Schizofrenie: genen die verband houden met circadiane ritmes kunnen verstoord zijn
Nieuw onderzoek onderzoekt de hersenen van mensen met schizofrenie en vindt verstoorde expressiepatronen in genen die verband houden met slaap-waakcycli.
Wereldwijd is schizofrenie een van de 15 belangrijkste oorzaken van handicaps, die ongeveer 1% van de wereldbevolking treft.
Volgens sommige schattingen lijdt in de Verenigde Staten iets meer dan 1% van de volwassenen, ongeveer 3 miljoen, aan schizofrenie.
De aandoening veroorzaakt verschillende symptomen, waaronder verstoorde denkprocessen, emoties en sociaal gedrag. Mensen met schizofrenie ervaren ook vaak slapeloosheid en verstoorde slaap-waakcycli.
Nieuw onderzoek kijkt naar het verband tussen circadiane ritmes - die helpen bij het reguleren van dag-nachtcycli - en schizofrenie.
Circadiane ritmes hebben implicaties voor genexpressie en het ritme waarmee genen in- en uitschakelen.
De nieuwe studie constateert dat de timing van genexpressie significant verstoord is in de hersenen van mensen met schizofrenie.
Colleen McClung, Ph.D., een professor in de psychiatrie aan de Universiteit van Pittsburgh, in Pennsylvania, is de senior auteur van de studie. Prof.McClung en collega's publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Nature Communications.
Het bestuderen van de biologische klok in de hersenen
Prof. McClung en het team verzamelden postmortale genexpressiegegevens van 150 mensen, van wie er 46 met schizofrenie hadden geleefd. De mensen waren jonger dan 65 jaar toen ze stierven, en de onderzoekers hadden toegang tot de tijden van overlijden.
Specifiek keken de onderzoekers naar genexpressie in de dorsolaterale prefrontale cortex, een hersengebied dat betrokken is bij cognitie en geheugen.
De term 'circadiaans ritme' beschrijft 'fysieke, mentale en gedragsveranderingen die een dagelijkse cyclus volgen'.
Circadiane ritmes zijn nauw verbonden met de 'biologische klok', die verwijst naar 'het aangeboren tijdmechanisme van een organisme [...] dat bestaat uit specifieke moleculen (eiwitten) die in cellen door het hele lichaam interageren'.
Genexpressie reguleert het gedrag van deze eiwitten. Sommige genen schakelen dus 's nachts in, terwijl andere dit overdag doen.
In hun huidige onderzoek onderzochten prof.McClung en het team de ritmes waarmee sommige genen in de hersenen van mensen met schizofrenie aan en uit gingen, en vergeleken ze deze ritmes met die in de hersenen van mensen die de aandoening niet hadden.
Omdat ze wisten of de mensen overdag of 's nachts waren gestorven, konden de onderzoekers een statistische methode bedenken om patronen in de ritmiek van genexpressie bloot te leggen.
Hoe genritmiek wordt verstoord
In de hersenen van mensen met schizofrenie vonden de onderzoekers verstoringen in de ritmiek van genexpressie.
Sommige van deze verstoringen hadden invloed op de werking van mitochondriën - de kleine, energieopwekkende organellen in cellen. Deze genen kregen ritmiciteit, terwijl genen die betrokken waren bij ontstekingen deze verloren.
De senior auteur van het onderzoek legt de bevindingen uit aan de hand van een analogie. Ze zegt: "In een normaal huis - zoals een gezond brein - laten we zeggen dat de lichten 's nachts aan gaan, maar de koelkast moet de hele tijd aan staan."
"Wat we zagen was dat in een door schizofrenie aangetast brein de lichten de hele dag branden en de koelkast 's nachts uitgaat."
Bovendien, toen de onderzoekers alleen keken naar de hersenactiviteit van mensen die overdag waren overleden, vonden ze geen verschil tussen mensen met schizofrenie en mensen zonder schizofrenie. Bij mensen die 's nachts waren gestorven, vonden ze echter significante verschillen.
Marianne Seney, Ph.D., hoofdauteur van de studie en assistent-professor psychiatrie aan de Universiteit van Pittsburgh, legt uit: 'Als we alleen zouden kijken of de koelkast overdag aan stond, zouden we geen verschil zien, maar' s nachts, er zou er een zijn. "
De auteurs benadrukken het belang van de bevindingen en zeggen dat bij onderzoek naar de genetische wortels van schizofrenie meer aandacht moet worden besteed aan circadiane ritmes.
"Onze studie toont voor het eerst aan dat er significante verstoringen zijn in de dagelijkse timing van wanneer sommige genen worden in- of uitgeschakeld, wat implicaties heeft voor hoe we de ziekte op moleculair niveau begrijpen."
Prof. Colleen McClung
