The role of stress and novel gene-environment interactions in the extended psychosis phenotype

Abstract

La psicosi s’expressa a través d’un ampli continu de diferències individuals en la personalitat, els símptomes i el deteriorament, que van des de disfuncions no clíniques i mínimes fins a manifestacions clíniques i en tota regla (per exemple, l’esquizofrènia). Aquest fenotip de propensió a la psicosi s’ha denominat esquizotipia o fenotip extens de la psicosi. Les causes subjacents a la transició a través d’aquest continu encara no s’entenen bé; tanmateix, és ben acceptat que hi intervenen tant factors genètics com ambientals. Contràriament als models etiològics tradicionals que consideraven l’esquizofrènia un trastorn “altament hereditari”, actualment es reconeix que els trastorns mentals en general, i els psicòtics en particular, són trastorns multifactorials amb un component ambiental substancial en el qual interaccionen centenars de milers de variants genètiques. La investigació etiològica en psicosi s’ha guiat tradicionalment pel model clàssic diàtesi-estrès, que s’ha centrat exclusivament en els efectes negatius dels ambients adversos. Un nou pensament basat en l’evolució suggereix que alguns individus difereixen en la seva sensibilitat al medi ambient, “per a bé i per a mal”. És a dir, que les mateixes diferències individuals (per exemple, factors genètics) implicades en entorns adversos que promouen el risc, també es poden beneficiar de contextos positius i de suport, conferint resiliència al desenvolupament de resultats mentals pobres. Aquest marc es coneix com el model de susceptibilitat diferencial (DS). El treball empíric d’aquesta tesi s’incrusta en el Barcelona Longitudinal Investigation of Schizotypy Study (BLISS), un estudi longitudinal que examina els factors de risc i resiliència a través del fenotip extens de la psicosi. La present tesi té com a objectiu a) comprendre els mecanismes biològics que relacionen l’estrès i l’extrem no clínic del fenotip extens de la psicosi, és a dir, la variació en esquizotípia i b) provar noves interaccions gens-ambient des d’un nou enfocament de DS. Per assolir aquests objectius, aquesta investigació empra l’anàlisi d’un biomarcador de l’eix HPA (és a dir, cortisol), puntuacions de risc poligènic (PRP) i l’avaluació d’una àmplia gamma de fenotips ambientals i subclínics, capturats de manera retrospectiva i en la vida diària mitjançant Avaluació Ecològica Momentània (AEM). Les mostres dels estudis reportats en aquesta tesi estan formades per adults joves no clínics amb puntuacions normatives i elevades en trets d’esquizotípia i experiències de tipus psicòtic. Les troballes derivades d’aquesta tesi poden contribuir a un creixent conjunt d’investigacions que desafien les conceptualitzacions actuals de la psicosi i a augmentar el nostre coneixement sobre els factors causals crítics i els mecanismes subjacents al risc i la resiliència del fenotip de psicosi estès. A més, els resultats poden informar per millorar les capacitats de prevenció, detecció i intervenció per reduir el risc, la discapacitat i l’estigma associat, però també per augmentar el benestar, de les persones en risc o amb psicosi establerta.

