Forscher entdecken Schlüsselprinzip bei Autismus-Erkrankungen

Unregelmäßigkeiten an so genannter glutamaterger Synapse spielen offenbar entscheidende Rolle

Aktuelle Versuche an genetisch veränderten Mäusen deuten darauf hin, dass Unregelmäßigkeiten an der so genannten glutamatergen Synapse eine Schlüsselrolle bei autistischen Erkrankungen spielen. Diese Erkenntnis könnte ein wichtiger Baustein für eine künftige Autismus-Therapie sein.

Unter dem Begriff "Autismus" werden verschiedene neuronale Entwicklungsstörungen zusammengefasst, die sich durch soziale und kommunikative Verhaltensauffälligkeiten sowie stereotype Handlungen äußern. Bekanntlich kommunizieren Nervenzellen per Signalübertragung an Kontaktstellen (Synapsen) miteinander. Diese Kommunikation wird durch Gerüstproteine wie ProSAP1/Shank2 stabilisiert, die so einen Beitrag zum Funktionsgefüge erregender Synapsen leisten.

Um die Rolle von ProSAP1/Shank2 an der Synapse und letztlich bei der Entstehung von Autismus zu verstehen, hat eine internationale Gruppe um die Ulmer Forscher Professor Tobias Böckers und Michael Schmeißer Mäuse genetisch modifiziert und ProSAP1/Shank2 ausgeschaltet. Die Wahl dieses Proteins ist nicht ganz zufällig: Im Vorfeld der aktuellen Studie hatten einige der beteiligten Wissenschafter gezeigt, dass Mutationen im ProSAP1/Shank2 Gen beim Menschen zu Autismus führen können.

Sichtbare Auffälligkeiten im Mäuseversuch

Auch im Mausmodell hat das Fehlen von ProSAP1/Shank2 sichtbare Auswirkungen: Tiere mit der Gen-Mutation sind hyperaktiv und zeigen sich immer wiederholende Handlungen - etwa bei der Fellpflege. In Verhaltensexperimenten werden zudem Auffälligkeiten in der sozialen und kommunikativen Interaktion deutlich.

Auch in den Gehirnen der Mäuse fanden die Forscher Änderungen: "Die Dichte dendritischer Dornen, an denen die vorgeschalteten Nervenzellen synaptische Kontakte bilden, ist wesentlich geringer als beim Wildtyp. Elektrophysiologische Messungen zeigen eine auffällig veränderte Signalübertragung", sagt Böckers.

Ist ProSAP1/Shank2 ausgeschaltet, wird das verwandte Gerüstprotein ProSAP2/Shank3 vermehrt an der Synapse gebildet. Diese Substitution haben die Forscher anhand der genetisch veränderten Tiere nachgewiesen. Gleichzeitig beschreiben sie in ihrer im Fachjournal "Nature" veröffentlichten Studie eine Zunahme so genannter ionotroper Glutamatrezeptoren. Glutamat ist ein erregender Neurotransmitter im zentralen Nervensystem.

Grundlage für Autismus-Therapie

Als wohl wichtigstes Ergebnis untermauert der aktuelle Fachbeitrag die bedeutende Rolle des glutamatergen Systems bei Autismus: "Die molekulare Proteinzusammensetzung an glutamatergen Synapsen ist in verschiedenen Hirnregionen unterschiedlich stark gestört. Das Ausmaß der Unregelmäßigkeiten hängt auch vom Entwicklungsstand der Tiere ab", erläutert Schmeißer. Bei den genetisch modifizierten Mäusen liege anscheinend ein molekularer Reifungsdefekt der Synapse vor. Eines Tages könnte die "Reparatur" dieses Defekts eventuell Grundlage einer Autismus-Therapie sein.

Eine weitere wichtige Erkenntnis beruht auf dem Vergleich der genetisch modifizierten Tiere mit einer zweiten Gruppe Mäuse, denen ProSAP2/Shank3 fehlt. Dieses Protein wird ebenfalls mit Autismus assoziiert. Offenbar erfüllen ProSAP1/Shank2 und ProSAP2/Shank3 an erregenden Synapsen verschiedene, in Wechselwirkung stehende Funktionen. Das gilt vor allem im Zusammenhang mit dem glutamatergen System. "Die unterschiedlichen Funktionen der Proteine sollten künftig weiter untersucht und gegebenenfalls bei der Entwicklung einer individualisierten Autismus-Behandlung berücksichtigt werden", so Tobias Böckers. Es gelte, wirksame Therapien auf die zugrunde liegende synaptische Störung abzustimmen. (red, derstandard.at, 30.04.2012)