Was Neurowissenschaftler jetzt über Autismus wissen

Folgendes wurde in Zusammenarbeit mit der Lieber Institut für Hirnentwicklung deren Mission es ist, genetische Erkenntnisse in Behandlungen der nächsten Generation zu übersetzen.

Es gibt einen Grund, warum sich die meisten von uns nicht daran erinnern, mit so vielen autistischen Kindern aufgewachsen zu sein wie heute: Bei viel mehr Kindern wird heute eine Autismus-Spektrum-Störung diagnostiziert als je zuvor. Laut den Centers for Disease Control und Prävention betrifft Autismus jetzt 1 von 59 Kindern, verglichen mit 1 von 88 Kindern im Jahr 2008 und 1 von 150 Kindern im Jahr 2000.

Ein Teil dieser erstaunlichen Zunahme ist auf ein geschärftes Bewusstsein für die Erkrankung und genauere Diagnosen zurückzuführen. Ob andere Faktoren eine Rolle spielen – wie Umweltbelastungen oder die Tatsache, dass Eltern Später im Leben Babys zu bekommen, was die Forschung zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit von Autismus steigt – ist immer noch eine Frage von Debatte.

"Es gibt keinen Autismus."

Was noch viel dunkler bleibt als die Prävalenz, ist die grundlegende biologische Ursache dieser Störung. Das liegt zum Teil daran, dass Autismus eigentlich eine Konstellation von neurologischen Erkrankungen ist, von denen jede die Kommunikation, soziale Fähigkeiten, Motorik und Verhalten behindert. „Autismus gibt es nicht“, sagt Dr. Daniel Weinberger, Direktor und CEO des Lieber Institute for Brain Development an der Johns Hopkins University. „Der Begriff wird verwendet, um viele verschiedene Störungen der frühen Kindheit zu beschreiben, die mehrere Merkmale und Erscheinungsformen aufweisen, von denen die wichtigste ist Probleme beim Aufbau sozialer Verbindungen.“ Kinder beginnen normalerweise schon als Kleinkinder, Anzeichen zu zeigen, und die meisten werden im Alter diagnostiziert vier.

Der genetische Bauplan

Die meisten Formen von Autismus scheinen in der Genetik verwurzelt zu sein – oder genauer gesagt in ererbten Variationen eines oder mehrerer Gene. „In den meisten Fällen wird es wahrscheinlich durch Kombinationen vieler, vieler Gene verursacht, die die Gehirnentwicklung beeinflussen“, sagt Weinberger. „Allerdings wissen die Gene nichts über soziale Interaktionen, Angst oder äußeres Verhalten. Sie sind nur für zwei Dinge verantwortlich: feste Merkmale wie Größe und Haarfarbe und das Verhalten von Zellen." Die DNA in jeder Zelle ist wie ein Fabrikvorarbeiter, erklärt er, der dieser Zelle ständig befiehlt, wie es geht arbeiten.

Mit anderen Worten, wenn ein Kind eine Genvariation erbt, beeinflusst dieses Gen nur die Funktion einer Zelle. Wie wirkt sich dies dann darauf aus, wie ein autistisches Kind denkt, handelt und sich auf andere bezieht? Dies wird durch das Verständnis erklärt, dass jeder nicht isoliert handelt. Als Teil der gesamten Genetik oder des „Genoms“ einer Person interagieren sie miteinander.

„Dem Bauplan ihres Genoms folgend, sprechen Zellen miteinander und bauen Beziehungen miteinander auf, während sich ein Kind entwickelt“, sagt Weinberger. „Sie bilden Netzwerke mit anderen Zellen und wachsen zu unterschiedlichen Strukturen im Gehirn wie Hippocampus und Thalamus heran. Während Zellen molekulare Informationen verarbeiten, verarbeiten die Netzwerke, zu denen sie gehören, kognitive, soziale und emotionale Informationen.“

Natur versus Pflege

Umweltfaktoren wie unterstützende Eltern, eine nahrhafte Ernährung und der Besuch einer hervorragenden Schule haben tatsächlich weniger Einfluss auf das Verhalten autistischer Kinder, als Sie vielleicht denken. Laut Weinberger gibt es keine Wissenschaft, die belegen könnte, dass eine gesunde Umwelt die Auswirkungen einer genetischen Mutation außer Kraft setzt. Trotz fehlender wissenschaftlicher Beweise glaubt er jedoch, dass jedes menschliche Verhalten bis zu einem gewissen Grad modifiziert werden kann. „Aber die Grenzen, die Grenzen, um die Eltern etwas bewegen können, sind sehr begrenzt“, sagt Weinberger.

