Genetische Mutationen im Zusammenhang mit spezifischen Autismus-Symptomen

Forscher haben herausgefunden, dass die Vielzahl der Symptome bei Menschen mit Autismus auf bestimmte genetische Mutationen zurückzuführen ist, wobei die schädlicheren Mutationen zu schlechteren Krankheitsergebnissen führen. Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Naturneurowissenschaften.

Die vom Columbia University Medical Center durchgeführte Studie umfasste eine groß angelegte Analyse von Hunderten von Patienten und fast 1000 Genen. Forscher haben Hunderte von Genen identifiziert, die bei Mutation das Risiko einer Autismus-Spektrum-Störung (ASD) erhöhen. Diese Mutationen können zu einer Vielzahl von Symptomen führen.

"Wenn wir verstehen können, wie unterschiedliche Mutationen zu unterschiedlichen Merkmalen von ASD führen, können wir möglicherweise die genetischen Profile der Patienten verwenden, um genaue diagnostische und prognostische Instrumente zu entwickeln und möglicherweise die Behandlung zu personalisieren", sagte der leitende Autor Dennis Vitkup, Ph.D., Associate Professor für Systembiologie und biomedizinische Informatik am College of Physicians & Surgeons der Columbia University.

Um den Zusammenhang zwischen genetischen Mutationen und Autismusmerkmalen zu untersuchen, analysierten die Forscher genetische und klinische Daten von Hunderten von Patienten mit ASD aus der Simons Simplex Collection. Sie entdeckten, dass die schädlicheren genetischen Mutationen normalerweise zu schlechteren Krankheitsergebnissen führen. "Es sieht so aus, als würden Fälle von Autismus mit hohem IQ normalerweise durch mildere Mutationen ausgelöst", sagte Vitkup.

Autistische Menschen mit niedrigverbalen oder nonverbalen IQs hatten normalerweise Mutationen in Genen, die eine aktivere Rolle im Gehirn spielten. und Personen mit hohem IQ hatten weniger Mutationen, die Gene vollständig abschalten. Tatsächlich scheinen Mutationen, die die normale Genfunktion im Gehirn nur teilweise schädigen, stark mit hochfunktionierenden Autismusfällen verbunden zu sein.

Einzelne Genmutationen erklären auch die geschlechtsspezifischen Unterschiede bei Autismus. Obwohl ASD bei Männern viel häufiger vorkommt, fallen Frauen mit ASD eher am schweren Ende des Spektrums.

Die Ergebnisse zeigten, dass die bei Frauen mutierten Gene im Allgemeinen eine größere Aktivität im gesamten Gehirn aufwiesen als die bei Männern mutierten. Extrem schädliche ASD-Mutationen bei Mädchen finden sich im Durchschnitt in Genen, die fast doppelt so aktiv sind wie typische Gene in normalen Gehirnen.

"Diese Muster stimmen mit der Vorstellung überein, dass es Mechanismen gibt, die Frauen schützen", sagte Vitkup.

„Meistens sehen wir nur dann Symptome bei Frauen, wenn eine Mutation ein hochaktives Gen trifft. Angesichts der Tatsache, dass die inhärenten Unterschiede in der Genaktivität im männlichen und weiblichen Gehirn typischerweise in der Größenordnung von einigen Prozent liegen, sind diese Ergebnisse bemerkenswert. “

Bestimmte Neuronen scheinen stärker betroffen zu sein als andere. Die Forscher fanden starke Effekte in kortikalen und striatalen Neuronen, die einen Kreislauf bilden, der sich wiederholende Bewegungen und Verhaltensweisen steuert, wie z. B. Schaukeln, Beharren auf Gleichheit und eingeschränkte Interessen, die bei Menschen mit ASD häufig sind.

„Es gibt viele Hypothesen über die Arten von Neuronen und Schaltkreisen, die an Autismus beteiligt sind, aber wenn man unvoreingenommene genomweite Ansätze verwendet, wie sie in dieser Studie verwendet werden, kann man verstehen, welche Neuronen am wichtigsten sind, und die Kernmerkmale erklären, in denen wir sehen Menschen mit ASD “, sagte Vitkup.

"Die Identifizierung der beteiligten Schaltkreise ist der nächste Schritt zum Verständnis von Autismus", sagte er. „In den letzten fünf Jahren wurden enorme Fortschritte erzielt: Wir und unsere Kollegen haben jetzt mehrere betroffene Gene identifiziert und sind uns einig, wie die Gene in biologischen Netzwerken zusammenarbeiten.

"Basierend auf den betroffenen Genen identifizieren wir nun betroffene Zelltypen und Gehirnkreisläufe und versuchen, sie mit den Krankheitsergebnissen bei einzelnen Patienten in Verbindung zu bringen."

Quelle: Columbia University Medial Center