Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie entwickelt sich das Gehirn bei Autismus?

12.11.2014

Neues Mausmodell für Autismus: Verändertes Gen lässt Hirnbereich verkümmern und verursacht Verhaltensauffälligkeiten / Heidelberger Humangenetiker veröffentlichen in „Molecular Psychiatry“ / Besseres Verständnis kann Umgang mit Erkrankung erleichtern

Wie sich eine bestimmte Veränderung im Erbgut, die bei Menschen mit einer Form des Autismus gekoppelt ist, auf Hirnentwicklung und Verhalten auswirkt, haben Wissenschaftler der Abteilung Molekulare Humangenetik des Universitätsklinikums Heidelberg erstmals anhand eines neuen Mausmodells gezeigt.

Im Gehirn der genetisch veränderten Mäuse wird – wie bei Menschen, die an einer bestimmten Form des Autismus erkrankt sind - das Protein FOXP1 nicht gebildet. In der Folge verkümmern nach der Geburt die Hirnstrukturen, die für die Wahrnehmung von besonderer Bedeutung sind. Die Mäuse zeigen zudem für Autismus typische Verhaltensauffälligkeiten.

Mit Hilfe des neuen Mausmodells lassen sich nun die molekularen Mechanismen, in denen FOXP1 eine Rolle spielt, aufklären und die damit einhergehenden Veränderungen im Gehirn besser verstehen.

„Zwar sind solche Ergebnisse aus der Grundlagenforschung nicht unmittelbar für die Therapie nutzbar, trotzdem sind sie für die Betroffenen oder in diesem Fall für ihre Eltern und Angehörigen sehr wertvoll: Vielen ist es wichtig, die Erkrankung konkret zu benennen und verstehen zu können. Es kann ihnen den Umgang damit erleichtern“, sagt Professor Dr. Gudrun Rappold, Leiterin der Abteilung Molekulare Humangenetik am Universitätsklinikum Heidelberg und Seniorautorin des Artikels.

Die Ergebnisse in Kooperation mit Privatdozentin Miriam Schneider, Institut für Psychopharmakologie am Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim, Dr. Corentin Le Magueresse, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), und Professor Dr. Hannah Monyer, Abteilung Klinische Neurobiologie am Universitätsklinikum Heidelberg und am DKFZ, wurden jetzt vorab online in der Fachzeitschrift „Molecular Psychiatry“ veröffentlicht.

Autismus ist eine angeborene Störung der Wahrnehmung und Informationsverarbeitung im Gehirn, die häufig mit verminderter, sehr selten auch überdurchschnittlicher Intelligenz und Spezialbegabungen wie einem fotografischen Gedächtnis einhergeht. Die Erkrankung ist u.a. gekennzeichnet durch eine eingeschränkte soziale Interaktion, zwanghaft wiederholte Verhaltensweisen sowie eine gestörte Sprachentwicklung. Darüber hinaus können sehr unterschiedliche weitere Störungen auftreten.

„Wir kennen heute neben dem Defekt im FOXP1-Gen noch weitere Veränderungen im Erbgut, die Autismus verursachen oder das Risiko für eine solche Erkrankung erhöhen. Allerdings wissen wir bisher nur bei wenigen, wie sie sich auf die molekularen Abläufe in den Nervenzellen, die Gehirnentwicklung und das Verhalten auswirken“, so die renommierte Humangenetikerin.

Genveränderung beeinflusst Hirnstrukturen und Verhalten

So auch bei FOXP1: Bereits seit 2010 gab es deutliche Hinweise, dass Fehler im Bauplan für dieses Protein bei Autismus und geistiger Behinderung eine Rolle spielen. Doch welche Funktion übernimmt es im gesunden Gehirn, in welche Signalwege ist es eingebunden, mit welchen weiteren Proteinen interagiert es und welche Schäden verursacht sein Fehlen genau?

