Zusammenhang zwischen Antidepressiva und DNA-Veränderungen aufgedeckt
Forschungen zeigen, dass Antidepressiva die DNA-Methylierung beeinflussen können, die mit mentaler Gesundheit zusammenhängt.
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Inhaltsverzeichnis
Major Depressive Disorder (MDD) ist eine ernste psychische Erkrankung, die bis 2030 voraussichtlich die Hauptursache für Behinderungen weltweit sein wird. Das liegt teilweise daran, dass viele verfügbaren Behandlungen nicht für jeden wirken. Auch wenn Antidepressiva weit verbreitet verschrieben werden und vielen helfen können, wirken sie bei etwa 40% der MDD-Betroffenen nicht, was zu einer sogenannten therapieresistenten Depression führt. Ausserdem können diese Behandlungen unangenehme Nebenwirkungen wie Gewichtszunahme, Müdigkeit oder Probleme mit der sexuellen Funktion mit sich bringen. Es gibt einen dringenden Bedarf nach besseren Behandlungen, die gut wirken und weniger Nebenwirkungen haben.
Ein Grund, warum Fortschritte bei den Behandlungen langsam sind, ist, dass Wissenschaftler immer noch nicht genau verstehen, wie MDD funktioniert oder wie Antidepressiva ihre positiven Effekte erzielen.
Wie Antidepressiva wirken
Wie Antidepressiva genau wirken, ist noch nicht ganz klar. Zunächst dachten die Forscher, dass Antidepressiva helfen, indem sie bestimmte Chemikalien im Gehirn namens Monoamine erhöhen. Aber die Verbesserung der Symptome braucht oft Zeit, was nicht mit dem unmittelbaren Effekt auf diese Chemikalien übereinstimmt, wenn die Medikamente eingenommen werden. Das wirft Fragen auf, ob Monoamine allein für MDD verantwortlich sind. Andere Studien legen nahe, dass Antidepressiva möglicherweise wirken, indem sie dem Gehirn helfen, seine Verbindungen anzupassen und seine Anpassungsfähigkeit zu erhöhen.
Die Forschung läuft weiter, um zu verstehen, wie diese Medikamente die DNA-Methylierung beeinflussen, einen Prozess, der ändern kann, wie Gene exprimiert werden und die Funktionsweise von Zellen beeinflusst. Neuere Studien haben herausgefunden, dass ein bestimmtes Antidepressivum, Paroxetin, mit einem Enzym interagiert, das eine wichtige Rolle bei der DNA-Methylierung spielt. Bei Tests an gestressten Tieren wurde beobachtet, dass die durch Stress verursachten Veränderungen durch die Behandlung mit Antidepressiva oder Medikamenten, die dasselbe Enzym hemmen, rückgängig gemacht werden konnten.
Studie zu den Effekten von Antidepressiva
In einer aktuellen Studie führten Forscher eine grosse Untersuchung mit über 16.000 Personen durch, um die Auswirkungen von Antidepressiva auf die DNA-Methylierung besser zu verstehen. Sie schauten sich zwei Datensätze an: einen basierend auf selbstberichteter Anwendung von Antidepressiva und einen anderen, der auf tatsächlichen Verschreibungsdaten basierte. Ziel war es herauszufinden, wie diese Faktoren mit Veränderungen in der DNA-Methylierung bei Menschen, die mit MDD diagnostiziert wurden, zusammenhängen.
Zuerst überprüften sie die Veränderungen der DNA-Methylierung bei denjenigen, die selbst berichteten, Antidepressiva zu verwenden, im Vergleich zu denen, die sie verschrieben bekamen. Dann schränkten sie die Analyse ein, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse nicht von Faktoren, die mit MDD selbst zu tun hatten, beeinflusst wurden, und konzentrierten sich auf Personen mit einer formellen Diagnose der Störung. Anschliessend schauten sie sich spezifische Bereiche der DNA an, in denen Methylierungsänderungen stattfanden. Dabei überprüften sie, wie signifikant diese Änderungen waren und ob sie in anderen Studien gefunden wurden.
Zuletzt erstellten sie einen Score basierend auf den DNA-Methylierungsmustern, um zu sehen, ob dieser anzeigen konnte, ob jemand Antidepressiva genommen hatte. Das wurde in anderen Studien getestet, um zu sehen, ob der Score in verschiedenen Gruppen konsistent war.
Generation Scotland Studie
Die Generation Scotland Studie ist ein grossangelegtes Forschungsprojekt, das sich auf Gesundheit und Genetik in Schottland konzentriert und fast 24.000 Teilnehmer umfasst. Zwischen 2006 und 2011 wurden biologische Proben zur Analyse gesammelt, wobei die Teilnehmer ihr Einverständnis gaben, dass ihre Daten in der Forschung verwendet werden.
