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Experimentelle Medikamente verbinden Gehirnverbindungen im Autismus neu

Neue Forschungsergebnisse der University of Texas im Südwesten von Dallas haben zwei potenzielle neue Therapien für die Störung des Autismus-Spektrums identifiziert, die auf die Auswirkungen eines fehlerhaften Gens auf die neuronale Kommunikation abzielen.


Eine neue Studie hat gezeigt, dass ein mit Autismus verknüpftes Gen eine andere Rolle spielt als das bisher akzeptierte.

Autismus - der häufig als Oberbegriff für Autismus-Spektrum-Störung (ASD) verwendet wird - ist durch sich wiederholendes Verhalten, beeinträchtigte soziale Kommunikation und sehr konzentrierte Interessen gekennzeichnet.

Nach Schätzungen der Centers for Disease Control und Prevention (CDC) wurde bei etwa einem von 68 Kindern in den Vereinigten Staaten ASD diagnostiziert.

Die Behandlung von ASD konzentriert sich häufig darauf, die Verhaltenssymptome zu behandeln und den Betroffenen dabei zu helfen, bessere Kommunikationsstrategien zu erlernen. Bisher haben sich relativ wenige Anstrengungen auf die biologischen Ursachen von Autismus konzentriert.

Nun untersuchen Forscher der University of Texas Southwestern in Dallas den Weg, mehr über diese biologischen Faktoren zu erfahren, um sie direkt anzusprechen.

Die von Dr. Craig Powell geleitete Studie hat zwei potenzielle Behandlungen identifiziert, die die durch das Fehlen eines Gens namens KCTD13 betroffenen Neurotransmissionsprozesse wiederherstellen könnten.

Dr. Powell und sein Team veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Forschung in der Zeitschrift Natur.

Fehlendes Gen "beeinträchtigt die Gehirnfunktion"

Das KCTD13-Gen kodiert für ein Protein mit dem gleichen Namen, und frühere Studien haben sein Expressionsniveau mit einer anomalen Gehirngröße in Verbindung gebracht und argumentiert, dass sowohl der Verlust als auch der Gewinn von [dem chromosomalen Segment, das dieses Gen enthält] ein erhebliches Risiko darstellen von Autismus und Entwicklungsverzögerung. "

Die Untersuchungen von Dr. Powell und Kollegen zeigten jedoch, dass KCTD13 eine ganz andere Rolle spielt: Es ist nicht an die Gehirngröße gebunden, sondern an die synaptische Übertragung oder Neurotransmission. Dies ist die Fähigkeit der Neuronen, Informationen zu übertragen.

"[W] e waren ziemlich überrascht, dass die Kctd13-Deletion nicht zu einer erhöhten Gehirngröße, einer erhöhten Embryonalzellproliferation und zu Veränderungen in der Migration führte", sagte Dr. PowellMedizinische Nachrichten heuteund erklärte, dass er und sein Team erwarteten, die Ergebnisse früherer Studien zu bestätigen.

Die Forscher identifizierten auch Medikamente, die möglicherweise die fehlerhafte Konnektivität, die durch die Deletion dieses Gens entsteht, aufheben können.

"Durch die Streichung dieses Gens wird die Funktion des Gehirns erheblich beeinträchtigt, und wir haben einen Weg gefunden, den Schaden zu reparieren. Bevor wir diese Behandlungen jedoch an Menschen versuchen, haben wir noch mehr Arbeit. Die Erkenntnisse geben uns einen Hinweis darauf, welche Wege dies sind verändert und wo zu suchen. "

Dr. Craig Powell

Dr. Powell und sein Team untersuchten mit Mäusen, was das KCTD13-Protein tatsächlich macht und welche Rolle es im Autismus spielt.

In ihren Experimenten löschten sie das Gen, das das Protein in Mäusen codiert, und stellten fest, dass dessen Abwesenheit die Anzahl der synaptischen Verbindungen im Gehirn der Tiere halbierte.

Die Forscher stellten fest, dass in Abwesenheit von KCTD13 die Spiegel eines als RhoA bekannten Proteins ansteigen, was die synaptische Übertragung beeinträchtigt.

In seiner normalen Expression hilft KTCD13, dieses Protein zu regulieren, so dass Neuronen frei kommunizieren können.

Wissenschaftler testen Medikamente mit hohem Potenzial

Um dem Effekt der Gendeletion entgegenzuwirken, testete Dr. Powell verschiedene Arten von RhoA-hemmenden Medikamenten: Rhosin und Exoenzym C3.

Dieser Ansatz war erfolgreich und stellte die normale synaptische Übertragung in weniger als 4 Stunden wieder her.

Die relativ kurze Zeit, bis das Medikament wieder Wirkung zeigte, überraschte die Wissenschaftler.

"Wir waren auch überrascht, dass die Inkubation von Hirnschnitten in RhoA-Hemmern die synaptischen Anomalien innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums von wenigen Stunden aufheben konnte", sagte Dr. PowellMNT.

Die positiven Auswirkungen waren jedoch nur kurzfristig sichtbar. Daher prüfen die Forscher, wie oft diese Medikamente verabreicht werden müssten, um ihre Wirkung zu erhalten.

"Wir haben gezeigt, dass eine Inkubation dieser Medikamente in akuten Hirnschnitten die synaptische Funktion kurzfristig akut wiederherstellen kann", erklärte Dr. Powell.

"In der Zukunft", fügte er hinzu, "hoffen wir, Experimente durchführen zu können, um zu bestimmen, ob die langfristige Verabreichung dieser oder ähnlicher Medikamente in vivo zu einer dauerhaften Wiederherstellung der synaptischen Funktion im Gehirn führen kann."

Die Forscher stellen fest, dass Exoenzym C3 derzeit in klinischen Studien zur Behandlung von Rückenmarksverletzungen getestet wird. Bei Erfolg hoffen sie, dass diese Studien den Weg für weitere Tests des Wirkstoffpotenzials bei ASD-Behandlungen ebnen.

In der Zwischenzeit möchten Dr. Powell und sein Team ihre Bemühungen auf zusätzliche Untersuchungen des KCTD13-Gens konzentrieren, dessen komplexe Rolle im Kontext der Neurotransmission noch nicht vollständig verstanden ist.

"Es gibt mehrere weitere Schritte aus dieser Forschung", sagte Dr. Powell. "Zunächst möchten wir wissen, ob sich der RhoA-Spiegel bei [...] Mausmodellen oder bei Patienten [ändert], [denen das chromosomale Segment fehlt, das KCTD13 enthält]."

"Zweitens möchten wir feststellen, ob das bei den Kctd13-Mäusen beobachtete abnorme Bewegungsverhalten durch Behandlung des gesamten Tieres mit RhoA-Hemmern gerettet werden kann", fügte er hinzu.

Schließlich äußerte der Forscher sein Interesse daran, "andere genetische Modelle des Autismus zu untersuchen, von denen erwartet wird, dass sie den RhoA-Weg verändern".

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