Autismus: Gendefekt im Gerüstprotein

8. Juni 2012
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Forscher konnten nun zeigen, dass Mäuse mit fehlerhaftem SHANK2 Verhaltensauffälligkeiten aufweisen, die autistischen Störungen beim Menschen ähnlich sind.

Bei Menschen, die an Autismus leiden, ist die Wahrnehmung und Informationsverarbeitung des Gehirns gestört. Sie verfügen häufig über eine verminderte, selten aber auch über eine überdurchschnittliche Intelligenz und Spezialbegabungen wie zum Beispiel ein fotografisches Gedächtnis. Die Erkrankung ist gekennzeichnet durch Sprachdefizite, eingeschränkte soziale Interaktion und stereotype Verhaltensweisen. Auch wenn einige Genvarianten, die mit Autismus assoziiert sind, bereits identifiziert werden konnten, beginnen Wissenschaftler erst langsam zu verstehen, welche Mechanismen die Krankheit genau auslösen.

So scheinen Mutationen im SHANK2-Gen die Signalweiterleitung zwischen Nervenzellen zu beeinträchtigen. Das Gen trägt die Bauanleitung für ein Gerüstprotein. Dieses verbindet in Nervenzellen verschiedene Neurorezeptoren miteinander, die Botenstoffe von anderen Nervenzellen empfangen können.

Bereits im Jahr 2010 hatten Forscher um Professorin Gudrun Rappold und Simone Berkel im Erbgut von Patienten mit einer autistischen Störung mehrere SHANK2-Mutationen entdeckt. In ihrer aktuellen Arbeit konnten die Wissenschaftler der Abteilung Molekulare Humangenetik des Instituts für Humangenetik am Heidelberger Universitätsklinikum nun zeigen, dass Mutationen in diesem Gen zu morphologischen Veränderungen in den Nervenzellen führen und bei Mäusen Symptome auslösen können, wie sie in ähnlicher Weise bei autistischen Störungen auftreten. Die Ergebnisse ihrer Experimente veröffentlichten Rappold und Berkel in der Fachzeitschrift Human Molecular Genetics.

Zellen bilden weniger Kontaktstellen aus

Wie sich Nervenzellen ohne funktionsfähiges SHANK2 verhalten, untersuchten die beiden Wissenschaftlerinnen an isolierten Nervenzellen aus dem Hippocampus von Ratten, in denen sie die Menge an zelleigenem SHANK2 verringerten und in die sie zusätzlich den genetischen Bauplan für jeweils eine von drei SHANK2-Varianten einbrachten. Die so veränderten Zellen bildeten in großer Menge das defekte Gerüstprotein und büßten dadurch einen Teil ihrer Fähigkeit ein, sich zu vernetzen. „Nervenzellen, denen das funktionsfähige SHANK2 fehlt, bilden weniger Kontaktstellen für andere Nervenzellen aus und sind deshalb vermutlich weniger empfänglich für die Botenstoffe ihrer Nachbarn,“ sagt Berkel. „Signale zwischen einzelnen Neuronen können deshalb deutlich schlechter übertragen werden.“

Die untersuchten Genvarianten verursachen in unterschiedlichem Ausmaß morphologische und funktionelle Veränderungen an den Nervenzellen. Das passt zu der Beobachtung, dass es auch Träger von SHANK2-Mutationen gibt, die selbst nicht erkranken, aber das veränderte Gen an ihre Kinder weitergeben. Erst bei diesen treten die charakteristischen Autismus-Symptome auf. „Diese Genvarianten sind ein Risikofaktor“, erklärt Berkel. „Zum Ausbruch der Krankheit kommt es in solchen Fällen aber erst, wenn noch weitere Risikofaktoren hinzukommen.“

Mäuse mit defektem SHANK2 zeigen weniger Interesse

Um herauszufinden, ob ein mutiertes SHANK2-Gen auch Verhaltensänderungen bei Mäusen auslösen kann, schleusten Forscher um Privatdozent Rolf Sprengel vom Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung mit Hilfe von rekombinanten Viren den Bauplan des Gerüstproteins in Gehirnzellen von jungen Tieren wenige Wochen nach deren Geburt ein. Einige Monate später zeigten die Tiere in speziellen Tests ein geringeres Lernvermögen als unbehandelte Mäuse und weniger Interesse an ihrer Umwelt – vergleichbar mit autistischen Störungen bei Menschen. „Ein korrekter Aufbau der Nervenzellen scheint nötig zu sein für eine normale Entwicklung von sozialer Kompetenz und kognitiven Fähigkeiten“, sagt Berkel.

