedragingen echter samen op manieren die aanhouden en dieper worden, wat een zwaardere last van emotionele en gedragsproblemen creëert. Wetenschappers weten al lang dat wanneer een kind worstelt met zowel interne zorgen, zoals angst en terugtrekking, als externe acties, zoals agressie en brutaal gedrag, de uitkomst vaak ernstiger is dan wanneer ze slechts met één type probleem alleen te maken zouden krijgen. Toch blijft de biologische wortel van deze specifieke combinatie een mysterie. We weten dat genen een rol spelen in hoe onze hersenen zich ontwikkelen en hoe we onze emoties reguleren, maar we hebben nog geen duidelijke kaart van hoe deze genetische instructies vertalen naar de complexe mix van gedragingen die bij jonge kinderen worden gezien. Het begrijpen van deze connectie is cruciaal, omdat het ons kan helpen kinderen te identificeren die een risico lopen op langdurige problemen in een veel eerder stadium, wat potentieel ondersteuning mogelijk maakt voordat problemen zich diep nestelen.

Om deze verborgen biologische signalen te verkennen, richtten onderzoekers zich op een grootschalige studie naar gezinnen in Noorwegen, bekend als de Mother, Father, and Child Cohort Study. Ze concentreerden zich op kinderen op twee specifieke leeftijden: drie en vijf jaar oud. Op deze jonge leeftijden is het gedrag nog in ontwikkeling, en wetenschappers wilden zien of de biologische markers van deze problemen vaag en verspreid waren, of dat ze duidelijker en georganiseerder werden naarmate de kinderen ouder werden. Het team keek naar twee soorten biologische gegevens. Ten eerste onderzochten ze het DNA van de kinderen, de instructiehandleiding die in elke cel wordt gevonden, om te zien of specifieke genetische variaties gekoppeld waren aan deze gedragspatronen. Ten tweede keken ze naar chemische tags die aan het DNA zijn bevestigd in navelstrengbloed dat bij de geboorte is verzameld. Deze tags, genaamd methylering, werken als volumeknoppen die genen harder of zachter kunnen zetten en worden beïnvloed door de omgeving die een foetus voor de geboorte ervaart. Door deze biologische momentopnames te vergelijken met het gedrag van de kinderen jaren later, hoopten de onderzoekers een moleculaire signatuur te vinden voor kinderen die worstelen met zowel interne als externe problemen.

De onderzoekers sorteerden de kinderen eerst in groepen op basis van hoe hun moeders hun gedrag beschreven. Sommige kinderen waren kalm en goed aangepast, terwijl anderen voornamelijk angst vertoonden, voornamelijk agressie, of een combinatie van beide. Vervolgens scantten ze het volledige genoom van duizenden kinderen om te zoeken naar een enkele letter in de genetische code die vaker voorkwam bij de kinderen met samenhangende problemen. De zoektocht was moeilijk omdat de genetische signalen voor vroeg kindergedrag ongelooflijk zwak zijn. Sterker nog, toen ze naar de driejarigen keken, vonden ze bijna geen duidelijke genetische link. Echter, tegen de tijd dat de kinderen vijf jaar oud waren, viel één plek op de genetische kaart op. Deze bevond zich op chromosoom 13, een lange streng DNA, en was specifiek geassocieerd met de kinderen die zowel angst als agressie vertoonden. Hoewel deze enkele plek niet alles verklaart, is het een concreet startpunt, gelegen nabij genen die bekend staan om hun betrokkenheid bij hoe hersencellen communiceren en ontwikkelen.

Om een breder beeld te krijgen, berekenden de onderzoekers ook een "polygene score" voor elk kind. Je kunt dit zien als een cumulatieve telling van duizenden kleine genetische invloeden die optellen tot een algemeen risico voor bepaalde eigenschappen. Deze aanpak bleek het meest onthullende instrument in hun studie. De scores toonden aan dat kinderen met aanhoudende gedragsproblemen, vooral degenen met samenhangende problemen, een zwaardere last droegen van genetische risicofactoren gerelateerd aan een breed scala aan psychiatrische en cognitieve kenmerken. Interessant genoeg veranderde het patroon van deze risico's naarmate de kinderen groeiden. Op driejarige leeftijd leek een genetisch risico op aandachtsproblemen nauwer verbonden met agressie. Tegen de tijd dat ze vijf jaar oud waren, had datzelfde genetische risico van associatie verschoven en sterker gelinkt met internaliserende problemen zoals angst. Dit suggereert dat de manier waarop onze genen zich in gedrag uiten niet vaststaat; het evolueert naarmate het brein en de persoonlijkheid van een kind rijpen. De genetische aanleg voor deze problemen is er vanaf het begin, maar de manier waarop het zich in het dagelijks leven van een kind manifesteert, verschuift en wordt meer gestructureerd in de loop van de tijd.

