Hirnforschung und Genetik Molekulare Spuren kindlicher Gewalterfahrungen?

Wahre Mutterliebe? Für Rattenbabys hat sie die Form einer Zunge. Was so niedlich aussieht, hat nachhaltige Folgen: Lässt ihnen die Mutter besonders viel Aufmerksamkeit zukommen, indem sie ihren Nachwuchs ausgiebig leckt und hegt, sind sie später viel furchtloser und weniger stressanfällig als vernachlässigte Artgenossen. Die mütterliche Fürsorge prägt ihr Gehirn und damit das gesamte spätere Verhalten. Aber nicht nur das: Sie scheint auch das Erbgut zu beinflussen. Was Michael Meaney und seine Kollegen an der McGill University Montreal in langen kanadischen Wintern im Labor beobachten konnten, versuchen die Wissenschaftler jetzt auf den Menschen zu übertragen.

Tatsächlich fanden sich jetzt erste Hinweise darauf, wie Gewalt und Missbrauch auch menschliche Gene beeinflussen können.

"Die Sequenzierung des menschlichen Erbguts war erst der Anfang", sagt Moshe Szyf vom McGill-Department of Pharmacology and Therapeutics. "Sein Kontrollsystem, das Epigenom, ist viel komplexer und individueller. Dessen Mechanismen zu verstehen stellt uns vor eine enorme Herausforderung." Szyfs Team hat dazu umfassendes Datenmaterial über depressive Mütter und deren Kinder gesammelt. Auch eine britische Studie, die Menschen aus unterschiedlichen Milieus seit fünfzig Jahren in ihrem Werdegang begleitet, ist für die Kanadier von großem Interesse. Die Forscher hoffen, dass sich die Ergebnisse ihrer Tierversuche hier in irgendeiner Weise widerspiegeln.

Spuren im Hippocampus

Vergangene Woche konnten sie in der Zeitschrift PLoS One die ersten Ergebnisse vorlegen: Der Vergleich von Gehirngewebe zeigt, wie sich menschliche Erfahrungen auf Dauer in biochemischen Prozessen niederschlagen, durch die bestimmte Gene an- und abgeschaltet werden. Im Hirn von 13 Selbstmordopfern, die in ihrer Kindheit misshandelt worden waren, fanden Szyf und seine Kollegen deutliche Veränderungen, die bei einer Kontrollgruppe von nicht misshandelten Unfalltoten nicht vorkamen. Sie betrafen allerdings nicht die DNA-Sequenzen der Gene selbst, sondern deren biochemische Verpackung.

Der Unterschied zeigte sich dabei im Hippocampus, einer Gehirnregion, die für Gedächtnis- und Lernvorgänge des Menschen von Bedeutung ist. Wichtige Erbinformationen in dessen Zellen waren bei den Selbstmördern stillgelegt und mit molekularen Schlössern versehen: Methylgruppen verhinderten das Ablesen der Gene und damit die Produktion wichtiger Proteine (siehe den unten stehenden Kasten „Epigenetik“). Dieser Befund könnte erklären, warum der Hippocampus bei misshandelten Kindern häufig unterentwickelt bleibt.

Ohne Proteine lässt sich keine Anatomie gestalten, kognitive Fähigkeiten bleiben dadurch eingeschränkt. Auch manche psychischen Störungen und Geisteserkrankungen beruhen auf einer veränderten Genaktivität im Gehirn: Das Rett-Syndrom, eine frühkindliche Entwicklungsstörung, lässt sich genauso auf Störungen im epigenetischen System zurückführen wie manche Formen von Autismus. Die Veränderungen betreffen dabei nicht die genetische, sondern die sogenannte epigenetische Ebene der menschlichen Physiologie.

Epigenetische Mechanismen

"Die ganze Idee der Epigenetik beruht auf der Frage, wie das äußere Umfeld tatsächlich auf das Erbgut und seine Aktivitäten wirkt", erklärt Moshe Szyf. Auf welche Weise können Ernährung, Gesellschaft oder Familie, Liebe oder Gewalt die genetische Knetmasse formen? Welche molekularen Veränderungen modellieren das Genom aus drei Milliarden Basenpaaren in seine endgültige Form? Lassen sie Erbinformationen gezielt verstummen und verleihen sie dadurch einem Organismus eine andere Gestalt oder einen anderen Charakter? Und werden diese Einflüsse womöglich sogar vererbt?

Vor einiger Zeit gab es dazu bereits Hinweise. Niederländische Großmütter, die zu Kriegszeiten darben mussten, brachten nicht nur kleinere Töchter zur Welt. Auch die Generation der Enkel war noch untergewichtig, obwohl deren Mütter in der Schwangerschaft keinen Hunger mehr leiden mussten. Mit solchen Fragen nach einem epigenetischen Mechanismus, der viel mehr an als in den Genen wirkt, beschäftigen sich Stammzellforscher ebenso wie Pflanzenzüchter, Insektenkundler oder Psychologen.

