Die Umwelt kann die Genexpression bei Autismus beeinflussen
Ungefähr einer von 100 Menschen leidet an einer Form der Autismus-Spektrum-Störung (ASD). Dies kann Defizite bei sozialen Interaktionen und Verständnis, sich wiederholendes Verhalten und Interessen oder Beeinträchtigungen der Sprach- und Kommunikationsentwicklung beinhalten. Im Spektrum der ASD manifestieren sich die Symptome bei verschiedenen Menschen unterschiedlich.
Obwohl ASD sehr vererbbar ist, dh in ihren Genen an Kinder weitergegeben wird, ist das nicht die ganze Geschichte. Ein Team vom King's College London, Großbritannien, untersuchte sogenannte "epigenetische Veränderungen" bei ASD, bei denen die Umgebung die Expression von Genen beeinflusst, ohne die zugrunde liegende DNA zu verändern.
Diese Art der Veränderung ist möglicherweise mit der Behandlung reversibel. Die Idee, dass epigenetische Einflüsse teilweise für die Entwicklung von ASDs verantwortlich sein könnten, hat in den letzten Jahren an Popularität gewonnen.
Das Team konzentrierte sich auf die DNA-Methylierung, die die genetischen Sequenzen hinter der Genexpression blockiert und die Aktivität eines Gens „zum Schweigen bringen“ kann. Sie verwendeten genetische Informationen von eineiigen Zwillingen.
Da eineiige Zwillinge dieselben Gene teilen, deutet die Tatsache, dass ASD bei einem Zwilling und nicht bei dem anderen auftreten kann, darauf hin, dass möglicherweise epigenetische Faktoren beteiligt sind. Zwillinge sind auch vollständig auf Genetik, Alter, Geschlecht, mütterliche Einflüsse und die gemeinsame Umwelt abgestimmt und sind eng auf andere Umweltfaktoren abgestimmt.
In Proben von 50 Paaren identischer Zwillinge wurde die DNA-Methylierung an über 27.000 Genomstellen untersucht. Unter den Zwillingen hatten 34 Paare einen Zwilling mit ASD und eines ohne, fünf Paare hatten ASD in beiden Zwillingen und 11 Paare hatten keine ASD.
Die Ergebnisse zeigten, dass an bestimmten genetischen Stellen die DNA-Methylierung bei allen Patienten mit ASD konsistent verändert war. Unterschiede an anderen Stellen waren jedoch symptomspezifisch. Der Schweregrad des Autismus war mit der Anzahl der DNA-Methylierungsstellen im gesamten Genom verbunden. Interessanterweise wurden einige der DNA-Methylierungsmarker in Bereichen des Genoms gesehen, die zuvor mit der frühen Gehirnentwicklung in Verbindung gebracht wurden.
Alle Details werden in der Zeitschrift veröffentlicht Molekulare Psychiatrie.
Die Erstautorin Dr. Chloe Wong sagte: „Wir haben unterschiedliche Muster der DNA-Methylierung identifiziert, die sowohl mit der Autismusdiagnose als auch mit verwandten Verhaltensmerkmalen und der zunehmenden Schwere der Symptome verbunden sind. Unsere Ergebnisse geben uns einen Einblick in den biologischen Mechanismus, der die Interaktion zwischen Gen und Umwelt bei ASD vermittelt. “
Der Co-Autor Jonathan Mill, Ph.D., fügte hinzu: „Die Erforschung der Schnittstelle zwischen genetischen und Umwelteinflüssen ist von entscheidender Bedeutung, da riskante Umweltbedingungen manchmal vermieden oder geändert werden können.
"Epigenetische Veränderungen sind möglicherweise reversibel. Daher besteht unser nächster Schritt darin, größere Studien durchzuführen, um festzustellen, ob wir wichtige epigenetische Veränderungen identifizieren können, die der Mehrheit der Menschen mit Autismus gemeinsam sind, um mögliche therapeutische Interventionen zu entwickeln."
Die Forscher sagen, dass ihre Studie die größte ihrer Art ist, und kommen zu dem Schluss, dass sie "Aufschluss über den biologischen Mechanismus geben kann, durch den Umwelteinflüsse die Aktivität bestimmter Gene regulieren und wiederum zur Entwicklung von ASD und verwandten Verhaltensmerkmalen beitragen".
Alycia Halladay, Ph.D., von der Autismus-Interessenvertretung Autism Speaks, die die Forschung teilweise finanzierte, kommentierte die Studie wie folgt: „Dies ist die erste groß angelegte Studie, die einen vollständigen Genomansatz zur Untersuchung epigenetischer Einflüsse bei Zwillingen verfolgt die genetisch identisch sind, aber unterschiedliche Symptome haben.
"Diese Ergebnisse öffnen die Tür für zukünftige Entdeckungen in der Rolle der Epigenetik neben der Genetik bei der Entwicklung von Autismus-Symptomen."
Zwillingsstudien sind in diesem Forschungsbereich äußerst nützlich. Die Experten sagen, dass dieser Ansatz bei der Erkennung epigenetischer Unterschiede bei einer Reihe von Krankheiten wesentlich wirksamer ist als Studien an nicht verwandten Personen mit unterschiedlicher Lebensgeschichte.
Epigenetische Veränderungen können während des Lebens oder sogar vor der Geburt auftreten. Frühere Untersuchungen haben beispielsweise gezeigt, dass die Exposition einer Mutter gegenüber Stress, viralen oder bakteriellen Infektionen, Ernährung und dem Medikament Thalidomid das Risiko für ASD bei ihren Kindern erhöhen kann.
Nach der Geburt können viele Umweltfaktoren epigenetische Veränderungen auslösen. Dazu gehören Ernährung, Aufnahme bestimmter Verbindungen wie Alkohol und Nikotin, einige Chemikalien im Wohnbereich oder am Arbeitsplatz sowie einige Medikamente.
Insgesamt ergänzt die Studie eine wachsende Zahl von Forschungen, die darauf hinweisen, dass Umwelt- und epigenetische Faktoren eine stärkere Rolle bei der Entwicklung von ASD spielen als bisher angenommen. Epigenetische Veränderungen wie die DNA-Methylierung scheinen für das Verständnis der Komplexität der Autismusgenetik von entscheidender Bedeutung zu sein.
Verweise
Molekulare Psychiatrie
Wong, C. C. Y., Meaburn, E. L., Ronald, A., Price, T. S., Jeffries, A. R., Schalkwyk, L. C.,… Mill, J. Methylomische Analyse von monozygoten Zwillingen, die nicht mit Autismus-Spektrum-Störungen und verwandten Verhaltensmerkmalen übereinstimmen. Molekulare Psychiatrie, 23. April 2013 doi: 10.1038 / mp.2013.41
