Hva kan genetikk fortelle oss om hjernens rolle i schizofreni?

Schizofreni er en alvorlig psykisk lidelse som kjennetegnes med sansebedrag, vrangforestillinger og kognitive vansker. Lidelsen rammer omtrent 1 % av verdens befolkning og oppstår vanligvis i begynnelsen av 20-årene. Store hjerneavbildningsstudier viser at mennesker med schizofreni har noen forskjeller i ulike hjernestrukturer sammenlignet med personer uten lidelsen [1, 2]. Kan genetikk forklare de forskjellene vi finner?

Genetikkens rolle i utviklingen av schizofreni og forskjeller i hjernestruktur

Schizofreni er en arvelig lidelse, og i samsvar med dette har forskere i løpet av de siste årene identifisert hundrevis av genetiske varianter som er assosiert med lidelsen [3]. Genetiske varianter er forskjeller i DNA-koden mellom ulike individer. Når vi sier at en genetisk variant er assosiert med schizofreni, indikerer dette at denne varianten kan øke en persons risiko for å utvikle schizofreni. Slike risikogener kan gi en økt sårbarhet for å utvikle schizofreni hvis man også utsettes for ytre belastninger (miljøfaktorer) som vanskelig oppvekst, mobbing og bruk av rusmidler, slik som cannabis.

Som tidligere nevnt, har forskning vist at personer med schizofreni har noen forskjeller i hjernens oppbygning sammenlignet med personer uten lidelsen. Disse forskjellene innebærer blant annet en tynnere hjernebark (cortex). Dette er det ytterste laget av hjernen som primært består av nerveceller. I tillegg er det påvist endringer i volumet av strukturer dypere inni hjernen (subkortikale strukturer). Begge disse områdene av hjernen er viktige for blant annet læring og hukommelse. Men forskjellene i hjernestruktur mellom personer med og uten schizofreni er veldig små, og noe vi kun ser på gruppenivå, og ikke noe vi kan finne hos enkeltpersoner. Forskning viser at forskjellene i hjernestrukturer, i likhet med genetiske varianter, også er arvelige. Blant annet har ulike studier koblet genetikk til tykkelsen og størrelsen på hjernebarken, og til de subkortikale strukturene [5–7].

Ettersom både hjernestruktur og schizofreni er arvelige, er et viktig spørsmål om de samme genetiske variantene er involvert i både hjerneutvikling og utvikling av en schizofreni. Det overordnede målet med min forskning er å forstå sammenhengen mellom schizofreni og hjernestruktur fra et genetisk perspektiv. Dette vil ikke bare forbedre vår forståelse om lidelsen og hjernen generelt, men også ta oss ett skritt nærmere en bedre forståelse av hvilke hjerneendringer som kan lede til utvikling av schizofreni.

Finnes det en genetisk sammenheng mellom hjernen og risikoen for schizofreni?

Vi har gjennomført to studier for å finne ut om schizofreni, hjernebarkens størrelse og de subkortikale volumene har noen felles genetiske varianter [8, 9]. Våre resultater viser at flertallet av de genetiske variantene for hjernestrukturene også er assosiert med schizofreni. Dette gir oss en bekreftelse på at det er en genetisk sammenheng mellom schizofreni og hjernens struktur.

De delte genetiske variantene vi fant, viste seg også å være knyttet til gener som er involvert i utviklingsprosesser i hjernen som igangsettes allerede før man blir født. Schizofreni antas å være resultatet av en unormal hjerneutvikling som begynner lenge før kliniske symptomer oppstår. Derfor undersøkte vi om de felles genene vi oppdaget, også er knyttet til hjerneutvikling hos barn i alderen fra 9-10 år. To gener, CRHR1 og ARL17A, ser ut til å være knyttet til volumet til hjernestrukturen thalamus, som blant annet er involvert i sanser som syn og hørsel. Våre funn kan bidra til å forklare hjerneforandringene som en ser hos personer med schizofreni.

Hva vil skje videre?

Det er fortsatt uklart om de overlappende genvariantene påvirker schizofreni og hjernen uavhengig av hverandre, eller om hjernen har en rolle i hvordan schizofreni utvikles hos personer med genetisk sårbarhet. Men med utviklingen av nye avanserte metoder innen statistikk og hjerneavbildning vil vi fortsette vår forskning på dette feltet. Målet er at vår forskning vil bidra til en bedre forståelse av schizofreni, og danne grunnlag for bedre forebygging og behandling av lidelsen i fremtiden.

Referanser

1. Trubetskoy, V. et al. Mapping genomic loci implicates genes and synaptic biology in schizophrenia. Nature 604, 502–508 (2022).
2. Hibar, D. P. et al. Novel genetic loci associated with hippocampal volume. Nat Commun 8, 13624 (2017).
3. Grasby, K. L. et al. The genetic architecture of the human cerebral cortex. Science 367, (2020).
4. van Erp, T. G. M. et al. Cortical Brain Abnormalities in 4474 Individuals With Schizophrenia and 5098 Control Subjects via the Enhancing Neuro Imaging Genetics Through Meta Analysis (ENIGMA) Consortium. Biol. Psychiatry 84, 644–654 (2018).
5. van Erp, T. G. M. et al. Subcortical brain volume abnormalities in 2028 individuals with schizophrenia and 2540 healthy controls via the ENIGMA consortium. Molecular Psychiatry 21, 547–553 (2016).
6. Cheng, W. et al. Genetic Association Between Schizophrenia and Cortical Brain Surface Area and Thickness. JAMA Psychiatry (2021).
7. Cheng, W. et al. Shared genetic architecture between schizophrenia and subcortical brain volumes implicates early neurodevelopmental processes and brain development in childhood. Mol Psychiatry (2022).