Einen direkten Zusammenhang zwischen Missbrauch und epigenetischer Prägung bis hin zum Selbstmord kann Moshe Szyf im Fall der misshandelten Kinder zwar noch nicht belegen: "Wir sehen die Veränderungen, kennen aber ihre Ursache nicht. Wann geschah diese Methylierung? Die Gehirne von Lebenden geben diese Informationen nicht preis." Es seien letztendlich noch Spekulationen, die sie anhand der Auffälligkeiten im erwachsenen Gehirn anstellen würden, gibt auch Gustavo Turecki zu bedenken, der an der McGill-Universität die Selbstmordforschung leitet. "Suizid ist ein komplexes Phänomen, das sich nicht so einfach erklären lässt."

Untersuchung von Selbstmordopfern

Aber ein Anfang ist gemacht, und neue Studien sind in Arbeit. In der Quebec Suicide Brain Bank in Montreal lagern beispielsweise Gehirn- und Blutproben von mehr als 150 Selbstmordopfern und anderen Toten, zu denen ausführliche medizinische und psychologische Dossiers angelegt wurden. "Das ermöglicht es uns, weitere epigenetische Vergleiche anzustellen", sagt Turecki. So wird nun bei einer Gruppe von Selbstmordopfern untersucht, ob ihr Stressverhalten auf ähnliche Weise epigenetisch beeinträchtigt war, wie es die Forscher bei den vernachlässigten Ratten feststellen konnten.

Und es gibt erste Hinweise, dass misshandelte Opfer bestimmte Markierungen ihres Erbgutes erworben haben - die Schläge trafen offenbar wirklich ihre Gene. Zugleich hofft Szyf, dass sich in den Studien entsprechende Veränderungen nicht nur im Gehirn, sondern ebenso im Blut finden lassen. "Mit einem einfachen Test könnten wir in Zukunft vielleicht potentielle Selbstmörder diagnostizieren und sie rechtzeitig vor dem letzten Schritt bewahren." Und da Tierversuche zeigen, dass sich epigenetische Schlösser wieder öffnen lassen, hegt Szyf gar die Hoffnung auf eine Therapie.

Schien der Mensch bisher durch seine Gene und frühkindliche Entwicklung festgelegt, so heißt es nun, dass sich in jeder Lebensphase noch etwas ändert. "Alles ist im Fluss", wie es Florian Holsboer formuliert. Der Direktor am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München erhofft sich aus den Erkenntnissen der Epigenetik irgendwann einen therapeutischen Ansatz für Traumapatienten. Er will ihre molekularen Narben heilen. Und die Studie aus Montreal sei jetzt ein weiterer Hinweis dafür, dass Sigmund Freud eigentlich ins Chemielabor gehöre.

Frühe traumatische Erlebnisse

Die Versuche am Münchner Max-Planck-Institut weisen jedenfalls in eine ähnliche Richtung wie die in Kanada: "Wir finden bei Mäusen ebenfalls epigenetische Veränderungen nach frühen traumatischen Erlebnissen", erklärt Holsboer. So wirke die mehrfach erlebte Trennung von der Mutter ein Leben lang nach und schwäche die Stressresistenz, jedoch können Medikamente diese Langzeiteffekte offenbar verhindern. Bestätigen sich diese ersten Ergebnisse, könnte man eines Tages vielleicht ein Vergewaltigungsopfer noch in der Notaufnahme so behandeln, dass sich das Erlebnis gar nicht erst einprägt.

Dass ein solcher Eingriff bei Ratten bereits gelingt, zeigten Courtney Miller und David Sweatt von der University of Alabama in Birmingham vergangenes Jahr im Fachmagazin Neuron. Sie veränderten die Epigenetik des Gedächtnisses, nachdem die Nager ein Angsttraining absolviert hatten. Wurde ihnen kurz danach eine Substanz injiziert, die eine Methylierung blockiert, konnten sich die Tiere später nicht mehr an die erlebten Elektroschocks erinnern. Sie bewegten sich ohne Furcht im Trainingsraum, wo sie sonst regungslos verharrt hätten. Miller und Sweatt waren regelrecht verblüfft darüber, wie dynamisch das epigentische System im Gehirn noch bei ausgewachsenen Ratten war.

Beschränkte Reichweite von Tiermodellen

Zwar reichen Tierversuche nicht aus, um die Wirkung einer Psycho- und Medikamententherapie beim Menschen abzubilden. "Auch die Bindung zwischen einem menschlichen Säugling und seiner Mutter ist wesentlich komplexer als beim Nagetier", sagt Holsboer. Aber zumindest die grundlegenden Mechanismen beim Erleben von Traumata oder chronischem Stress lassen sich im Tiermodell ablesen. "Und für die Behandlung nutzen", sagt Holsboer. Er ist überzeugt davon, dass die Epigenetik in Zukunft große Bedeutung für die Medizin erlangt.

Epigenetische Befunde, so viel weiß man heute schon, sind wie eine Art Momentaufnahme der Entwicklung: Das Genom eines Menschen ist kein Programm, das stur abgearbeitet wird, sondern eher eine Art robuste Bleistiftskizze. Die Epigenetik schwingt, um in diesem Bild zu bleiben, dann den Pinsel, malt sie aus und lässt sich dabei von der Umwelt inspirieren.