Autismus „umgekehrt“, wenn durch eine genetische Mutation verursachte Zellschädigung bei Mäusen rückgängig gemacht wird: Studie
Autismus „umgekehrt“, wenn durch eine genetische Mutation verursachte Zellschädigung bei Mäusen rückgängig gemacht wird: Studie
Anonim

Etwa 84 Prozent der Menschen mit einer genetischen Shank3-Mutation haben eine Autismus-Spektrum-Störung. Jetzt haben Forscher von SUNY Buffalo den Vorhang zurückgezogen, um den Zusammenhang zwischen diesem Risikofaktor und der neurologischen Entwicklungsstörung aufzudecken. In einer neuen Studie mit Mäusen zeigten sie, wie eine Shank3-Mutation die Kommunikation zwischen Neuronen stören kann, was dann zu sozialen Defiziten führt. Überraschenderweise fanden die Wissenschaftler heraus, dass sie normales Verhalten wiederherstellen konnten, indem sie den Zellschaden einfach umkehrten oder bereinigen.

Dr. Zhen Yan, Professor an der SUNY Buffalo School of Medicine and Biomedical Sciences und leitender Forscher, begann die neue Studie mit Mäusen, die mit einer Shank3-Mutation gezüchtet wurden. Beim Vergleich dieser Mäuse mit Wildmäusen führten die Wissenschaftler verschiedene Experimente durch, darunter einen sozialen Interaktionstest.

Für diesen Test erleben die Mäuse drei Phasen von Reizen, die in nebeneinander liegenden Kammern erscheinen, und reagieren darauf. In der ersten Phase treffen sie auf zwei identische nichtsoziale Reize; in der zweiten Phase treffen sie auf einen nicht-sozialen Reiz und einen sozialen Reiz (eine andere Maus); und in der dritten Phase treffen sie auf einen vertrauten sozialen Reiz und einen neuen sozialen Reiz. Währenddessen zeichnen die Forscher in jeder Phase die Präferenzen der Nagetiere für einen Reiz gegenüber dem anderen auf.

Die Mäuse mit Shank3-Mangel zeigten im Vergleich zu den unbelebten Objekten ein drastisch reduziertes Interesse an den sozialen Reizen (andere Mäuse). Sie verbrachten auch signifikant mehr Zeit mit der sich wiederholenden Selbstpflege als die wilden Mäuse.

Bei der Untersuchung ihres Gehirns entdeckten die Forscher, dass der Shank3-Mangel eine Rolle bei der Kommunikation von Neuronen spielt.

Schadensspur

Insbesondere stört der Shank3-Mangel die Aktivierung des NMDA (n-Methyl-D-Aspartat)-Rezeptors, der für das Lernen und das Gedächtnis entscheidend ist, an kritischen Übertragungsstellen im Gehirn. Die Forscher fanden heraus, dass diese Störung durch die Fehlregulation von Aktinfilamenten im präfrontalen Kortex des Gehirns verursacht wird. (Der präfrontale Kortex, der an Autismus beteiligt ist, kontrolliert intensive Emotionen, Impulse und die sogenannte exekutive Funktion.)

Zahlreiche Regulatoren steuern die normalen Prozesse der Aktinfilamente, die zur Erfüllung ihrer Funktion kontinuierlich auf- und abgebaut werden. Wenn die Anordnung der Aktinfilamente gestört ist, fallen die Zellfunktionen auseinander und die Zellkommunikation bricht zusammen.

„[Shank3-Mangel] stört das Gleichgewicht der Aktinfilament-Assemblierung, was wiederum die normale Abgabe und Aufrechterhaltung von NMDA und anderen kritischen Rezeptoren stört“, erklärte Yan. Dies beeinflusst die Synapsen, die für die Kommunikation zwischen den einzelnen Zellen entscheidend sind, und führt zu autistischem Verhalten.

In ihrem letzten Experiment mit den Mäusen fanden die Forscher einen Weg, den Prozess umzukehren. Nachdem die Aktivität einiger wichtiger Regulatoren wieder normalisiert wurde, stellte die Forschungsgruppe fest, dass sie in der Lage waren, die normale Aktindynamik wiederherzustellen, was zu einer normalen Funktion der NMDA-Rezeptoren führte.

Das Endergebnis war, dass die Shank3-defizienten Mäuse begannen, sich normal zu verhalten.

„Diese Forschung ist die erste, die zeigt, dass bei Tieren eine abnormale Aktin-Regulierung autismusähnliches Verhalten verursacht“, sagte Yan Defizite und repetitives Verhalten bei den Shank3-defizienten Mäusen.“Yan und ihre Kollegen glauben, dass ihre Ergebnisse eines Tages zu neuen Medikamenten zur Behandlung von Autismus führen könnten.

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