La psicosis se expresa a través de un amplio continuo de diferencias individuales en la personalidad, los síntomas y el deterioro, que van desde disfunciones no clínicas y mínimas hasta manifestaciones clínicas y en toda regla (por ejemplo, la esquizofrenia) . Este fenotipo de propensión a la psicosis se ha denominado esquizotipía o fenotipo extenso de la psicosis. Las causas subyacentes a la transición a través de este continuo todavía no se entienden bien; sin embargo, es bien aceptado que intervienen tanto factores genéticos como ambientales. Contrariamente a los modelos etiológicos tradicionales que consideraban la esquizofrenia un trastorno “altamente hereditario”, actualmente se reconoce que los trastornos mentales en general, y los psicóticos en particular, son trastornos multifactoriales con un componente ambiental sustancial en el que interaccionan cientos de miles de variantes genéticas. La investigación etiológica en psicosis se ha guiado tradicionalmente por el modelo clásico diátesis-estrés, que se ha centrado exclusivamente en los efectos negativos de los ambientes adversos. Un nuevo pensamiento basado en la evolución sugiere que algunos individuos difieren en su sensibilidad al medio ambiente, “para bien y para mal”. Es decir, que las mismas diferencias individuales (por ejemplo, factores genéticos) implicadas en entornos adversos que promueven el riesgo, también pueden beneficiarse de contextos positivos y de apoyo, confiriendo resiliencia al desarrollo de resultados mentales pobres. Este marco se conoce como el modelo de susceptibilidad diferencial (DS). El trabajo empírico de esta tesis se incrusta en el Longitudinal Investigation of Schizotypy Study (BLISS), un estudio longitudinal que examina los factores de riesgo y resiliencia a través del fenotipo extenso de la psicosis. La presente tesis tiene como objetivo a) comprender los mecanismos biológicos que relacionan el estrés y el extremo no clínico del fenotipo extenso de la psicosis, es decir, la variación en esquizotipia y b) probar nuevas interacciones genes-ambiente desde un nuevo enfoque de DS. Para alcanzar estos objetivos, esta investigación utiliza el análisis de un biomarcador del eje HPA (es decir, cortisol), puntuaciones de riesgo poligénico (PRP) y la evaluación de una amplia gama de fenotipos ambientales y subclínicos, capturados de forma retrospectiva y en la vida diaria mediante Evaluación Ecológica Momentánea (EEM). Las muestras de los estudios reportados en esta tesis están formadas por adultos jóvenes no clínicos con puntuaciones normativas y elevadas en rasgos de esquizotipia y experiencias de tipo psicótico. Los hallazgos derivados de esta tesis pueden contribuir a un creciente conjunto de investigaciones que desafían las conceptualizaciones actuales de la psicosis y aumentar nuestro conocimiento sobre los factores causales críticos y los mecanismos subyacentes al riesgo y la resiliencia del fenotipo de psicosis extendido. Además, los resultados pueden informar para mejorar las capacidades de prevención, detección e intervención para reducir el riesgo, discapacidad y estigma asociado, pero también aumentar el bienestar, de las personas en riesgo o con psicosis establecida.

Psychosis is expressed across a broad continuum of individual differences in personality, symptoms and impairment, ranging from nonclinical and minimal dysfunction to clinical and full-blown manifestations (e.g., schizophrenia). This extended psychosis-proneness phenotype has been referred to as schizotypy or the extended psychosis phenotype. The causes underlying the transition across this continuum are still not well understood; however, it is well accepted that both genetic and environmental factors are involved. Contrary to traditional etiological models that considered schizophrenia a ‘highly-heritable’ disorder, currently it is acknowledged that mental disorders in general, and psychotic in particular, are multifactorial disorders with a substantial environmental component in which hundreds of thousands of genetic variants interact. Etiological research in psychosis has traditionally been guided by the classic diathesis-stress model, which has exclusively focused on the negative effects of adverse environments. novel evolutionary-based thinking suggests that some individuals differ in their sensitivity to the environment, ‘for better and for worse’. That is, that the same individual differences (e.g., genetic factors) involved in adverse risk-promoting environments, can also benefit from positive and supportive contexts, conferring resilience to the development of poor mental outcomes. This framework is referred to as the Differential Susceptibility (DS) model. The empirical work of this thesis is embedded in the Barcelona Longitudinal Investigation of Schizotypy Study (BLISS), a longitudinal study examining risk and resilience factors across the extended psychosis phenotype. The present thesis aims at a) understanding biological mechanisms linking stress and the nonclinical end of the psychosis extended phenotype, that is, schizotypy variation and b) testing novel gene-by-environment interactions from a novel DS approach. To meet these objectives, this research employed the analysis of a biomarker of the HPA axis (i.e., cortisol), polygenic risk scores (PRS) and the assessment of a wide range of environmental and subclinical phenotypes, captured retrospectively and in daily-life using Experience Sampling Methodology (ESM). The samples of the studies reported in this thesis are comprised by nonclinical young adults with normative and elevated scores on schizotypy traits and psychotic-like experiences. Findings derived from this thesis may contribute to a growing body of research that challenges current narrow conceptualizations of psychosis and to increase our knowledge about critical causative factors and mechanisms underlying risk and resilience of the extended psychosis phenotype. Furthermore, findings may inform to enhance prevention, detection and intervention abilities to reduce risk, disability and associated stigma, but also to increase the well-being of individuals at-risk or with established psychosis.