In dieser Studie wurden DNA-Methylierungsdaten aus Blutproben mithilfe fortschrittlicher Technologie gesammelt. Nach dem Herausfiltern von schlechten Proben analysierten die Forscher die DNA von über 18.000 Personen und konzentrierten sich auf spezifische Bereiche, die für die Genexpression wichtig sind.
Zur Messung der Exposition gegenüber Antidepressiva stützten sich die Forscher auf Verschreibungsdaten der schottischen Gesundheitsdienste, die einen umfassenden Überblick darüber gaben, wer Antidepressivum-Medikamente erhalten hatte. Ausserdem verwendeten sie Fragebögen, um die selbstberichtete Verwendung dieser Medikamente zu messen.
Ergebnisse der Studie
Die Analyse zeigte, dass bestimmte DNA-Regionen bei Personen, die Antidepressiva verwendeten, stärker methyliert waren als bei denen, die es nicht taten. Die Studie fand sieben hypermethylierten Regionen bei denjenigen, die berichteten, Antidepressiva genommen zu haben, und vier in denjenigen, die auf Verschreibungsdaten basierten. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass diese hypermethylierten Regionen zwischen den beiden Messmethoden signifikant korreliert waren.
Als die Analyse weiter auf die Personen mit MDD eingeschränkt wurde, war eine spezifische Region mit der Nutzung von Antidepressiva verbunden. Das deutet darauf hin, dass die Änderungen in der DNA-Methylierung möglicherweise direkt von den Medikamenten beeinflusst werden und nicht von der Erkrankung selbst.
Differenziell methylierten Regionen
Bei der Untersuchung spezifischer DNA-Bereiche identifizierten die Forscher Regionen, die signifikant verändert waren. Ein interessanter Bereich mapte zu einer langen nicht-codierenden RNA, die an der Regulierung der Genexpression beteiligt ist. Ein anderer Bereich war mit einem Gen verbunden, das eine entscheidende Rolle bei der Gehirnentwicklung und der Zellstruktur spielt.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Antidepressiva kritische Prozesse im Gehirn beeinflussen könnten, die mit psychischer Gesundheit und Funktion zusammenhängen.
Funktionale Beziehungen im Gehirn
Das Forschungsteam schaute sich auch an, wie diese Änderungen in der DNA-Methylierung mit den Gehirnfunktionen korrespondieren. Sie fanden heraus, dass bestimmte Gene, die von der Nutzung von Antidepressiva betroffen sind, mit Gehirnstrukturen und -funktionen verbunden sind, insbesondere solchen, die an der emotionalen Regulierung und der synaptischen Aktivität beteiligt sind.
Diese Ergebnisse stützen die Idee, dass Antidepressiva zur Anpassungs- und Veränderungsfähigkeit des Gehirns beitragen könnten, was wichtig für die Genesung von Depressionen ist.
Externe Validierung und breitere Implikationen
Die Ergebnisse der Generation Scotland Studie wurden dann in acht weiteren externen Datensätzen getestet. Die meisten dieser Studien zeigten eine konstante Beziehung zwischen den DNA-Methylierungsmustern und der Nutzung von Antidepressiva, was darauf hindeutet, dass die Ergebnisse nicht einzigartig für die ursprüngliche Studiengruppe sind.
Das könnte bedeuten, dass der in der Generation Scotland Studie entwickelte DNA-Methylierungs-Score ein nützliches Instrument sein könnte, um eine frühere Nutzung von Antidepressiva in anderen Bevölkerungsgruppen zu identifizieren, was wertvoll wäre, um Muster der Medikamentennutzung und deren Auswirkungen zu verstehen.
Fazit
Diese Studie hebt hervor, dass die Exposition gegenüber Antidepressiva mit Veränderungen in der DNA-Methylierung verbunden ist, insbesondere an spezifischen Genen, die an der Gehirnfunktion und dem Stoffwechsel beteiligt sind. Diese Erkenntnisse könnten zukünftige Forschung und Behandlungsansätze beeinflussen und die Entwicklung von wirksameren Antidepressiva ermöglichen, die diese spezifischen Wege anvisieren.
Darüber hinaus eröffnet die Studie neue Forschungsansätze und betont die Notwendigkeit, verschiedene Bevölkerungsgruppen und unterschiedliche Medikamente zu betrachten, um besser zu verstehen, wie Antidepressiva psychische Gesundheitsausgänge beeinflussen. Es wird ein Aufruf zu mehr Studien gegeben, die helfen könnten, einen klareren ursächlichen Zusammenhang zwischen der Nutzung von Antidepressiva und Veränderungen in der DNA-Methylierung herzustellen, was potenziell zu verbesserten Behandlungsoptionen für Depressionen führen könnte.
