image: A healthy blood-brain barrier (left side) where a transporter allows certain amino acids into the brain is compared to the case where the transporter is missing (right side). When the transporter is present the mice actively move around and socially interact with each other. This is measured by the scientists by tracking the movements of the mice (locomotion pattern in the middle) as well as their positions (map in the lower right). When the transporter is absent, the mice move less and tend to stay apart (seen as the two separate red dots in the map) demonstrating less interest for social contact -- a measure of autism-associate behavior. view more
Credit: Tarlungeanu/IST
Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) betreffen rund ein Prozent der Weltbevölkerung. Charakteristisch für diese Störung sind eine Reihe an Schwierigkeiten in der sozialen Interaktion und Kommunikation. In einer neuen Studie, die heute in Cell erscheint, identifiziert ein Forscherteam geleitet von Gaia Novarino, Professorin am IST Austria, eine neue genetische Ursache für ASS. Gaia Novarino erklärt, weshalb diese Entdeckung wichtig ist: "Viele verschiedene genetische Mutationen verursachen Autismus, und sie treten alle selten auf. Diese Heterogenität erschwert die Entwicklung effektiver Behandlungen. Unsere Analyse zeigte nicht nur ein neues, mit Autismus verbundenes Gen, sondern identifizierte auch den Mechanismus, über den die Mutation Autismus verursacht. Aufregend ist, dass Mutationen in anderen Genen über denselben Autismus-verursachenden Mechanismus verfügen. Das deutet darauf hin, dass wir eine Untergruppe von ASS gefunden haben."
"Neue Gene zu identifizieren ist schwer, insbesondere bei so heterogenen Krankheiten wie Autismus. Durch diese Zusammenarbeit konnten wir allerdings Mutationen in einem Gen, dem sogenannten SLC7A5, in mehreren Patientinnen identifizieren, die konsanguinen Partnerschaften entstammen und bei denen syndromischer Autismus diagnostiziert wurde", erklärt Dr. Ahmet Caglayan, Vorsitzender des Department of Medical Genetics der School of Medicine an der ?stanbul Bilim University, Türkei, und Ko-Autor der Studie.
SLC7A5 transportiert eine bestimmte Form von Aminosäuren, die sogenannten verzweigt-kettigen Aminosäuren (branched-chain amino acids, BCAA), in das Gehirn. Um zu verstehen, wie Mutationen von SLC7A5 Autismus auslösen, untersuchten die ForscherInnen Mäuse, bei denen der Transporter an der Blut-Hirn-Schranke entfernt wurde. Dies reduziert den Spiegel an BCAAs im Gehirn der Mäuse und stört die Proteinsynthese in den Neuronen. Die Mäuse zeigen verringerte soziale Interaktion und andere Veränderungen in ihrem Verhalten, die auch bei anderen Mausmodellen des Autismus beobachtet werden. In einer früheren Studie identifizierten Gaia Novarino und KollegInnen eine Mutation in einem Gen, das für den Abbau derselben Aminosäuren benötigt wird, in PatientInnen mit Autismus, geistiger Behinderung und Epilepsie. "Natürlich betreffen nicht alle Autismus-verursachenden Gene den Aminosäurespiegel, und diese Formen des Autismus sind sehr selten, aber möglicherweise fallen noch weiter Formen des Autismus in diese Gruppe." erklärt Gaia Novarino.
Die ForscherInnen konnten manche der neurologischen Veränderungen in den adulten Mäusen, denen SLC7A5 an der Blut-Hirn-Schranke fehlte, behandeln. Nachdem sie drei Wochen lang BCAAs direkt im Gehirn ergänzten, beobachteten die AutorInnen eine Verbesserung der Verhaltenssymptomatik. Dora Tarlungeanu, PhD Studentin in Gaia Novarinos Gruppe und Erstautorin der Studie, ist erfreut über die Zukunftsaussichten: "Unsere Forschung fand eine mögliche Behandlung für bestimmte Symptome, die sich in dieser Form der ASS in Mäusen präsentierten. Aber eine Übertragung in eine Behandlung für ASS PatientInnen wird viele Jahre weiterer Forschung benötigen." Die Ergebnisse stehen im Gegensatz zu der Idee, dass ASS immer unumkehrbare Erkrankungen sind. Die Behandlungsform bei Mäusen kann natürlich nicht direkt in eine Behandlung am Menschen umgewandelt werden. Aber die ForscherInnen zeigen, dass manche der neurologischen Komplikationen in Mäusen ohne SLC7A5 behandelt werden können, und dass so die Möglichkeit besteht, PatientInnen - über kurz oder lang - auch zu behandeln.
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