„Diese ersten fünf Jahre sind eine kritische Phase, um die Fähigkeit zu entwickeln, die komplizierteren Zeiten des Lebens zu bewältigen.“

Ganz klar ist jedoch, dass Kinder, die in den ersten fünf Jahren starkem Stress ausgesetzt waren, später im Leben mehr soziale, mentale und physische Stressoren haben. „Drogenverhalten, Diabetes, Körpergewicht, Bluthochdruck – die Wahrscheinlichkeit all dieser Dinge ist bei Menschen mit extremem Kindheitsstress erhöht“, sagt Weinberger. „Wie Freud uns sagte, sind diese ersten fünf Jahre eine kritische Phase, um die Fähigkeit zu entwickeln, die komplizierteren Zeiten des Lebens zu bewältigen.“

Für ein Kind mit Autismus bedeutet dies, dass, während eine liebevolle Mama und Papa, Essen auf dem Tisch und eine strukturierte Familienleben kann die Biologie nicht außer Kraft setzen, diese Faktoren verringern möglicherweise die Wahrscheinlichkeit, bestimmte Gesundheitsprobleme zu entwickeln, da Erwachsene.

Die Pitt-Hopkins-Behandlung

Da die Autismus-Spektrum-Störung so breit ist, ist die Lieber Institut für Hirnentwicklung hofft, Fortschritte bei der Hilfe für betroffene Kinder zu machen, indem es sich zunächst auf eine sehr unterschiedliche Art von Autismus konzentriert: das Pitt-Hopkins-Syndrom. Dieses seltene Syndrom tritt zwar nur bei einigen tausend Kindern in den USA auf, birgt jedoch großes Potenzial, Geheimnisse für das Verständnis anderer Arten von Autismus zu lüften. „Pitt-Hopkins ist nur ein kleines Stück vom Kuchen, aber wir haben uns entschieden, es zu studieren, weil wir genau wissen, was“ verursacht es, während wir bei anderen Formen von Autismus immer noch die zugrunde liegenden genetischen Ursachen bestimmen.“ sagt Weinberger. Dieses Syndrom wird durch eine einzelne genetische Mutation verursacht, die das TCF4-Gen daran hindert, ein Protein herzustellen, das für die Zellfunktion wichtig ist. Infolgedessen funktionieren die Zellen, die auf dieses Protein angewiesen sind, abnormal.

„Da es sich um eine sehr diskrete Mutation an einem Gen handelt, können wir im Labor Modelle der Pitt-Hopkins-Symptome bauen, die die genaue Ursache widerspiegeln“, sagt Weinberger. Diese Modelle ermöglichen es Wissenschaftlern des Lieber Institutes, genau zu untersuchen, wie sich die genetische Mutation in der Gehirnentwicklung auswirkt, um zu sehen, ob sie einen Teil der Schäden mildern können.

„Wir wollen herausfinden, was schief läuft und versuchen, es zu korrigieren“, sagt Weinberger. „Viele Leute denken, dass man das Gen korrigieren kann, aber das ist sehr schwer und riskant. Wir haben eine andere Strategie gewählt: Angenommen, Sie können das Genom nicht ändern, versuchen wir, das Verhalten des Gehirns anhand dessen zu normalisieren, was das Genom damit macht.“

Anhand dieser Modelle entdeckten die Lieber-Forscher, dass diese Zellen, wenn sie stimuliert wurden, sehr abnormal reagierten. „Das Verhalten wird gestört, weil die Zellen nicht richtig feuern“, erklärt Weinberger. Sein Team führte das Problem auf eine Veränderung eines bestimmten Proteins zurück, das einen Natriumionenkanal auf der Zellmembran bildet. Dieser Kanal dient als Tor, durch das Salz in die Zellen ein- und ausströmen kann. Sie glauben, dass dieser mutierte Ionenkanal teilweise für Verhaltensänderungen bei Kindern mit Pitt-Hopkins verantwortlich ist.

Mit diesem Wissen suchte das Team nach einem Medikament, das die Veränderung des Ionenkanals blockieren könnte, um zu sehen, ob Zellen betroffen sind. „Wir haben herausgefunden, dass wir die Funktion der Zellen wiederherstellen, indem wir den Ionenkanal mit einem Medikament angreifen“, sagt Weinberger. "Wir sind wahrscheinlich ein Jahr davon entfernt, das Medikament am Menschen getestet zu sehen, aber dies wird die erste potenzielle Behandlung für" sein Autismus basiert auf dem Verständnis eines spezifischen zellulären Mechanismus, der zum Pitt-Hopkins-Syndrom führt, einer seltenen Form von Autismus."

Weinberger besteht darauf, dass dieses Medikament das Pitt-Hopkins-Syndrom nicht heilen wird, da die Mutation wahrscheinlich mehr als nur den Ionenkanal betrifft. Er glaubt jedoch, dass Kinder, die das Medikament einnehmen, besser dran sind, weil die Neuronen in ihrem Gehirn normaler funktionieren.

Obwohl sich die Arbeit des Lieber-Instituts auf diese Form des Autismus konzentriert, signalisiert sie nicht nur Kindern mit Pitt-Hopkins und ihren Familien Hoffnung. Ein besseres Verständnis dieser einen Art von Autismus ebnet den Weg für ähnliche Fortschritte bei anderen Arten von Autismus-Spektrum-Störungen in der Zukunft.