Unterstützende Informationen
Zukünftige Forschung ist notwendig, um diese Ergebnisse zu bestätigen und herauszufinden, wie sie auf Personen aus verschiedenen Hintergründen angewendet werden können. Das Verständnis der Beziehung zwischen Medikamentenutzung und genetischen Veränderungen ist entscheidend, um Strategien zu entwickeln, die Depression langfristig besser managen und behandeln können.
Während die Forschung voranschreitet, wird es wichtig sein, Erkenntnisse aus DNA-Studien mit klinischen Daten zu kombinieren, um unser Wissen zu erweitern und das Leben der von Depressionen betroffenen Personen zu verbessern.
Titel: Antidepressant Exposure and DNA Methylation: Insights from a Methylome-Wide Association Study
Zusammenfassung: ImportanceUnderstanding antidepressant mechanisms could help design more effective and tolerated treatments. ObjectiveIdentify DNA methylation (DNAm) changes associated with antidepressant exposure. DesignCase-control methylome-wide association studies (MWAS) of antidepressant exposure were performed from blood samples collected between 2006-2011 in Generation Scotland (GS). The summary statistics were tested for enrichment in specific tissues, gene ontologies and an independent MWAS in the Netherlands Study of Depression and Anxiety (NESDA). A methylation profile score (MPS) was derived and tested for its association with antidepressant exposure in eight independent cohorts, alongside prospective data from GS. SettingCohorts; GS, NESDA, FTC, SHIP-Trend, FOR2107, LBC1936, MARS-UniDep, ALSPAC, E-Risk, and NTR. ParticipantsParticipants with DNAm data and self-report/prescription derived antidepressant exposure. Main Outcome(s) and Measure(s)Whole-blood DNAm levels were assayed by the EPIC/450K Illumina array (9 studies, Nexposed = 661, Nunexposed= 9,575) alongside MBD-Seq in NESDA (Nexposed= 398, Nunexposed= 414). Antidepressant exposure was measured by self- report and/or antidepressant prescriptions. ResultsThe self-report MWAS (N = 16,536, Nexposed = 1,508, mean age = 48, 59% female) and the prescription-derived MWAS (N = 7,951, Nexposed = 861, mean age = 47, 59% female), found hypermethylation at seven and four DNAm sites (p < 9.42x10-8), respectively. The top locus was cg26277237 (KANK1, pself-report= 9.3x10-13, pprescription = 6.1x10-3). The self-report MWAS found a differentially methylated region, mapping to DGUOK-AS1 (padj = 5.0x10-3) alongside significant enrichment for genes expressed in the amygdala, the "synaptic vesicle membrane" gene ontology and the top 1% of CpGs from the NESDA MWAS (OR = 1.39, p < 0.042). The MPS was associated with antidepressant exposure in meta-analysed data from external cohorts (Nstudies= 9, N = 10,236, Nexposed = 661, f3 = 0.196, p < 1x10-4). Conclusions and RelevanceAntidepressant exposure is associated with changes in DNAm across different cohorts. Further investigation into these changes could inform on new targets for antidepressant treatments. 3 Key PointsO_ST_ABSQuestionC_ST_ABSIs antidepressant exposure associated with differential whole blood DNA methylation? FindingsIn this methylome-wide association study of 16,536 adults across Scotland, antidepressant exposure was significantly associated with hypermethylation at CpGs mapping to KANK1 and DGUOK-AS1. A methylation profile score trained on this sample was significantly associated with antidepressant exposure (pooled f3 [95%CI]=0.196 [0.105, 0.288], p < 1x10-4) in a meta-analysis of external datasets. MeaningAntidepressant exposure is associated with hypermethylation at KANK1 and DGUOK-AS1, which have roles in mitochondrial metabolism and neurite outgrowth. If replicated in future studies, targeting these genes could inform the design of more effective and better tolerated treatments for depression.
Autoren: Andrew M McIntosh, E. Davyson, X. Shen, F. Huider, M. Adams, K. Borges, D. McCartney, L. Barker, J. Van Dongen, D. Boomsma, A. Weihs, H. Grabe, L. Kuehn, A. Teumer, H. Volzke, T. Zhu, J. Kaprio, M. Ollikainen, F. S. David, S. Meinert, F. Stein, A. Forstner, U. Dannlowski, T. Kircher, A. Tapuc, D. Czamara, E. B. Binder, T. Bruckl, A. Kwong, P. Yousefi, C. C. Wong, L. Arseneault, H. L. Fisher, J. Mill, S. Cox, P. Redmond, T. C. Russ, E. J. van den Oord, K. A. Aberg, B. W. Penninx, R. E. Marioni, N. R. Wray
Letzte Aktualisierung: 2024-05-03 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.01.24306640
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.01.24306640.full.pdf
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