De studie keek ook naar de chemische tags op het DNA uit het navelstrengbloed. Aangezien dit bloed werd afgenomen bij de geboorte, vóórdat de kinderen ooit de gedragsproblemen vertoonden, boden deze tags een inkijkje in de prenatale omgeving. De onderzoekers ontdekten dat individuele chemische tags niet erg nuttig waren; ze waren schaars en moeilijk te koppelen aan specifieken gedrag. Echter, wanneer ze naar groepen tags keken die samenwerkten in netwerken, ontstond er een duidelijker beeld. Op vijfjarige leeftijd waren specifieke groepen van deze chemische tags geassocieerd met de kinderen met samenhangende problemen. Deze groepen waren verbonden met biologische paden die betrokken zijn bij het bouwen van hersenverbindingen, het organiseren van synapsen en het helpen van neuronen bij het signaleren aan elkaar. Het is belangrijk op te merken dat deze bevindingen geen definitief diagnostisch hulpmiddel zijn, noch bewijzen ze dat deze chemische veranderingen het gedrag veroorzaken. Het bloed kwam uit de navelstreng, niet uit de hersenen, dus het is een surrogaat in plaats van een direct venster naar de ontwikkelende geest. Desalniettemin ondersteunt het feit dat deze gecoördineerde patronen detecteerbaar waren op vijfjarige leeftijd, maar niet zo duidelijk op driejarige leeftijd, het idee dat biologische signalen georganiseerder en gemakkelijker te detecteren worden naarmate de gedarensproblemen stabiliseren.

De onderzoekers controleerden hun bevindingen ook tegen twee andere grote studies uit Nederland en het Verenigd Koninkrijk om te zien of de resultaten standhielden. De enkele genetische plek die ze in Noorwegen vonden, kwam niet als een belangrijk signaal naar voren in de andere groepen, waarschijnlijk omdat de steekproeven kleiner waren of de populaties verschilden. Op dezelfde manier werden de geïdentificeerde chemische tags slechts gedeeltelijk ondersteund in de andere studies. Dit vertelt ons dat hoewel de signalen echt zijn, ze subtiel zijn en zeer grote groepen mensen vereisen om ze duidelijk te kunnen zien. De studie beweert niet het puzzelstukje van kindergedarensproblemen te hebben opgelost. In plaats daarvan biedt het een duidelijker beeld van hoe de stukjes in de loop van de tijd in elkaar passen. Het suggereert dat de biologische wortels van deze samenhangende strijd niet een enkele, luide alarmbel zijn, maar eerder een stille, complexe koor van genetische en epigenetische factoren die meer geharmoniseerd en detecteerbaar worden naarmate een kind van peuter naar de vroege schooljaren beweegt.

Uiteindelijk benadrukt dit werk dat de biologie van het vroege kindergedrag een bewegend doelwit is. De signalen zijn te zwak om op driejarige leeftijd duidelijk te zien, maar tegen de tijd dat ze vijf jaar oud zijn, beginnen ze zich uit te lijnen op een manier die de stabiliteit van de gedragingen zelf weerspiegelt. Het sterkste bewijs kwam voort uit het kijken naar de som van vele kleine genetische invloeden, die wezen op een gedeelde kwetsbaarheid voor verschillende soorten psychiatrische en cognitieve uitdagingen. De chemische tags op het DNA boden een aanvullende hint, die suggereert dat de prenatale omgeving en de vroege hersenontwikkeling betrokken zijn bij het leggen van de basis voor deze latere moeilijkheden. Hoewel we nog niet op een punt zijn waarop we een kind aan de hand van een bloedtest toekomstig gedrag kunnen voorspellen, legt dit onderzoek de basis voor het begrip dat deze problemen diep geworteld zijn in de biologie en meevolgen met het kind. Het onderstreept het belang van het kijken naar kinderen over een langere periode, in plaats van slechts op één enkel moment, om de biologische geschiedenis van hun ontwikkeling werkelijk te begrijpen.