The Role of Catechol-O-Methyltransferase (COMT) Gene in the Etiopathogenesis of Schizophrenia

Abstract

Genetic factors in the risk of developing schizophrenia is of great importance. With the help of the advances in the field of genetics in recent years by using linkage analysis several genes have been identified that may be a risk factor in schizophrenia. Several association studies have been performed in many different populations on the candidate susceptibility genes that were defined in previous studies. However, these studies give controversial results in different countries with different populations, and there are problems in obtaining replicable results. In this review we aimed to focus on the genetic basis of schizophrenia and the relationship between schizophrenia and catechol-O-methyltransferase (COMT) gene. COMT encodes an enzyme molecule which has an important function in dopamine pathways. It has great importance in catecholamine metabolism and pharmacology and genetic mechanism of catechol metabolism variations and their clinical consequences. COMT transfers the methyl group from S-adenosyl-methionine to the hydroxyl group of catechol nucleus (such as dopamine, norepinephrine or catechol estrogen). Genetic variations found in COMT gene are associated with a broad spectrum of clinical phenotype including psychiatric disorders or estrogen related cancers. Several groups have performed studies on the relationship between schizophrenia and COMT. The most commonly studied polymorphism in COMT gene is rs4680 and it causes a valine methionine conversion at codon 158. The association studies on this polymorphism in different populations gave both positive and negative results. Schizoprenia is a complex disease caused by the interaction of environmental and genetic factors, while interpreting the genetic data, this fact and the possibility of the presence of different gene products should be taken into account.

Keywords

• Schizophrenia, COMT, polymorphism, candidate gene

Şizofreninin Etyopatogenezinde Katekol-O-Metiltransferaz (COMT) Geninin Rolü

Öz

Şizofreniye yakalanma riskinde genetik faktörler büyük öneme sahiptir. Genetik alanındaki ilerlemeler sayesinde son yıllarda bağlantı analizleri ile şizofrenide risk faktörü olabilecek birçok gen tanımlanmıştır. Tanımlanan aday genler üzerinde farklı populasyonlarda birçok yatkınlık çalışması yapılmıştır. Ancak çalışmalar farklı toplumlarda farklı sonuçlar vermekte ve replike sonuçlar elde edilmesinde sorunlar yaşanmaktadır. Biz bu derleme çalışmasında şizofreninin genetik temelleri üzerinde durmayı ve dopamin ile bağlantılı yolaklarda önemli bir molekül olan katekol-O-metiltransferaz enziminin geni ile şizofreni arasındaki bağlantıyı incelemeyi amaçladık. Katekol-O-metiltransferaz enzimi (catechol-O-methyltransferase-COMT) enzimi, katekolamin biyokimyası ve farmakolojisinde ve son zamanlarda da katekol metabolizma varyasyonlarının genetik mekanizması ve klinik sonuçları açısından büyük öneme sahip bir enzimdir. COMT, S-adenozil-metiyoninden aldığı metil grubunu katekol çekirdeği (dopamin, norepinefrin ya da katekol östrojen gibi) üzerindeki hidroksil grubuna transfer eder. COMT genindeki genetik varyasyonlar, psikiyatrik bozukluklardan östrojen bağlantılı kanserlere kadar birçok klinik fenotip ile ilişkilendirilmiştir ve şizofreni ile bağlantısı çeşitli gruplar tarafından çalışılmıştır. COMT genindeki en yaygın çalışılmış polimorfizm rs4680 polimorfizmidir ve genin ürününde 158. kodonda valin-metiyonin değişimine neden olmaktadır. Farklı popülasyonlarda bu polimorfizm üzerinde yapılan bağlantı çalışmalarında hem negatif hem de pozitif sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar yorumlanırken şizofreninin çevre ve gen etkileşimlerinin neden olduğu bir hastalık olduğu ve hastalığın temelinde birçok gen ürününün etkin olabileceği göz önünde bulundurulmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Şizofreni, COMT, polimorfizm, aday gen