In einem weiteren Experiment isolierten Berkel und ihre Kollegen Nervenzellen aus dem Hippocampus von lerndefizienten Mäusen und maßen mit Elektroden, wie gut diese Nervenzellen Signale weiterleiten konnten. Dabei stellten die Forscher fest, dass in Nervenzellen mit einem veränderten SHANK2-Gen die Signalübertragung weniger gut funktionierte als in normalen Nervenzellen. „Wahrscheinlich können die Empfängerzellen weniger Botenstoffe aufnehmen, da aufgrund des fehlerhaften Gerüstproteins nur eine verringerte Anzahl von Neurorezeptoren in ihren Nervenenden vorhanden ist“, sagt Berkel.

„Allerdings kann in mutierten Nervenzellen die Signalübertragung genauso gut gehemmt werden wie in normalen Nervenzellen.“ Hier sieht die Wissenschaftlerin einen Ansatzpunkt für zukünftige medikamentöse Therapien von Autismus-Patienten mit einer SHANK2-Mutation: „Man könnte das Ungleichgewicht in der Signalweiterleitung wieder in Balance bringen, indem man mit Hilfe spezieller Substanzen entweder die Anregung von Signalen verstärkt oder ihre Hemmung vermindert.“

Strukturproteine ermöglichen korrekten Einsatz der Neurorezeptoren

Andere Experten beurteilen die Ergebnisse von Berkel und ihren Kollegen positiv: „Es ist eine wichtige Arbeit, die zeigt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der SHANK2-Mutation und den Funktionsausfällen in den Nervenzellen besteht“, sagt Professor Hilmar Bading, Direktor des interdisziplinären Zentrums für Neurowissenschaften der Universität Heidelberg. „In den vergangenen zehn Jahren ist immer deutlicher geworden, dass die verschiedenen Neurorezeptoren nicht starr in der Membran von Nervenzellen stecken, sondern je nach Bedarf in die Membran ein- und ausgebaut werden. Dafür braucht es ein Set aus sehr vielen unterschiedlichen Proteinen, die diese komplizierte Arbeit verrichten.“ Deswegen, so der Neurobiologe, sei es wenig verwunderlich, dass der Austausch von Informationen zwischen den Nervenzellen beeinträchtigt werden könne, sobald eines dieser Strukturproteine defekt sei oder gar fehle.

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Medizin, Neurologie

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7 Kommentare:

Dr. med. Nicole Höhlriegel
Dr. med. Nicole Höhlriegel

Es ist bekannt, dass Autismus mit veränderter Gehirnentwicklung einhergeht. Vererbung spielt eine große (wenn nicht sogar die entscheidende) Rolle. Neben der ¿anderen Hirnentwicklung¿ mit Veränderung in Strukturproteinen, Neurotransmittern, Synapsen … erscheint es mir sinnvoll, dass die bei vielen Autisten bestehenden somatischen Begleitsymptome zunehmend Beachtung finden. Zusätzlich zu neuronalen Veränderungen gibt es bei vielen Autisten Veränderungen auf immunologischer u. hormoneller Ebene (siehe unterschiedliche Autismussyndrome). Leider häufig unerkannt.
Bis heute wird überwiegend das dem Umfeld auffallende ¿andere Verhalten¿ beachtet u. durch verschiedenste Maßnahmen versucht zu ¿normalisieren¿. Dass Verhalten das Ergebnis der aufgrund der anderen Hirnentwicklung ¿anderen Art von Wahrnehmung u. Kommunikation¿ bei Autisten ist, wird leider häufig übersehen. Die von den Betroffenen u. ihren Familien herbeigesehnten medizinischen Forschungen bzgl. der zugrundeliegenden Ursachen des ¿Andersseins¿ u. ihrer häufigen somatischen Begleiterkrankungen lassen in weiten Bereichen auf sich warten.
Ebenso wichtig scheint mir, dass es irgendwo in dieser Gesellschaft einen Raum für Menschen die ¿anders¿ sind gibt, statt ausschließlich für das Erforschen von Defekten u. hieraus leider allzu oft abgeleitetem ¿Reparaturauftrag¿. Viele Autisten wünschen sich eine korrekte Diagnostik ihres Autismussyndroms u. eine Etablierung lebensqualitätsverbessernder Therapieoptionen, ebenso wie eine Möglichkeit innerhalb der Gesellschaft sein zu dürfen, trotz ihres ¿Andersseins¿.

