Es scheint, dass das Gehirn von Menschen, die an einer Depression leiden ( ), ( ) weniger in der Lage ist, neue Nervenzellen zu bilden , als das von Menschen, die nicht an dieser Krankheit leiden. Zu diesem Schluss kam eine Studie , die die bislang umfassendste Karte der Zelltypen im Hippocampus erwachsener Menschen liefert. Diese Hirnregion spielt eine Rolle beim Lernen, beim Gedächtnis und bei den Emotionen.

Einige Forscher vermuten seit mehr als 20 Jahren, dass die Neurogenese – also der Prozess der Bildung neuer Nervenzellen – im Gehirn von Menschen mit Depressionen gestört sein könnte. „Es ist spannend, dass diese Studie als erste mit zellulärer Auflösung genau aufzeigt, in welcher Phase des Prozesses es zu Störungen kommt und welche molekularen Mechanismen dabei eine Rolle spielen“, – sagt Amelia Eisch, Neurologin an der University of Pennsylvania, die nicht an der Studie beteiligt war.

Die Studie, die über die Ergebnisse berichtet und letzte Woche in der Fachzeitschrift „ Nature Medicine“ unter dem Titel „ “ veröffentlicht wurde, beweist nicht, dass eine gestörte Neurogenese eine Rolle bei der Entstehung von Depressionen spielt, und die Forscher betonen, dass Depressionen mehrere Bereiche des Gehirns betreffen, nicht nur den Hippocampus. Die Ergebnisse könnten jedoch neue therapeutische Ansatzpunkte aufzeigen. „Wir haben mehrere Signalwege identifiziert, die bei der Pathogenese eine Rolle spielen und potenziell medikamentös angegangen werden können“, sagt Maura Boldrini Dupont, Neurologin an der Columbia University und eine der Autorinnen der Studie.

Die Arbeit liefert zudem weitere Belege für die Hypothese, dass das menschliche Gehirn auch im Erwachsenenalter kontinuierlich neue Nervenzellen bildet. Die Existenz der Neurogenese im Erwachsenenalter ist seit langem umstritten, da einige Studien sie nicht nachweisen konnten. Die neue Studie geht jedoch noch einen Schritt weiter und legt nahe, dass diese neu gebildeten Nervenzellen nicht nur existieren, sondern auch eine bestimmte Funktion haben, sagt Gerd Kempermann, Neurologe am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in Dresden.

Die Autoren entnahmen 30 Personen kurz nach deren Tod Hirngewebe. Von den Spendern litten 11 an einer schweren depressiven Störung (MDD), auch klinische Depression genannt, während 19 keine psychischen Probleme hatten und als Kontrollgruppe dienten. Die Forscher sequenzierten die RNA aus den Zellkernen von fast 500.000 Zellen, die aus dem Hippocampus dieser Personen stammten. Die Einzelzell-RNA-Sequenzierung lieferte eine Momentaufnahme der Genaktivität der einzelnen Zellen. Experten wissen, welche Gene mit den verschiedenen Phasen der Nervenzellentwicklung in Verbindung stehen, sodass die Genaktivität als molekularer Indikator für die Reife der Zellen dient.

Anhand dieser Informationen identifizierte die Forschungsgruppe anschließend den wahrscheinlichen Verlauf der Neurogenese. Dieser Prozess beginnt mit den neuralen Vorläuferzellen – also Zellen, aus denen Nervenzellen entstehen können: aus diesen entstehen intermediäre Nervenzellvorläufer, die sich dann zu Vorläufern der Nervenzellen, den sogenannten Neuroblasten, entwickeln und schließlich zu unreifen Nervenzellen werden.

Im Vergleich zum Gehirn der Kontrollgruppe wiesen die Gehirne der an MDD leidenden Personen einen höheren Anteil an neuralen Stammzellen und einen geringeren Anteil an Neuroblasten auf, was darauf hindeutet, dass der Übergang von einer Phase zur nächsten gestört war. „Es schien, als sei der Prozess ins Stocken geraten“, sagt Dupont. Die Untersuchung zeigte jedoch keinen geringeren Anteil an unreifen Nervenzellen bei den MDD-Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe, was zu erwarten wäre, wenn die Neurogenese zum Stillstand gekommen wäre, bemerkt Evgenia Salta, Neurologin am Niederländischen Institut für Neurowissenschaften. „Umso interessanter könnte es daher sein, genauer zu untersuchen, wie und wann die Neurogenese im Verlauf der Erkrankung beeinträchtigt wird“, sagt die Expertin.

In Tierversuchen wurde bereits ein möglicher Zusammenhang zwischen Neurogenese und depressionsähnlichem Verhalten festgestellt. Laut Dupont kann beispielsweise bei Mäusen eine Hemmung der Neurogenese die Stressreaktion der Tiere verschlechtern und das Lernen sowie die Gedächtnisfunktion beeinträchtigen. Der Experte fügt hinzu, dass beim Menschen das Gedächtnis eine Rolle bei Depressionen spielt. Bei depressiven Menschen verändert sich die Mustererkennung, also die Fähigkeit, verschiedene Reize und Erinnerungen voneinander zu unterscheiden. Dadurch neigen sie dazu, sich auf negative Erinnerungen zu konzentrieren, sagt der Forscher.

Die Daten der Studie geben keine Antwort darauf, ob eine gestörte Neurogenese bei Menschen die Ursache für Depressionen ist oder ob es umgekehrt ist, oder ob möglicherweise beide eine gemeinsame Ursache haben. „Das ist nach wie vor eine offene Frage“, sagt Kempermann.

Über die Ergebnisse zur Depression hinaus lobten Experten auf diesem Gebiet auch den enormen Umfang und die Tiefe der Forschungsdaten. Neben der Einzelzellsequenzierung setzten die Forscher zahlreiche weitere Techniken zur Charakterisierung menschlicher Hippocampuszellen ein, darunter die räumliche Transkriptomik, die aufzeigt, wo verschiedene Gene im Hirngewebe aktiv sind, sowie die Proteomik, die die im Gewebe vorhandenen Proteine misst.