Studie an Mäusen und Menschen zeigt: MicroRNA-Molekül spielt wichtige Rolle bei Stress

Max-Planck-Forscher liefern Ergebnisse für Mensch und Tier

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie (MPI) wollten unsere Mechanismen im Umgang mit Stress erforschen. Sie konzentrierten sich auf winzige Moleküle, sogenannte MicroRNAs (miRNAs), die regulieren, ob Gene aktiv werden oder nicht. Das Besondere dabei: Wissenschaftler der Grundlagenforschung und der translationalen Forschung haben zusammen gearbeitet und ihre Studie an Mäusen und Menschen durchgeführt. Diesen Schritt, grundlegende Erkenntnisse möglichst schnell auf die Anwendbarkeit beim Menschen zu überprüfen, vollzieht die translationale Forschung. Das MPI fokussiert darauf und hat mit einem großen Forschungsbereich und einer Forschungsklinik unter einem Dach Voraussetzungen dafür wie kaum eine andere Einrichtung weltweit. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Cell Reports“ veröffentlicht.

Erstautorin Naama Volk beschreibt die Vorgehensweise: “Wir haben ein Mausmodell verwendet, um zu beobachten, was nach chronischem Stress mit den miRNAs in der Amygdala, einer Hirnregion, die häufig mit der emotionalen Stressreaktion assoziiert wird, geschieht. Das Molekül miRNA-15a hob sich sofort deutlich vom Rest ab, seine Werte waren erhöht."

Wozu diese Erhöhung auf molekularer Ebene führen könnte, fragten sich die Wissenschaftler. Sie fanden heraus, dass der Anstieg von miRNA-15a einen Rückgang des  FK506 Bindungsproteins 51 (FKBP51) verursachte. Umgekehrt stiegen die FKBP51 Werte an, wenn die Forscher die miRNA-15a-Niveaus in der Amygdala verringerten. Das FK506 Protein reguliert die Stress-Rezeptoren im Gehirn. Es interagiert mit dem sogenannten Glukokortikoid-Rezeptor und beeinflusst die Stresshormonachse sowie die Stressphysiologie.

In einem nächsten Schritt beobachteten die Forscher, wie sich diese Veränderungen auf das Verhalten von Mäusen auswirken. Institutsdirektor Alon Chen erklärt: “Wenn wir die miRNA-15a-Niveaus besonders in der Amygdala herabsetzten, zeigten die Mäuse nach chronischem Stress interessanterweise ein übersteigertes Angst-ähnliches Verhalten.“ Angst-ähnliches Verhalten erkennen die Forscher bei Mäusen daran, wie oft sie in offene, hell erleuchtete Bereiche gehen und wie lange sie sich dort aufhalten. Man weiß, dass ängstliche Mäuse offene Bereiche meiden.

Effekte auf den Menschen übertragbar?

Besonders spannend war die Frage, ob sich ähnliche Effekte auch bei den miRNA-15a-Niveaus beim Menschen zeigen. Um diesen Nachweis zu erbringen, nahmen die Forscher Blutproben von gesunden Probanden bevor und nachdem sie diesen Dexamethason verabreichten. Dexamethason ist ein Glukokortikoid-Rezeptor-Agonist, der die Stressreaktion stimulieren kann. Elisabeth Binder, Direktorin und Leiterin der Abteilung für Translationale Forschung am Max-Planck-Institut für Psychiatrie, berichtet: “Wir haben herausgefunden, dass die microRNA miR-15a-Moleküle nach Gabe von Dexamethason auch in menschlichem Blut erhöht sind. Somit spiegelt sich das, was wir im Gehirn von Mäusen gefunden haben, tatsächlich auch in menschlichem Blut wider.“  

Die Wissenschaftler gingen noch einen Schritt weiter und stellten die Hypothese auf, dass Menschen, die unter Kindheitstraumata litten, erhöhte miR-15a Werte hätten. „Unsere Hypothese bestätigte sich. Die Niveaus von miR-15a waren im Blut von Menschen, die in ihrer Kindheit traumatische Erlebnisse durchlitten, um 32 Prozent höher als bei Personen, bei denen dies nicht der Fall war”, resümiert Binder.

Diese Daten zeigen erstmals, dass miRNA-15a eine zentrale Rolle dabei spielt, wie wir uns bei Stress verhalten. miRNA-15a könnte damit einen wichtigen Ansatz liefern, um zukünftig stressbedingte Erkrankungen wie Angststörungen und posttraumatische Belastungsstörungen vorzubeugen und sie besser behandeln zu können.

AS/EF