Mausstudie zeigt, dass Autismus mehr als nur eine Hirnstörung sein kann

Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) wurden hauptsächlich als Hirnstörungen angesehen, aber eine neue Studie mit Mäusen legt nahe, dass Defizite in peripheren sensorischen Neuronen zum Syndrom beitragen können.

Der Befund ist das Ergebnis einer Studie an Mäusen, bei der festgestellt wurde, dass Defizite in den peripheren Nerven eine Rolle bei beeinträchtigten sozialen Interaktionen und sich wiederholenden Verhaltensweisen spielen. Die peripheren Nerven befinden sich in den Gliedmaßen, Ziffern und anderen Körperteilen und übermitteln dem Gehirn sensorische Informationen. Sie sind wichtig für die Kommunikation sensorischer Informationen im gesamten Körper.

Forscher glauben nun, dass Nervenbeteiligung und Hirnfunktionsstörungen die Art und Weise beeinflussen, wie Berührungen wahrgenommen werden, sowie Angstzustände und soziale Anomalien.

"Eine zugrunde liegende Annahme war, dass ASD ausschließlich eine Erkrankung des Gehirns ist, aber wir haben festgestellt, dass dies möglicherweise nicht immer der Fall ist", sagte der leitende Autor Dr. David Ginty, Professor für Neurobiologie an der Harvard Medical School und Howard Hughes Medical Institutsforscher.

"Fortschritte in der Mausgenetik haben es uns ermöglicht, Gene zu untersuchen, die mit ASD in Verbindung stehen, indem wir sie nur in bestimmten Arten von Nervenzellen verändern und die Auswirkungen untersuchen."

In der neuen Studie untersuchten die Forscher die Auswirkungen von Genmutationen, von denen bekannt ist, dass sie beim Menschen mit ASD assoziiert sind.

Insbesondere konzentrierten sie sich auf Mecp2, das das Rett-Syndrom verursacht, eine Störung, die häufig mit ASD assoziiert ist, und Gabrb3, das ebenfalls an ASD beteiligt ist. Sie untersuchten auch zwei andere Gene, die mit ASD-ähnlichen Verhaltensweisen zusammenhängen.

Es wird angenommen, dass diese Gene für die normale Funktion von Nervenzellen essentiell sind, und frühere Studien haben diese Mutationen mit Problemen der synaptischen Funktion in Verbindung gebracht - wie Neuronen miteinander kommunizieren.

"Obwohl wir über mehrere mit ASD assoziierte Gene Bescheid wissen, bestand eine Herausforderung und ein Hauptziel darin, herauszufinden, wo im Nervensystem die Probleme auftreten", sagt Ginty.

"Durch die Entwicklung von Mäusen, die diese Mutationen nur in ihren peripheren sensorischen Neuronen aufweisen, die auf die Haut wirkende leichte Berührungsstimuli erfassen, haben wir gezeigt, dass Mutationen dort sowohl notwendig als auch ausreichend sind, um Mäuse mit einer abnormalen Überempfindlichkeit gegen Berührung zu erzeugen."

Die Forscher maßen, wie die Mäuse auf Berührungsreize wie einen leichten Luftstoß auf dem Rücken reagierten, und testeten, ob sie zwischen Objekten mit unterschiedlichen Texturen unterscheiden konnten.

Mäuse mit ASD-Genmutationen nur in ihren sensorischen Neuronen zeigten eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Berührungsreizen und waren nicht in der Lage, zwischen Texturen zu unterscheiden. Die Übertragung neuronaler Impulse zwischen den berührungsempfindlichen Neuronen in der Haut und den Rückenmarksneuronen, die Berührungssignale an das Gehirn weiterleiten, war ebenfalls abnormal.

Zusammen zeigen diese Ergebnisse, dass Mäuse mit ASD-assoziierten Genmutationen Defizite in der taktilen Wahrnehmung aufweisen.

Die Forscher untersuchten als nächstes Angstzustände und soziale Interaktionen bei Mäusen anhand etablierter Tests, um festzustellen, wie viel Mäuse es vermieden, im Freien zu sein, und wie viel sie mit Mäusen interagierten, die sie noch nie zuvor gesehen hatten.

Überraschenderweise zeigten die Tiere mit ASD-Genmutationen nur in peripheren sensorischen Neuronen eine erhöhte Angst und interagierten weniger mit anderen Mäusen.

"Wie genau diese Verhaltensweisen die Angst nachahmen, die bei ASD beim Menschen auftritt, steht zur Debatte", sagte Ginty. "In unserem Bereich sind dies jedoch gut etablierte Messgrößen für das, was wir als angstähnliches Verhalten und soziale Interaktionsdefizite betrachten."

"Ein wesentlicher Aspekt dieser Arbeit ist, dass wir gezeigt haben, dass eine taktile, somatosensorische Dysfunktion zu Verhaltensdefiziten beiträgt, was bisher noch nicht gesehen wurde", sagte Ginty. "In diesem Fall ist dieses Defizit Angst und Probleme mit sozialen Interaktionen."

Wie Probleme bei der Verarbeitung des Tastsinns zu Angstzuständen und sozialen Problemen führen, ist derzeit jedoch nicht klar.

"Basierend auf unseren Erkenntnissen glauben wir, dass Mäuse mit diesen ASD-assoziierten Genmutationen einen schwerwiegenden Defekt im" Volumenschalter "in ihren peripheren sensorischen Neuronen aufweisen", sagte die Erstautorin Lauren Orefice. Im Wesentlichen, sagt sie, wird die Lautstärke in diesen Neuronen ganz aufgedreht, was dazu führt, dass sich die Tiere auf einer übertriebenen, erhöhten Ebene berühren.

"Wir denken, dass es bei Menschen mit ASD genauso funktioniert", sagte Ginty.

"Der Tastsinn ist wichtig für die Vermittlung unserer Interaktionen mit der Umwelt und für die Navigation in der Welt um uns herum", sagte Orefice.

"Ein abnormaler Tastsinn ist nur ein Aspekt von ASD, und obwohl wir nicht behaupten, dass dies alle bei Menschen beobachteten Pathologien erklärt, können Defekte in der Berührungsverarbeitung dazu beitragen, einige der bei Patienten mit ASD beobachteten Verhaltensweisen zu erklären."

Die Forscher suchen nun nach Ansätzen, mit denen das „Volumen“ in den peripheren sensorischen Neuronen wieder auf ein normales Niveau gesenkt werden kann, einschließlich genetischer und pharmazeutischer Ansätze.

Quelle: Cell Press / EurekAlert