Männliche und weibliche Gehirne unterscheiden sich auf Zellebene stärker als bisher bekannt
Männliche und weibliche Gehirne sehen sich weitgehend ähnlich. Doch auf der Ebene einzelner Zelltypen zeigt eine neue Studie auffällige Unterschiede darin, welche Gene aktiv sind – mit unmittelbaren Konsequenzen für das Verständnis von Alzheimer, Parkinson und anderen altersbedingten Hirnerkrankungen.
Die in Science veröffentlichte Studie kartierte die Genexpression – welche Gene aktiv sind und in welchem Ausmaß – im gesamten menschlichen Kortex, aufgeschlüsselt nach Zelltyp und Geschlecht. Der Kortex ist die äußere Schicht des Gehirns, die für Gedächtnis, Sprache und Entscheidungsfindung zuständig ist. Ein zentrales Ergebnis: Die Auswirkungen des Geschlechts auf die Genexpression variieren erheblich je nach Zelltyp. Muster, die in Neuronen beobachtet werden, lassen sich nicht ohne Weiteres auf Astrozyten, Mikroglia oder Oligodendrozyten übertragen – die anderen wichtigen Zellpopulationen im Gehirn.
Die praktische Bedeutung dieser Befunde ist erheblich. Alzheimer, Parkinson, Depressionen und Schizophrenie weisen alle geschlechtsspezifische Unterschiede auf – sei es bei der Häufigkeit, dem Krankheitsverlauf oder dem Ansprechen auf Behandlungen. Diese Unterschiede wurden bislang überwiegend auf Hormone oder Verhaltensweisen zurückgeführt. Die neue Studie legt nahe, dass ein Teil der Erklärung grundlegender ist: Er steckt in der basalen Genaktivität bestimmter Hirnzelltypen selbst.
Mikroglia: die Immunzellen des Gehirns
Mikroglia sind die ortsansässigen Immunzellen des Gehirns: Sie beseitigen Zelltrümmer, reagieren auf Schäden und helfen dabei, neuronale Verbindungen während der Entwicklung und im gesamten Lebensverlauf zu beschneiden. Alzheimerforschende haben ihnen intensive Aufmerksamkeit gewidmet, unter anderem weil viele bekannte genetische Risikofaktoren der Erkrankung vorwiegend in Mikroglia aktiv sind. Die neue Studie identifiziert Mikroglia als einen der Zelltypen mit den stärksten geschlechtsspezifischen Unterschieden in der Genexpression. Dieser Befund könnte erklären, warum Frauen ein höheres Lebenszeitrisiko für Alzheimer haben und warum die Erkrankung bei Frauen häufig einen anderen Verlauf nimmt als bei Männern.
Für die Longevity-Forschung weisen die Ergebnisse in zwei Richtungen. Zum einen liefern sie eine biologische Grundlage für die Entwicklung geschlechtsspezifischer Therapien bei Hirnerkrankungen, die eng mit dem Alterungsprozess verknüpft sind. Zum anderen unterstreichen sie ein seit Langem bekanntes Problem: das Geschlechterungleichgewicht in der Hirnforschung. Ein Großteil des vermeintlichen Wissensstands über das menschliche Gehirn wurde aus Studien mit männlichen Tiermodellen oder männerlastigen Studienpopulationen gewonnen.
Was die Studie noch offen lässt
Die Analyse stützte sich auf post-mortem entnommenes Hirngewebe – eine Momentaufnahme statt eines dynamischen Bildes. Wie sich diese geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Genexpression über eine Lebensspanne hinweg entwickeln und ob sie sich rund um die Menopause oder infolge anderer hormoneller Veränderungen verschieben, bleibt ungeklärt. Das ist eine entscheidende Wissenslücke, denn das Alzheimerrisiko von Frauen steigt nach der Menopause deutlich an. Die Karte ist gezeichnet; die Zeitachse muss noch ausgefüllt werden.