Mausstudie identifiziert potenziellen Gehirnmechanismus hinter Autismusmerkmalen
Eine neue Studie hat Gehirnschaltungen identifiziert, die eine Schlüsselrolle bei den dysfunktionellen sozialen, repetitiven und unflexiblen Verhaltensunterschieden spielen, die Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) charakterisieren.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Naturneurowissenschaftenkönnte zu neuen Behandlungen für Menschen mit ASD führen.
Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten schätzen, dass etwa 1 von 54 Kindern in den USA an ASD leidet, einem breiten Spektrum von neurologischen Entwicklungsstörungen, von denen angenommen wird, dass sie durch eine Kombination von genetischen und Umweltfaktoren verursacht werden.
Obwohl Forscher einige Schlüsselgene und -pfade identifiziert haben, die zur ASD beitragen, ist die zugrunde liegende Biologie dieser Erkrankungen nach wie vor wenig bekannt, sagte Dr. med. Peter Tsai, Assistenzprofessor in den Abteilungen für Neurologie und Neurotherapeutik, Neurowissenschaften, Pädiatrie und Psychiatrie am Southwestern Medical Center der University of Texas (UT) und Mitglied des Peter O'Donnell Jr. Brain Institute.
Eine wichtige Gehirnregion, die an der ASD-Dysfunktion beteiligt ist, ist das Kleinhirn, ein Teil des Hinterhirns bei Wirbeltieren, das etwa drei Viertel aller Neuronen im Körper enthält und traditionell mit der motorischen Kontrolle in Verbindung gebracht wird, sagte Tsai.
Jüngste Studien von Tsai und seinen Kollegen haben gezeigt, dass die Hemmung der Aktivität in einer als Rcrus1 bekannten Region des Kleinhirns bei Mäusen zu veränderten sozialen und repetitiven / unflexiblen Verhaltensweisen führen kann, die an ASD erinnern.
Ihre Studien fanden auch heraus, dass die Stimulation dieses Bereichs soziales Verhalten in einem ASD-relevanten Modell retten kann, jedoch repetitive oder unflexible Verhaltensweisen nicht verbessern kann. Diese kombinierten Befunde legen nahe, dass zusätzliche Regionen des Kleinhirns auch repetitive und / oder unflexible Verhaltensweisen regulieren könnten.
Wie genau diese Gehirnregionen diese ASD-relevanten Verhaltensweisen regulieren könnten, ist jedoch unbekannt. Um mehr über die Schaltkreise des Gehirns zu erfahren, die diese Verhaltensweisen steuern, arbeiteten Tsai und ein Forschungsteam mit Mäusen, die gentechnisch verändert wurden, um die Aktivität von Purkinje-Zellen zu reduzieren, spezialisierten Zellen, die die Aktivität anderer Gehirnregionen verringern.
Wenn sie den Rest des Gehirns betrachteten, sahen sie eine erhöhte Aktivität im medialen präfrontalen Kortex (mPFC), einer anderen Region, die zuvor an ASD beteiligt war. Verhaltenstests ergaben, dass diese Nagetiere charakteristische soziale und repetitive / unflexible Verhaltensweisen ähnlich wie ASD zeigten. Wenn das Team die mPFC-Aktivität bei diesen Tieren inhibierte, verbesserten sich sowohl soziale Beeinträchtigungen als auch repetitive / unflexible Verhaltensweisen.
Da sich das Kleinhirn und die mPFC an entgegengesetzten Enden des Gehirns befinden, verwendete das Team mikroskopische Bildgebung, um zu verfolgen, wie diese Regionen miteinander verbunden sind. Sie entdeckten Verbindungen spezifisch zwischen Rcrus1 und dem mPFC bei diesen Tieren, wobei eine verminderte Rcrus1-Aktivität zu einer erhöhten mPFC-Aktivität führte.
Weitere Studien zeigten, dass die Konnektivität in dieser Region nicht nur bei diesen bestimmten Mäusen gestört war, sondern auch in etwa einem Drittel von 94 verschiedenen Mauslinien mit autismusbedingten Mutationen und in zwei unabhängigen Kohorten von Menschen mit ASD.
Da diese Experimente in der Lage waren, dysfunktionale soziale und repetitive / unflexible Verhaltensweisen bei erwachsenen Tieren zu verbessern, besteht die Möglichkeit, dass Therapien, die auf diesen Kreislauf beim Menschen abzielen, die ASD-bedingte Dysfunktion sogar bis ins Erwachsenenalter verbessern können.
"So wie ein Elektriker die Verkabelung eines Hauses reparieren kann, sobald er den Schaltplan verstanden hat, geben diese Ergebnisse uns potenzielle Hoffnung auf eine Verbesserung der Funktionsstörung der an ASD beteiligten Schaltkreise", sagte Tsai.
Quelle: UT Southwestern Medical Center