Dank des neuen Mausmodells aus Heidelberg ist man nun etwas weiter: Die Forscher entdeckten, dass die Mäuse zunächst mit einem weitgehend normal entwickelten Gehirn zur Welt kommen. Im Verlauf der ersten Lebenswochen degeneriert das für Wahrnehmung und Verhalten wichtige Striatum. Auch in einer zentral gelegenen Hirnstruktur, dem Hippocampus, unverzichtbar für die Ausbildung von Langzeitgedächtnis und Erinnerung, treten mikroskopisch sichtbare Veränderungen auf, die außerdem Auswirkungen auf die Signalverarbeitung haben. So konnte nachgewiesen werden, dass sich in den betroffenen Nervenzellen die so genannte Erregungsleitung verändert, durch die Signale zwischen Nervenzellen weitergegeben werden.

Zusätzlich zum degenerierten Striatum sind bei den Mäusen benachbarte Hirnstrukturen, die Ventrikel, vergrößert. „Vergrößerte Ventrikel ließen sich auch bei Menschen mit einer FOXP1-Mutation nachweisen“, erklärt Dr. Claire Bacon, Mitarbeiterin der Abteilung Molekulare Humangenetik und Erstautorin der Publikation.

Zudem lösen die Veränderungen Verhaltensauffälligkeiten aus, die mit den Symptomen bei autistischen Patienten vergleichbar sind: Die Mäuse nehmen kaum Notiz von ihren Artgenossen und versuchen auch nicht, mit diesen in Kontakt zu treten. Dazu kommen stereotype, zwanghaft wiederholte Verhaltensweisen, Hyperaktivität sowie ein gestörtes Nestbauverhalten.

Als nächstes wollen die Forscher untersuchen, in welchem Maß die Lautkommunikation der FOXP1-Mäuse (Mäuse verständigen sich über Laute im Ultraschallbereich) beeinträchtigt ist und ob es hier ebenfalls Parallelen zu den Störungen bei Patienten mit FOXP1-Mutation gibt.

Darüber hinaus gilt es, die neu identifizierten Gene, auf die FOXP1 im Gehirn einwirkt, zu charakterisieren und herauszufinden, welche Signalketten und Reaktionswege unterbrochen sind. Auf diese Weise hoffen sie, Ansatzpunkte für eine spezifische Therapie zu finden. „Zuerst jedoch müssen wir verstehen, wie genau es zu den Veränderungen kommt, bevor Therapiekonzepte entwickelt werden können“, betont Rappold.

Literatur:
Brain-specific Foxp1 deletion impairs neuronal development and causes autistic-like behaviour. Bacon C, Schneider M, Le Magueresse C, Froehlich H, Sticht C, Gluch C, Monyer H, Rappold GA. Mol Psychiatry. 2014 Sep 30. doi:10.1038/mp.2014.116. [Epub ahead of print]

The distinct and overlapping phenotypic spectra of FOXP1 and FOXP2 in cognitive disorders. Bacon C, Rappold GA Hum Genet. 2012;131(11):1687-98.

Weitere Informationen im Internet:
Abteilung Molekulare Humangenetik:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Abt-Molekulare-Humangenetik.6096.0.html  Internetseite der Selbsthilfegruppe Karl und Ann Whitney: www.rareconnect.org/en/community/foxp1/understand 

Ansprechpartnerin:
Professor Dr. rer.nat. Gudrun A. Rappold
Abteilung Molekulare Humangengetik
Universitätsklinikum Heidelberg
Tel.: 06221 / 56 50 59
E-Mail: gudrun_rappold@med.uni-heidelberg.de

Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang

Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der bedeutendsten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international renommierten biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung innovativer Diagnostik und Therapien sowie ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 12.600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und engagieren sich in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 50 klinischen Fachabteilungen mit ca. 1.900 Betten werden jährlich rund 66.000 Patienten voll- bzw. teilstationär und mehr als 1.000.000 mal Patienten ambulant behandelt. Das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. Derzeit studieren ca. 3.500 angehende Ärztinnen und Ärzte in Heidelberg.
www.klinikum.uni-heidelberg.de

Bei Rückfragen von Journalisten:
Julia Bird
Referentin Unternehmenskommunikation / Pressestelle
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 56-7071
Fax: 06221 56-4544
E-Mail: julia.bird@med.uni-heidelberg.de

Diese Pressemitteilung ist auch online verfügbar unter
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/presse

Besuchen Sie das Universitätsklinikum Heidelberg auch bei:
Facebook: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/facebook
Twitter: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/twitter
Youtube: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/youtube

Julia Bird | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie