Epigenetik

Schalter im Kopf

Foto: imago / (M) Marco Limberg

Das sind doch gewöhnliche Laborratten, denken die meisten Laien, wenn sie Michael Meaneys Versuchsräume an der McGill University in Montreal betreten. Richtig niedlich, wie die kleinen Nager in ihren Käfigen umherwuseln, wie sie einander beschnuppern, putzen, kraulen und lecken. Doch der Eindruck täuscht: Manche Ratten sind aggressiv, ängstlich, reizbar. Andere zeigen sich besonders mutig, kuschelbereit und freundlich.

Die Mütter der ängstlichen Tiere haben sich in den ersten acht Tagen nach der Geburt nicht ausreichend um die Kleinen gekümmert. Es sind sogenannte »non licking mothers« – Mütter, die ihren Nachwuchs nicht lecken. Die mutigen Tiere hingegen wurden von ihren Müttern besonders gut umsorgt. Ob es sich dabei um die leiblichen Mütter handelte, spielte keine Rolle. Es ist also ein Umwelteinfluss, der dafür sorgt, dass die Tiere zeitlebens unterschiedliche Persönlichkeiten haben. Die Gene scheinen weniger wichtig zu sein.

Doch wie gelingt es der Umwelt, sich derart dauerhaft und tief ins Gehirn der Nagetiere zu brennen? Dieses Rätsel löste Meaney gemeinsam mit dem israelischen Biochemiker Moshe Szyf: Die ersten Erlebnisse beeinflussen in einer wichtigen Gruppe von Hirnzellen sogenannte epigenetische Strukturen, die einzelne Gene dauerhaft an- oder abschalten können. Dadurch ist bei den vernachlässigten Ratten ein wichtiges Stück Erbgut weniger aktiv als bei den gut umsorgten. Und dieses Gen enthält ausgerechnet den Bauplan einer Andockstelle für das Stresshormon Cortisol. Als Folge leben die Tiere zeitlebens im Dauerstress.

SPRACHE DER GENE Moshe Szyf ist nicht nur wegen dieses Experiments berühmt geworden. Schon vorher galt der Forscher, der zunächst Philosophie und Politik studierte, bevor er einen Ph.D. in Biochemie an der Hebräischen Universität Jerusalem machte, als einer der bekanntesten Vertreter der Epigenetik. 1989 kam Szyf nach Montreal. Seitdem publiziert er auf dem Gebiet der Epigenetik und trägt entscheidend zum Erfolg dieser Wissenschaft bei, die sich anschickt, die Genetik zu revolutionieren.

Die Epigenetik beschäftigt sich mit chemischen Gruppen und Eiweißen, die an oder neben dem Erbgutmolekül DNA sitzen. Sie helfen den Zellen, verschiedene Zustände anzunehmen, sich zum Beispiel aus einer befruchteten Eizelle in eine Haut- oder eine Nervenzelle zu entwickeln. Sie können aber auch dazu beitragen, dass der Gehirn- wie der Körperstoffwechsel dauerhaft falsch programmiert sind.

Dank der epigenetischen Schalter können sich Zellen regelrecht mit ihrer Umwelt »unterhalten«, wie der deutsche Stammzellforscher Rudolf Jaenisch vom Whitehead Institute in Boston erklärt. Das ermöglicht es unserem Körper, sich dauerhaft auf seine Umwelt einzustellen.

Zuletzt gelang Moshe Szyf sogar der Beleg, dass bei Menschen ähnliche Prozesse ablaufen wie im Gehirn der Ratten. Im Gehirn von Suizidopfern, die in früher Kindheit misshandelt worden waren, fand der Epigenetiker die gleichen Veränderungen wie bei den vernachlässigten Versuchstieren. Nun hofft Szyf auf neue Ansätze zur Vorbeugung und Therapie von Depressionen und anderen psychischen Leiden.

»Ich bin überzeugt, dass das Tiermodell bis zu einem gewissen Grad das widerspiegelt, was bei uns Menschen passiert«, sagt Szyf. »Allmählich sehen die Menschen, dass die soziale Umwelt eines Kindes – das Verhalten der Eltern, Erzieher, Freunde und Lehrer – einen tiefgreifenden Einfluss hat, nicht nur auf das gesamte spätere soziale Verhalten, sondern auch auf die Physiologie des Körpers.«

KREBS ABSCHALTEN Doch nicht nur das Verständnis der frühkindlichen Persönlichkeitsentwicklung wächst. Es ergibt sich auch ein neuer Blick auf die Entstehung von Krebs. Anders als früher denken Experten heute nicht mehr, Krebs entstehe ausschließlich dann, wenn die Gene einer Zelle krankhaft verändert sind. Manche Krebsformen sind Folge einer epigenetischen Veränderung. Die Zellen werden dann bösartig, weil »böse«, den Krebs verursachende Gene an- oder »gute«, vor Krebs schützende Gene ausgeschaltet sind. Die Krebsforschung ist der zweite Forschungsschwerpunkt von Moshe Szyf. »Die Epigenetik spielt die wichtigste Rolle bei der Entstehung von Krebs. Die meisten Karzinome sind epigenetische Krankheiten«, sagt er denn auch. Das Gute an dieser Erkenntnis sei: »Epigenetische Veränderungen sind theoretisch umkehrbar, genetische kaum.«

Seit 2009 ist in der Europäischen Union bereits ein besonders erfolgreiches epigenetisches Medikament gegen eine schwere Form von Blutkrebs namens MDS zugelassen. Der Wirkstoff 5-Azacytidin wirkt, indem er die Schalter an den Genen der Krebszellen so zurücklegt, dass diese wieder gutartiger werden. In den USA ist zudem Decitabin erhältlich, das ganz ähnlich funktioniert. Valproinsäure hilft ebenfalls auf epigenetischem Weg gegen manche Blutkrebsformen. Und als vierter Stoff in der noch sehr jungen Medikamentenfamilie ist in den USA Vorinostat gegen sogenannte kutane Lymphome auf dem Markt.

Noch ist die Zahl der epigenetischen Krebsmedikamente überschaubar. Aber das dürfte sich schon bald ändern. Seit einigen Jahren forschen nahezu alle großen Pharmafirmen an ähnlichen Substanzen. Moshe Szyf könnte also mit seiner derzeit noch sehr optimistisch klingenden Prognose recht behalten: »Der epigenetische Weg ist der Weg, der in die Zukunft der Krebstherapie führt.«

Der Autor ist Wissenschaftsjournalist. Zum Thema erschien von ihm das Buch »Der zweite Code. Epigenetik – oder wie wir unser Erbgut steuern können.« Rowohlt, Reinbek bei Hamburg 2009, 300 S., 19,90 €

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