Autismus

Das Erbgut spielt bei Autismus-Spektrum-Störungen eine große Rolle, Fachleute kennen Hunderte mutierte Gene, die damit zusammenhängen. Eine aktuelle Studie unter österreichischer Leitung sucht nach Ähnlichkeiten darin, wie sie die Gehirnentwicklung beeinflussen.

Online seit heute, 6.00 Uhr

„Es ist schon lange eine zentrale Frage in unserer Disziplin, ob den verschiedenen Autismusformen gemeinsame Mechanismen zugrunde liegen“, erklärt Gaia Novarino, die Studienleiterin vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA), gegenüber ORF Wissen. „Wir haben die Gehirne von Mäusen mit verschiedenen Mutationen verglichen, die mit Autismusstörungen zusammenhängen, und haben uns auf die Suche nach diesem gemeinsamen Nenner gemacht.“

Dabei hat sich die Forschungsgruppe auf Autismuserkrankungen konzentriert, die durch einzelne Mutationen hervorgerufen werden und die oft mit besonders schweren Fällen einhergehen. Um herauszufinden, was diese genetischen Änderungen im Gehirn bewirken, hat das Team um Novarino 250 Gehirnproben von männlichen und weiblichen Tieren in verschiedenen Entwicklungsstadien unter die Lupe genommen und mehr als 200.000 Zellkerne aus unterschiedlichen Gehirnregionen analysiert.

Verschiedene Mutationen haben ähnliche Effekte

Die Ergebnisse belegen, dass selbst Mutationen in sehr unterschiedlichen Genen in den frühen Entwicklungsphasen – also noch im Mausembryo – zuerst zu sehr ähnlichen Verläufen führen. Die Studie, die im renommierten Fachjournal „Nature“ erschienen ist, konnte in Netzwerkanalysen zeigen, dass dabei dieselben Zelltypen und molekularen Prozesse betroffen sind.

Mit modernen Methoden können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einzelne Zellen analysieren. Sie haben beobachtet, dass mutierte Gehirnzellen in ihrer Reifung und Vernetzung vorübergehend verzögert sind, wobei vor allem die Aktivität der Synapsen beeinflusst wird.

Aufbereitetes Mausgehirn

Eingefärbte Nervenzellen teilen sich gerade. Die unterschiedlichen Farben illustrieren, wie tief die Zellen im Gehirn liegen.

Unterschiede in späterer Entwicklung

Trotz aller anfänglichen Ähnlichkeiten unterscheiden sich die Pfade der verschiedenen Genvarianten in der späteren Entwicklung der Mäuse. Ab dem 14. Lebenstag, was entwicklungstechnisch bei Menschen etwa dem Zeitpunkt der Geburt entspricht, zeichnen sich deutliche Unterschiede ab. „Die Mutationen tragen gewissermaßen alle ihren eigenen Fingerabdruck“, sagt Novarino.

So wirken etwa viele Mutationen auf die sogenannten exzitatorischen Nervenzellen, die eine erregende Wirkung auf andere Zellen haben. Während manche Varianten diese Neuronen hochregulieren, fahren andere sie herunter. Das führt zu Unterschieden in der neuronalen Vernetzung – in manchen Regionen kann sie stärker, in anderen schwächer sein als bei einem gesunden Hirn.

Vielfalt der Formen erschwert Diagnose

Da bei der Entwicklung des Gehirns das genaue Timing der beteiligten Prozesse sehr wichtig ist und scheinbar kleine Unterschiede große Effekte haben können, sind die Krankheitsformen so vielfältig. „Wir verstehen jetzt auch viel besser, warum es oft zu Problemen in der frühen Diagnose kommt“, so Novarino.

Gaia Novarino leitet eine Forschungsgruppe zu Neuroentwicklungsstörungen am Institute of Science and Technology Austria (ISTA)

„Manchmal verwechseln es die Ärzte mit Depressionen, ADHS, Schizophrenie oder Angststörungen“, sagt die Neurobiologin. Autismuserkrankungen seien eben sehr dynamisch und würden sich mit der Zeit verändern. Genau das führt laut der Expertin in der klinischen Praxis oft zu Verwirrung.

Mögliche Ansätze für Behandlung

„Autismus-Spektrum-Konditionen betreffen weltweit unzählige Kinder und Familien“, sagt Novarino. Zu verstehen, was in deren Gehirnen vor sich geht, sei nicht nur für die Forschung wichtig, sondern eröffne Möglichkeiten, Betroffene gezielt zu unterstützen.

Die enorme genetische Vielfalt hinter Autismuserkrankungen erschwert die Suche nach universellen Therapiemöglichkeiten. Die gemeinsamen Entwicklungswege, die in der Studie aufgezeigt werden, könnten künftig für eine frühzeitige Intervention infrage kommen. Davor ist aber jedenfalls noch mehr Forschung nötig.

Exzellenzcluster zu Neurologie

Das Projekt ist Teil des Exzellenzclusters „Neuronal Circuits in Health and Disease“, an dem neben dem ISTA auch die Universität Wien, die Medizinischen Universitäten Wien und Innsbruck sowie das Institut für Molekulare Biotechnologie IMBA beteiligt sind. Der Forschungsförderungsfonds FWF unterstützt das Konsortium, das seit Ende 2024 läuft, mit 21 Millionen Euro.