Verhaltensänderungen epigenetisch vererbt

Eine neue Studie eines Forschungsteams von Universität Zürich und ETH Zürich an Mäusen zeigt, dass Verhaltensauffälligkeiten auch an die Nachkommen vererbt werden können.

Traumatische Erlebnisse wie Vernachlässigung, körperliche Gewalt oder sexueller Missbrauch während der Kindheit können ein Individuum und sein Verhalten ein ganzes Leben lang prägen. Aus Erfahrung wusste man, dass selbst die Nachkommen unter den Folgen der Traumatisierung leiden können. In einer Studie, die soeben in Biological Psychiatry erschienen ist, konnte ein Forschungsteam der Universität Zürich und der ETH Zürich bei Mäusen zeigen, dass Verhaltensauffälligkeiten, die bei einer Traumatisierung entstehen, auch an die folgenden Generationen vererbt werden können.

Traumatisierte Mäuse verhalten sich anders

Für ihre Studie trennte Isabelle Mansuy, Leiterin der Arbeitsgruppe und Doppel-professorin an der Universität und ETH Zürich, junge Mäuse nach der Geburt während 14 Tagen wiederholt und zu nicht vorhersehbaren Zeitpunkten von ihrem Muttertier. Dieses Tiermodell wird zur Nachahmung von Kindesvernachlässigung und traumatischer Kindheitserlebnisse verwendet. Die jungen Mäuse waren denn auch so stark gestresst, dass sie deutliche Verhaltensänderungen im Erwachsenenalter zeigten. Sie zeigten ähnliche Verhaltensmuster wie depressive Menschen, hatten ihre Impulse nicht im Griff, wurden unter bestimmten Umständen aggressiv oder apathisch und hatten soziale Probleme. Insbesondere konnten diese Tiere auf neue oder widrigen Umstände nicht angemessen reagieren. Werden zum Beispiel Mäuse am Schwanz aufgehoben, wehren sie sich lebhaft – was durchaus sinnvoll ist, um allenfalls einer Katze noch entkommen zu können. Traumatisierte Mäuse bewegen sich kaum und wirken teilnahmslos.

Auch zeigen sich markante Unterschiede in der Impulskontrolle: Mäuse, die unter natürlichen Bedingungen aufwuchsen, erkunden ein neues Terrain vorsichtig und schrittweise, gepaart mit einer natürlichen Neugier. Traumatisierte Mäuse hingegen stürmen ohne Ziel los und kennen offenbar weder Angst noch Umsicht.

Verhaltensveränderungen sind vererbbar

Überraschendes Resultat der Studie ist, dass die Tiere ihre Verhaltensstörungen an ihre Nachkommen vererben. Die Forscher konnten gar nachweisen, dass diese Schädigungen bis in die dritte Nachfolge-Generation andauern. Dies ist allerdings nicht auf eine Mutationen der Erbsubstanz zurückzuführen. Der Stress, so zeigen die Forschenden auf, verändert das Methylierungs-Profil bestimmter Gene im Gehirn und in den Spermien männlicher Mäuse. An bestimmten Genen wird eine Methylgruppe, die aus einem Kohlenstoff und drei Wasserstoff-Atomen besteht, angehängt. Dies ändert an den DNS-Bausteine direkt nichts, aber die Aktivität der betroffenen Gene wird beeinflusst. Zum Beispiel können wichtige Körperfunktionen, wie etwa Nervenfunktionen betroffen sein.

Bisher haben die Wissenschaftler bei Mäusen fünf Gene identifiziert, die aufgrund früher Stresserlebnisse von einer Methylierungen betroffen sind. Nicht alle gefundenen Gene werden jedoch gleich stark beeinflusst. «Es kommt sehr darauf an, wo und wie die Methylgruppen angebracht werden», erklärt Mansuy. An einigen Genen werden mehr Methylgruppen angehängt, an anderen wiederum werden sie übermässig entfernt.

Ähnliche Symptome bei Borderline- und Depression-Patienten

Dass solche Verhaltensinformationen epigenetisch – das heisst ohne eine Ver-änderung der DNA-Sequenz – weitergegeben werden, wurde schon lange ver-mutet. Das Team von Professorin Mansuy ist aber das erste, das dies nun auf molekularer Ebene in mehreren Generationen nachweisen konnte. Die Forschenden sind bereits einen Schritt weitergegangen und haben in Kollaboration mit Roche weitere Gene identifiziert, die epigenetisch gesteuert werden und mit Verhaltensstörungen in Verbindung stehen. «Die Symptome, welche die gestörten Mäuse zeigten, sind auch in Borderline- und Depressions-Patienten sehr prominent vorhanden», sagt Isabelle Mansuy. Die Resultate aus dem Mäuseversuch seien deshalb auf Menschen bedingt übertragbar.

Die Forscherin denkt nun daran, die Untersuchung dieses epigenetischen Phänomens auf Menschen auszudehnen. Dazu braucht sie Gewebeproben von Personen und ihren Nachkommen, um mögliche Methylisierungskandidaten unter den Genen herauszufinden. «Ich bin überzeugt, dass wir Methylierungen auch in menschlichem Gewebe finden werden», so die Professorin.

Original: Franklin TB, Russig H, Weiss IC, Gräff J, Linder N, Michalon A, Vizi S, Mansuy IM. Epigenetic Transmission of the Impact of Early Stress Across Generations. Biol. Psychiatry. 2010, July 29 (online).