Die Aktivität humaner endogener Retroviren (HERVs) in Gehirnzellen von Patienten mit Schizophrenie oder bipolaren Erkrankungen kann durch die Behandlung mit antipsychotischen Medikamenten verstärkt werden. Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München zeigen in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals PLoS ONE, dass Medikamente wie Valproinsäure wahrscheinlich über epigenetische Veränderungen im Genom die HERV Expression beeinflussen.

Die medikamentöse Behandlung von Schizophrenie und bipolaren Störungen* kann die Aktivität natürlich im menschlichen Genom vorhandener humaner endogener Retroviren (HERVs)* stimulieren. Das beschreibt Olivia Diem aus dem Wissenschaftler-Team um Prof. Christine Leib-Mösch vom Institut für Virologie am Helmholtz Zentrum München in einer aktuellen Publikation im Fachjournal PLoS ONE. Eine erhöhte Expression verschiedener HERV Gruppen wurde bei Schizophrenie bereits mehrfach beschrieben und mit der Erkrankung assoziiert – dass diese Stimulation teilweise durch die Medikation der Patienten verursacht werden kann, zeigt das Team des Helmholtz Zentrums erstmalig. Der Einfluss der Medikamente, den die Wissenschaftler auf epigenetische Effekte* zurückführen, erstreckt sich jedoch nicht auf alle HERV Typen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Medikamente grundsätzlich auch daraufhin untersucht werden sollten, ob sie in den Zielzellen zu epigenetischen Veränderungen führen. Nicht nur endogene Retroviren, auch zelluläre Gene könnten aktiviert oder inaktiviert werden und dadurch möglicherweise schwerwiegende Nebenwirkungen auslösen“, erklärt Leib-Mösch den Hintergrund der Studie.

Schizophrenie ist eine multifaktorielle neuropsychiatrische Erkrankung. Neben der genetischen Disposition könnten verschiedene Umweltfaktoren wie Infektionen während der Schwangerschaft, aber auch endogene Retroviren eine Rolle spielen. Die Identifizierung von HERVs, die Medikamenten-unabhängig bei Schizophrenie aktiviert sind, könnten daher Aufschlüsse über Ursachen und Entstehungsmechanismen der Krankheit geben. Das Verständnis der Entstehungsmechanismen von häufigen menschlichen Erkrankungen und die Ableitung neuer Angriffspunkte für Diagnose, Therapie und Prävention sind Ziele des Helmholtz Zentrums München.

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Hintergrund

* Neuropsychiatrische Erkrankungen werden häufig mit Medikamenten behandelt, die wie z. B. Valproinsäure, durch Hemmung von Histondeacetylasen den epigenetischen Status der Zelle verändern können.

* Humane endogene Retroviren  (HERVs) umfassen etwa 9 % des Genoms und sind Relikte  von Keimbahninfektionen, die durch exogene Retroviren vor etwa 30 bis 40 Millionen Jahren erfolgten. Seitdem haben sich HERVs durch Retrotransposition und Reinfektion in unserem Genom vermehrt. Die Expression der HERVs wird normalerweise durch epigenetische Maßnahmen der Wirtszelle in Schranken gehalten. HERVs können jedoch durch Umwelteinflüsse wie Strahlung oder Chemikalien reaktiviert werden. Die Gruppe der HERV-K(HML-2) Elemente repräsentiert die jüngsten und die im Menschen aktivsten HERVs. Neben einigen anderen HERV Gruppen wurde HERV-K(HML-2) wiederholt mit Schizophrenie assoziiert — interessanterweise wird die Aktivität dieser HERVs in Gehirnzellen durch Valproinsäure nicht beeinflusst.

* Die Epigenetik beschreibt Merkmale des Genoms, die nicht die Basenabfolge der Erbsubstanz DNA, sondern deren chemischen Zustand in der Zelle (z. B. den Methylierungsgrad) betreffen, oder Merkmale, die auf Unterschieden in der Chromatinumgebung (z. B. Acetylierung oder Methylierung von Histonen) beruhen. Solche Veränderungen tragen zur Aktivierung oder Inaktivierung von Genen bei. Epigenetische Merkmale sind ebenfalls vererbbar, können aber durch Umwelteinflüsse verändert werden.

Original-Publikation:

Olivia Diem et al. (2012): Influence of Antipsychotic Drugs on Human Endogenous Retrovirus (HERV) Transcription in Brain Cells. PLoS ONE, in press.

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.900 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 17 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 31.000 Beschäftigten angehören. www.helmholtz-muenchen.de

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