Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Umwelt zu Autismus führen kann
Wissenschaftler des Albert Einstein College of Medicine der Yeshiva University sagen, ihre Forschung könnte erklären, warum ältere Mütter ein erhöhtes Risiko haben, Kinder mit Autismus zu bekommen.
Laut dem Center for Disease Control and Prevention hat eines von 68 US-Kindern eine ASD - ein Anstieg von 30 Prozent gegenüber einem von 88 vor zwei Jahren.
Eine signifikante Anzahl von Menschen mit einer ASD hat Genmutationen, aber eine Reihe von Studien - einschließlich solcher mit identischen Zwillingen, in denen ein Zwilling ASD hat und der andere nicht - haben gezeigt, dass nicht alle ASD-Fälle aus Mutationen resultieren Forscher.
Eine Studie von mehr als 14.000 autistischen Kindern, die Anfang dieses Monats in der Zeitschrift der American Medical Association schlussfolgerten, dass Genanomalien nur die Hälfte des Risikos für die Entwicklung von ASD ausmachen könnten.
Die andere Hälfte war auf „nichtgenetische Einflüsse“ zurückzuführen, dh auf Umweltfaktoren wie die Bedingungen im Mutterleib oder das Stressniveau oder die Ernährung einer schwangeren Frau, erklären Forscher.
Frühere Studien haben auch gezeigt, dass Väter über 40 häufiger Kinder mit ASD haben, wahrscheinlich aufgrund von Genmutationen, die sich im Laufe der Jahre in spermienbildenden Zellen ansammeln. Über ältere Mütter und den Zusammenhang mit ASD ist laut Einstein-Forschern jedoch wenig bekannt.
Aus diesem Grund suchten sie nach genetischen und Umwelteinflüssen, die das erhöhte Risiko älterer Mütter für Kinder mit ASD erklären könnten.
Ihre Studie unter der Leitung von Esther Berko, M.D./Ph.D. Die Studentin im Labor von Dr. John Greally umfasste 47 Kinder mit ASD und 48 sich typischerweise entwickelnde (TD) Kinder von Frauen ab 35 Jahren.
Die Forscher stellen fest, dass im Gegensatz zu anderen ASD-Studien eine „signifikante Anzahl“ von Minderheitenkindern aus der Bronx eingeschlossen war, darunter spanische und afroamerikanische.
Sie beschlossen, die bukkalen Epithelzellen, die die Wange auskleiden, auf Hinweise auf genetische und umweltbedingte Unterschiede zu untersuchen.
„Wir stellten die Hypothese auf, dass alle Einflüsse, die bei Kindern älterer Frauen zu ASD führen, wahrscheinlich bereits in den Fortpflanzungszellen vorhanden sind, die den Embryo produzieren, oder in den frühesten Stadien der Embryonalentwicklung - in Zellen, in denen sowohl das bukkale Epithel als auch das Gehirn entstehen. ”Sagte Greally, der leitende Autor der Studie, Professor für Genetik, Medizin und Pädiatrie, Direktor des Zentrums für Epigenomik und behandelnder Arzt am Kinderkrankenhaus in Montefiore, NY.
"Dies würde bedeuten, dass alle Anomalien, die wir in den Wangenzellen von Kindern mit ASD gegenüber TD gefunden haben, auch in ihren Gehirnzellen vorhanden sein sollten."
Kleine Bürsten wurden verwendet, um Wangenzellen von Kindern zu ernten, die in der Bronx und in den USA sowie in Chile und Israel leben.
Da die Eier älterer Mütter anfällig für abnormale Chromosomenzahlen sind, stellten die Forscher fest, dass sie die Zellen zunächst auf abnormale Chromosomenzahlen sowie andere Chromosomendefekte analysierten, die für ASD verantwortlich sein könnten. In keiner der Zellen wurden solche Probleme gefunden, berichteten sie.
Anschließend untersuchten die Forscher die Zellen der Kinder auf Hinweise auf Umwelteinflüsse.
"Wenn Umwelteinflüsse während der Embryonalentwicklung ausgeübt würden, würden sie ein" Gedächtnis "in Zellen codieren, das wir als chemische Veränderungen von Genen erkennen können", sagte Greally. „Die meisten dieser sogenannten epigenetischen Veränderungen liegen in Form von Methylgruppen vor, die chemisch an DNA binden. Solche Methylgruppen sind für die Kontrolle der Genaktivität von entscheidender Bedeutung, aber Änderungen der Methylierungsmuster können die Zellfunktion beeinträchtigen, indem sie die Genexpression verändern oder Gene vollständig zum Schweigen bringen. “
Die Forscher führten verschiedene Arten genomweiter Methylierungsanalysen an den Zellen durch und suchten nach epigenomischen Unterschieden, die auf Umwelteinflüsse bei der Arbeit hindeuten würden.
Die Forscher entdeckten zwei Gruppen von Genen, die bei Kindern mit ASD im Vergleich zu TD-Kindern epigenetisch unterscheidbar waren. Es ist bekannt, dass diese Gene im Gehirn exprimiert werden und für Proteine kodieren, die an Nervenübertragungsfunktionen beteiligt sind, von denen zuvor gezeigt wurde, dass sie bei ASD beeinträchtigt sind.
Darüber hinaus neigten diese beiden Gengruppen nach den Ergebnissen der Studie dazu, mit Genen zu interagieren, von denen bereits bekannt ist, dass sie bei Kindern mit ASD mutiert sind.
"Gene interagieren miteinander, um molekulare Wege zu schaffen, die wichtige Funktionen erfüllen", sagte Greally. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass zumindest bei einigen Personen mit ASD die gleichen Signalwege im Gehirn sowohl von Mutationen als auch von epigenetischen Veränderungen betroffen zu sein scheinen. Der Schweregrad der ASD einer Person kann daher davon abhängen, ob eine Genmutation mit epigenetischen Veränderungen verwandter Gene einhergeht oder nicht. "
Sind Umwelteinflüsse für die epigenetischen Veränderungen verantwortlich, die diese Gene dysregulieren?
"Wir konnten einige andere mögliche Ursachen für ASD wie Chromosomenanomalien beseitigen, sodass unsere Ergebnisse mit dieser Vorstellung übereinstimmen", sagte Greally.
"Bei älteren Müttern, bei denen das Risiko besteht, Kinder mit ASD zu bekommen, könnte ein möglicher Umwelteinfluss der Alterungsprozess selbst sein, der die epigenetischen Muster in ihren Eiern stören könnte, aber es gibt auch andere Möglichkeiten", sagte er.
"Obwohl viel mehr Arbeit erforderlich ist, zeigt unsere Studie einen plausiblen Weg, wie Umwelteinflüsse - von denen wir wissen, dass sie bei ASD wichtig sind - ihre Wirkung entfalten könnten."
Die Studie wurde veröffentlicht in PLOS Genetik.
Quelle: Albert Einstein College of Medicine
