Genetische Risikofaktoren beeinflussen Immunreaktionen im Gehirn bei Alkoholkonsum

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Neue Forschungen zeigen, dass genetische Risikofaktoren für Alkoholabhängigkeit die Reaktion von Immunzellen im Gehirn auf Alkoholexposition verändern können. Diese Erkenntnisse könnten helfen, die biologischen Grundlagen der Alkoholabhängigkeit besser zu verstehen.

Die genetische Prädisposition für Alkoholabhängigkeit könnte die Art und Weise beeinflussen, wie Immunzellen im Gehirn auf Alkohol reagieren. Eine aktuelle Studie, die in Science Advances veröffentlicht wurde, zeigt, dass Mikroglia, die Immunzellen des Gehirns, bei Menschen mit einem hohen genetischen Risiko für Alkoholabhängigkeit eine verstärkte Reaktion auf Alkohol zeigen. Diese Entdeckung könnte neue Einblicke in die biologischen Mechanismen der Alkoholabhängigkeit bieten.

Alkoholabhängigkeit wird sowohl durch genetische als auch durch Umweltfaktoren beeinflusst, wobei genetische Komponenten etwa die Hälfte der Variabilität bei der Entwicklung problematischer Trinkgewohnheiten ausmachen. Wissenschaftler vermuten seit langem, dass Immun- und Entzündungsprozesse im Gehirn zu diesem Risiko beitragen, aber die genauen zellulären Mechanismen waren bisher unklar. Ein Hindernis war das Fehlen menschenspezifischer Modelle, die genau widerspiegeln, wie sich genetisches Risiko in Gehirnzellen manifestiert.

Die Forscher um Zhiping Pang von der Rutgers University nutzten induzierte pluripotente Stammzellen, um Mikroglia von Personen mit hohem oder niedrigem genetischen Risiko für Alkoholabhängigkeit zu erzeugen. Diese Zellen wurden dann in einem kontrollierten Laborumfeld Ethanol ausgesetzt, um zu untersuchen, wie genetische Prädispositionen die Reaktionen der Mikroglia auf Alkohol beeinflussen. Die Teilnehmer stammten aus der Collaborative Study on the Genetics of Alcoholism, einem langjährigen Projekt, das genetische Daten mit klinischen Diagnosen von Alkoholabhängigkeit verknüpft.

Die Studie konzentrierte sich auf 18 Teilnehmer: acht mit Alkoholabhängigkeit und polygenen Risikoscores im oberen 75. Perzentil und zehn Kontrollen mit niedrigem Risiko und keiner Vorgeschichte der Störung. Aus jeder Person wurden Stammzelllinien erstellt, die dann zu Mikrogliazellen entwickelt wurden. Diese Zellen wurden als funktionell ähnlich zu erwachsenen menschlichen Mikroglia bestätigt, basierend auf ihrem Erscheinungsbild und ihren Genexpressionsmustern.

Nach der Alkoholexposition zeigten Mikroglia von Hochrisikopersonen ausgeprägtere Veränderungen. Sowohl Hoch- als auch Niedrigrisikozellen zeigten eine Aktivierung, aber Hochrisikozellen wechselten dramatischer von einem verzweigten, ruhenden Zustand zu einer runden, aktivierten Form, was auf eine erhöhte Immunreaktivität hinweist. Diese Zellen zeigten auch stärkere Genexpressionsänderungen, insbesondere in Wegen, die mit Immunantworten und Phagozytose verbunden sind.

Ein Gen, CLEC7A, fiel besonders auf. Es war in Hochrisiko-Mikroglia nach Ethanol-Exposition signifikant hochreguliert. Dieses Gen kodiert einen Rezeptor, der an der Erkennung von Fremdpartikeln und der Einleitung der Phagozytose beteiligt ist. Folgeexperimente bestätigten, dass auch die CLEC7A-Proteinspiegel anstiegen und die phagozytische Aktivität in Hochrisikozellen erheblich zunahm.

Diese Ergebnisse könnten einen Mechanismus aufzeigen, durch den genetische Prädisposition die Anfälligkeit für Alkoholabhängigkeit erhöhen könnte. Wenn Mikroglia bei genetisch anfälligen Personen eher zu Immunaktivierung und Synapsenabbau neigen, könnte Alkohol den Verlust gesunder Gehirnverbindungen beschleunigen und problematische Verhaltensweisen verstärken.

Die Studie hat jedoch auch Einschränkungen. Die Mikroglia wurden in einem zweidimensionalen Kultursystem untersucht, das die Komplexität des menschlichen Gehirns nicht vollständig nachbildet. Obwohl die Zellen von realen Menschen abgeleitet wurden, wurden sie in einer künstlichen Umgebung reprogrammiert und untersucht, die möglicherweise nicht die langfristigen Auswirkungen des Alkoholkonsums perfekt erfasst.

Trotz dieser Einschränkungen bietet die Studie ein wertvolles Modell, um zu verstehen, wie genetisches Risiko zu funktionellen Veränderungen im Immunsystem des Gehirns führt. Die Forscher planen, menschliche Neuronen und Mikroglia in fortschrittlicheren 3D-Kultursystemen zu integrieren, um besser zu verstehen, wie diese Immunveränderungen die synaptische Konnektivität beeinflussen.

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