#7 |
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Dr.  Karin Weigang-Köhler
Dr. Karin Weigang-Köhler

Früher hat man den Müttern die Schuld am Autismus gegeben: Diese Mütter seien ehrgeizig, berufstätig und akademisch. Dieses Klischee ist seit Jahren spurlos aus der Diskussion verschwunden. Haben sich die damals meinungsbildenden Ärzte eigentlich jemals bei den Müttern entschuldigt? Es mehren sich die Hinweise, dass Autismus angeboren ist, und nicht anerzogen wird.

#6 |
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Altenpflegerin/Fußpflegerin Maria Thesseling
Altenpflegerin/Fußpflegerin Maria Thesseling

Mein Sohn hat das Aspergersyndrom, was wir aber erst seit einem halben Jahr wissen, er wird bald 18!
Ich finde auf dem Gebiet kann gar nicht genug geforscht werendamit die “leichteren” Autismusfälle möglichst früh erkannt werden!!
Ich habe jedenfalls schreckliche Jahre hinter mir, in denen ich von Arzt zu Arzt, von Klinik zu Klinik gerannt bin, denn niemand diagnostizierte Autismus!

#5 |
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Heidi Hoffmann-Riedel
Heidi Hoffmann-Riedel

Alle neuen wissenschaftlichen Erkenntisse, die den autistischen Menschen in positiven Sinne weiterhelfen können
sind hilfreich. Als mein inzwischn 37-jähriger Sohn geboren wurde, gab es, wenn überhaut nur amerikanische Literatur und
wenn es nach einem sehr bekannten deutschen Professor gegangen wäre, hätte er nie eine “normae Schule besuchen dürfen. Auch wenn er sehr intelligent is, hat er es bis heute
nicht gechafft, als Informatiker als Angestellter zu arbeiten –
er ist dankbar mit seinen kreativen Fertigkeiten seinen Lebensunterhalt zu verdienen.
Jede Art von Schuldzuweisung bei einem so komplexen Thema – ist für muich schwachsinnig!

#4 |
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Zu Herr Berger: Mein Sohn ist ebenfalls Autist und geistig behindert und eines ist klar: ein Impfschaden ist es nicht, denn meine Kinder sind NICHT geimpft, da ich sehr kritisch gegenüber Impfungen bin. Auch ein perinatales Problem ist ausgeschlossen, er war von Anfang an gesund und fit.

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Tierheilpraktiker Volker Berger
Tierheilpraktiker Volker Berger

Autimus ist ca.seit 1923 bekannt!Heutige u.damalige Impfstoffe enthalten Quecksilber die die Auslöser von Autismus sind.Das ist bewiesen,doch Regierungen u.Pfarmalobby spielen das gewissenlos,auf Kosten von Kindern,runter.Mein Sohn Ist auch Autist,den sollte sich mal die Pfarmaindustrie anschauen!!!Das kann man mit Geld nicht wieder gutmachen!!!!

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Dipl.-Psychologin Karen Ott
Dipl.-Psychologin Karen Ott

Den Beitrag finde ich auch deshalb sehr gut, weil aufgrund der Erkenntnisse die Möglichkeit besteht, autistischen Patienten ein wenig von ihrer Einstellung sich selbst gegenüber nehmen zu können, “irgendwie komisch” zu sein. Autisten empfinden sehr stark ihr Unvermögen auf besonders sozialen Ebenen. Je älter sie werden, desto stärker nimmt diese defizitäre Sichtweise auf andere zu. Denn beobachten können diese Menschen sehr gut, sind oft auch in der Lage, Schlüsse zu ziehen, die mit ihnen zu tun haben.

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