Warum bekommen manche Menschen ADHS und andere nicht? Und wie früh im Leben oder im Mutterleib wird die Saat von ADHS gesät?
Dieser Frage sind Forscher der Universität Aarhus in einer großen Studie näher gekommen, die soeben in der Fachzeitschrift Nature Genetics erschienen ist.
Gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern haben die Forscher mehr als sechs Millionen genetische Varianten bei 38.691 Menschen mit ADHS und 186.843 Menschen ohne ADHS untersucht. Auf diese Weise konnten 27 genetische Risikovarianten für die häufige neurologische Entwicklungsstörung identifiziert werden.
Risikogene werden im Gehirn und in Neuronen exprimiert
Die Studie ist unter anderem deshalb wegweisend, weil sie mehr als doppelt so viele Risikovarianten findet wie frühere Studien identifiziert haben.
Der Begriff „genetische Varianten“ bedeutet spezifische Variationen im DNA-Code – in diesem Fall Varianten, die bei Menschen mit ADHS häufiger beobachtet werden als bei Menschen ohne die Diagnose. Varianten in der DNA beeinflussen zum Beispiel das Ausmaß, in dem ein Gen exprimiert wird, und folglich die Menge an Protein, die von dem Gen codiert wird.
Durch die Verknüpfung der genetischen Varianten – also der Variationen in der DNA – mit bestimmten Genen haben die Forscher neue Erkenntnisse darüber gewonnen, welche Gewebe und Zelltypen bei Menschen mit ADHS besonders betroffen sind. Die Studie basiert auf Daten der dänischen iPSYCH-Kohorte, deCODE Genetics in Island und des Psychiatric Genomics Consortium.
Anschließend kombinierten die Forscher die Ergebnisse mit bestehenden Daten zur Genexpression in verschiedenen Geweben, Zelltypen und Entwicklungsstadien des Gehirns und entdeckten, dass Gene, die an ADHS beteiligt sind, in einer Vielzahl von Gehirngeweben und früh im Gehirn besonders stark exprimiert sind Entwicklung – und zwar schon im Embryonalstadium.
„Dies unterstreicht, dass ADHS als eine Entwicklungsstörung des Gehirns angesehen werden sollte und dass dies höchstwahrscheinlich von Genen beeinflusst wird, die einen großen Einfluss auf die frühe Entwicklung des Gehirns haben“, sagt Professorin Ditte Demontis vom Department of Biomedicine der Universität Aarhus Erstautor der Studie.
Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass die Genetik, die das ADHS-Risiko erhöht, insbesondere Gene betrifft, die in Neuronen exprimiert werden, insbesondere in dopaminergen Neuronen.
„Das ist interessant, weil Dopamin eine Rolle in Bezug auf die Belohnungsreaktion im Gehirn spielt und weil eine häufig verwendete Form der ADHS-Medizin wirkt, indem sie die Konzentration von Dopamin in verschiedenen Gehirnregionen erhöht Gehirn von Menschen mit ADHS ist zum Teil auf genetische Risikofaktoren zurückzuführen“, sagt Ditte Demontis.
Verbunden mit reduzierter Konzentrationsfähigkeit und Kurzzeitgedächtnis
ADHS wird von vielen gemeinsamen genetischen Varianten beeinflusst, die jeweils das Risiko leicht erhöhen, sagt der Professor.
Tatsächlich haben die Forscher mit Hilfe fortschrittlicher statistischer Modelle geschätzt, dass es rund 7.300 gemeinsame genetische Varianten gibt, die das ADHS-Risiko erhöhen. Besonders interessant ist, dass die allermeisten dieser Varianten – 84-98 Prozent – auch Einfluss auf andere psychische Störungen haben, zB Autismus, Depression und Schizophrenie.
Es wurde bereits gezeigt, dass Risikovarianten für ADHS die kognitiven Fähigkeiten einer Person beeinträchtigen können.
Um dies weiter zu untersuchen, analysierten die Forscher Daten aus einem unabhängigen Datensatz, der aus 4.973 Personen bestand, die sich umfangreichen neurokognitiven Tests unterzogen hatten. Anhand von Informationen aus der neuen Studie darüber, welche Varianten das ADHS-Risiko erhöhen, fanden sie im unabhängigen Datensatz heraus, dass eine erhöhte Belastung von ADHS-Risikovarianten im Genom eines Individuums mit verminderten Lese- und Rechenfähigkeiten, verminderter Aufmerksamkeit und verminderter Aufmerksamkeit einhergeht Kurzzeitgedächtnis.
„Die Ergebnisse erweitern unser Wissen über die biologischen Mechanismen, die ADHS zugrunde liegen, und sie weisen auf spezifische Gene, Gewebe und Zelltypen hin, die an ADHS beteiligt sind. Dieses Wissen kann als Ausgangspunkt für weitere Studien der Krankheitsmechanismen und die Identifizierung neuer Wirkstoffziele verwendet werden “, erklärt Ditte Demontis.
Und die Studie müsse weiterverfolgt werden, betont sie.
„Wir haben nur einen kleinen Bruchteil der gängigen Varianten, die ADHS beeinflussen, kartiert – nur 27 der 7.300, die möglicherweise existieren. Es besteht also Bedarf an größeren genetischen Studien“, sagt sie.
Internationale interdisziplinäre Zusammenarbeit ist der Weg in die Zukunft
Um die genetischen Ursachen von psychiatrischen Erkrankungen und neurologischen Entwicklungsstörungen zu identifizieren, sind große internationale Kooperationen von entscheidender Bedeutung, da dazu Studien an Zehn- oder Hunderttausenden von Menschen mit diesen Erkrankungen erforderlich sind. Genau wie in der aktuellen ADHS-Studie sind oft 100 oder mehr Forscher mit unterschiedlichen Fachgebieten wie Genetik, Psychiatrie, Psychologie, Epidemiologie, Molekularbiologie, Statistik, Bioinformatik und Informatik beteiligt.
„Um die genetischen und biologischen Mechanismen besser zu verstehen, ist es wichtig, noch größere Studien durchzuführen, an denen mehr Menschen mit ADHS beteiligt sind“, sagt Professor Anders Børglum vom Department of Biomedicine der Universität Aarhus, der der letzte Autor der Studie ist und einer der Forschungsleiter des dänischen iPSYCH-Projekts.
„Aber es ist auch wichtig, Studien durchzuführen, die sich darauf konzentrieren, herauszufinden, wie die genetischen Risikovarianten biologische Prozesse in den Gehirnzellen (den Neuronen) stören und wie sie sich im Gehirn verbinden und miteinander kommunizieren. Für letzteres beides Gehirnzellen und frühe Entwicklungsstadien des Gehirns, sog Mini-Gehirne oder Gehirn-Organoide, werden derzeit untersucht“, sagt er.