Die Behandlung von Angstzuständen, Depressionen und anderen Störungen kann von der Amygdala abhängen, einem Teil des Gehirns, der starke emotionale Reaktionen, insbesondere Angst, steuert. Bisher fehlte jedoch ein tiefgreifendes Verständnis dieser Struktur. Jetzt haben Wissenschaftler der University of California, Davis, neue Zellcluster mit unterschiedlichen Genexpressionsmustern in der Amygdala von Menschen und nichtmenschlichen Primaten identifiziert. Die Arbeit könnte zu gezielteren Behandlungen von Störungen wie Angstzuständen führen, von denen Millionen von Menschen betroffen sind. Die Ergebnisse wurden im American Journal of Psychiatry veröffentlicht.

Störungen durch Veränderungen in bestimmten Zelltypen der Amygdala

„Die Amygdala ist für die Emotionsverarbeitung im Gehirn von zentraler Bedeutung und trägt bekanntermaßen zu Angst und Furcht bei“, so Drew Fox, außerordentlicher Professor am Fachbereich Psychologie der UC Davis und leitender Autor der Arbeit. Aus diesem Grund besteht seit langem Interesse daran, ob Variationen in der Größe oder Struktur der Amygdala mit Störungen wie Angst und Depression zusammenhängen. Es wird jedoch immer deutlicher, dass die Gesamtgröße und -struktur der Amygdala kein guter Prädiktor für emotionale Probleme im Leben ist. Jüngste Untersuchungen an Nagetieren haben gezeigt, dass jede Unterregion der Amygdala viele verschiedene Zelltypen mit unterschiedlichen und manchmal gegensätzlichen Funktionen enthält. Dies deutet darauf hin, dass Störungen durch Veränderungen in bestimmten Zelltypen mit unterschiedlichen Rollen entstehen. Es ist jedoch schwierig, solche Zelltypen bei Menschen oder anderen Primaten zu identifizieren, sodass die zelluläre Landschaft der Amygdala von Primaten weitgehend unerforscht ist.

Um diese kritische Wissenslücke zu schließen, leitete der Doktorand Shawn Kamboj eine Zusammenarbeit zwischen Fox‘ Forschungsgruppe und dem Labor von Professor Cynthia Schumann an der UC Davis School of Medicine, um Zelltypen in Unterregionen der Amygdala von Menschen und nichtmenschlichen Primaten anhand der von ihnen exprimierten Gene zu identifizieren. Dies könnte die Grundlagenforschung voranbringen, indem es die Übertragung von Ergebnissen zwischen Nagetieren, nichtmenschlichen Primaten und Menschen erleichtert und neue Behandlungsziele eröffnet.

Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Die Forscher entnahmen Proben aus den Gehirnen von Menschen und Rhesusaffen, trennten einzelne Zellen und sequenzierten deren RNA. Dies zeigt, welche Gene in einer bestimmten Zelle aktiv sind (exprimiert werden), und ermöglicht es den Forschern, sie auf der Grundlage der Genexpression in Gruppen zu sortieren. Die Forscher suchten nach bestimmten Zelltypen, die Gene exprimierten, die mit Angstzuständen und anderen Störungen beim Menschen in Verbindung gebracht werden. Diese Strategie kann dabei helfen, Zelltypen zu identifizieren, die am ehesten zu psychopathologischen Störungen führen, so Fox. Sie identifizierten beispielsweise eine bestimmte Gruppe von Zellen, die ein Gen namens FOXP2 exprimierten. Die neue Studie zeigt, dass FOXP2 bei Menschen und Makaken in Zellen an den Rändern der Amygdala exprimiert wird, die als interkalierte Zellen bezeichnet werden. Spannenderweise haben Forscher nachgewiesen, dass diese kleine Gruppe von FOXP2-exprimierenden Zellen bei Nagetieren eine Rolle als „Gatekeeper“ spielt, die den Signalverkehr in die Amygdala hinein oder aus ihr heraus steuern. Zusammengenommen deuten diese Daten darauf hin, dass interkalierte Zellen ein potenziell vielversprechender Ansatz für die Entwicklung von Behandlungsmethoden sind.

Die Forscher konnten auch Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Zelltypen in der Amygdala von Menschen und nichtmenschlichen Primaten feststellen. Dies ist wichtig, um zu verstehen, wie Entdeckungen in Tiermodellen für Störungen wie Angst und Autismus mit dem Menschen zusammenhängen. Der Ansatz könnte dazu beitragen, Zelltypen als potenzielle Wirkstoffziele zu identifizieren. Beispielsweise neigen FOXP2-exprimierende Zellen dazu, sowohl angstbezogene Gene als auch einen Rezeptor, den Neuropeptid-FF-Rezeptor 2 (NPFFR2), zu exprimieren, der durch Medikamente beeinflusst werden kann. Dieses Ergebnis kann die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien leiten, indem es Medikamente vorschlägt, die den NPFFR2-Signalweg als potenzielles Behandlungsziel in Bezug auf angstbezogene Störungen aktivieren. Angst ist eine komplizierte Störung, die sich auf viele verschiedene Arten äußern kann. Mit einem besseren Verständnis der beteiligten Zelltypen könnte es möglich sein, „Engpässe“ zu identifizieren und gezielt zu behandeln, die eine große Anzahl von Menschen betreffen, die unter extremer und lähmender Angst leiden.