Neue Forschung, die von der Staatlichen Universität von New York in Buffalo geführt wird, legt nahe, dass ein Anti-Krebs-Medikament in der Lage sein kann, mit Autismus verbundene soziale Beeinträchtigungen umzukehren.
In einem jetzt in der Fachzeitschrift veröffentlichten Bericht berichten die Forscher, wie niedrige Dosierungen von Romidepsin – einem in den USA zur Behandlung von Lymphomen zugelassenen Medikament – "die Genexpression wiederherstellten und soziale Defizite umkehrten" in einem Mausmodell für Autismus.
Autismus-Spektrum-Störung (ASD), die eine Entwicklungsbedingung ist, beeinflusst Verhalten, soziale Interaktion und Kommunikation.
Statistiken, die in den USA zusammengestellt wurden, legen nahe, dass 1 von 68 Kindern eine ASD hat und dass sie bei Jungen etwa vier- bis fünfmal häufiger ist als bei Mädchen.
Obwohl es möglich ist, die Störung im Alter von 2 Jahren zu diagnostizieren, werden die meisten Diagnosen von ASD nicht vor dem Alter von 4 Jahren bestätigt.
Die wirtschaftlichen Kosten in den USA für Kinder mit ASD werden auf 11,5 bis 60,9 Milliarden US-Dollar geschätzt.
Niedrige Dosen "umgekehrte soziale Defizite"
Von all den schwierigen und verheerenden Symptomen, die ASD begleiten, ist die Schwierigkeit, mit anderen zu interagieren und Beziehungen zu bilden, besonders ärgerlich, und es gibt derzeit keine wirksame Behandlung.
Es wird angenommen, dass die neue Studie als erste zeigt, dass es möglich ist, dieses Hauptsymptom von ASD zu lindern, indem eine große Anzahl von Genen, die mit der Störung assoziiert sind, abgezielt wird.
"Wir haben entdeckt", sagt Senior-Studienautor Zhen Yan, Professor an der Abteilung für Physiologie und Biophysik, "eine kleine Molekülverbindung, die eine tiefgreifende und anhaltende Wirkung auf Autismus-ähnliche soziale Defizite ohne offensichtliche Nebenwirkungen zeigt [.. .]. "
Dies ist ihrer Meinung nach besonders wichtig, da "viele derzeit verwendete Verbindungen zur Behandlung einer Vielzahl von psychiatrischen Erkrankungen die therapeutische Wirksamkeit für dieses Kernsymptom des Autismus nicht gezeigt haben".
In ihrer Studie fanden Prof. Yan und ihr Team heraus, dass 3 Tage Behandlung mit niedrigen Dosierungen von Romidepsin bei Männern mit einem defizienten SHANK3-Gen, das ein bekannter Risikofaktor für ASD ist, "soziale Defizite rückgängig machen".
Die Umkehr der sozialen Defizite dauerte 3 Wochen, von der Jugend bis zur späten Adoleszenz – eine kritische Periode bei Mäusen für die Entwicklung von Kommunikations- und Sozialkompetenz und entspricht mehreren menschlichen Jahren.
Dies deutet darauf hin, dass eine ähnliche Behandlung bei Menschen lange anhalten könnte, schlagen die Forscher vor.
Epigenetischer Mechanismus
Diese neue Studie baut auf früheren Arbeiten mit Mäusen von Prof. Yan und einem Team auf, die zeigten, wie der Verlust von SHANK3 den N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor unterbricht, der dabei hilft, Emotionen und Kognition zu regulieren. Die Störung verursachte Probleme bei der Kommunikation zwischen Gehirnzellen und führte zu ASD-bezogenen sozialen Defiziten.
Um soziale Defizite in den Mäusen zu messen, platzierten die Wissenschaftler sie in kontrollierten Umgebungen, wo sie ihre Präferenz für soziale Reize (wie die Interaktion mit einer anderen Maus) gegenüber der Präferenz für nicht-soziale Reize (wie die Erforschung eines unbelebten Objekts) beurteilen konnten.
Die Forscher zeigten, wie Romidepsin in der Lage ist, die sozialen Defizite umzukehren, indem die Funktion der Gene durch einen epigenetischen Mechanismus wiederhergestellt wird.
Epigenetische Mechanismen sind genetische Prozesse, die Gene ein- und ausschalten und ihre Expression verändern können, ohne den zugrunde liegenden DNA-Code zu verändern.
Prof. Yan sagt, dass frühere Studien gezeigt haben, dass epigenetische Veränderungen einen großen Einfluss auf ASD haben können.
Chromatin Remodeling eröffnet ASD-Gene
Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie epigenetische Mechanismen die Genexpression verändern können, ohne ihre DNA zu verändern. Zum Beispiel können sie Gene unterdrücken, indem sie chemische Markierungen an ihre DNA anheften.
Prof. Yan sagt jedoch, dass der hauptsächliche epigenetische Mechanismus bei ASD eine ist, die die Struktur von Chromatin umstrukturiert, welches der Komplex aus DNA und den Verpackungsproteinen ist, die helfen, sie in den Kern der Zelle zu komprimieren.
"Die weitgehende Überlappung", so Prof. Yan, "in Risikogenen für Autismus und Krebs, von denen viele Chromatin-Remodelling-Faktoren sind, unterstützt die Idee, epigenetische Medikamente, die in der Krebstherapie eingesetzt werden, als gezielte Behandlung von Autismus zu nutzen."
Eines der wichtigen Ergebnisse der neuen Studie ist, dass es möglich ist, eine große Anzahl von ASD-verwandten Genen mit nur einem Medikament zu erreichen.
Romidepsin ist ein Histonmodifizierer, eine Art Verbindung, die die Proteine oder Histone verändert, die dabei helfen, die DNA im Zellkern zu organisieren.
Das Medikament "lockert das dicht gepackte Chromatin auf", erklärt Prof. Yan. Das Ergebnis ist die Wiederherstellung der Genexpression, indem die Gene für die Moleküle, die ihre Anweisungen übersetzen, zugänglicher gemacht werden.
Mithilfe des genomweiten Screenings fanden die Forscher heraus, dass Romidepsin die Genexpression in den meisten der mehr als 200 Gene wiederherstellte, die in dem in der Studie verwendeten Autismus-Mausmodell zum Schweigen gebracht wurden.
"Der Vorteil, eine Reihe von Genen anpassen zu können, die als Schlüsselfaktoren für Autismus-Risiko identifiziert wurden, könnte die starke und lang anhaltende Wirksamkeit dieses therapeutischen Mittels für Autismus erklären."
Prof. Zhen Yan
