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Autismus – Schizophrenie: Forschung enthüllt „Schlüsselfaktor“ bei neurologischen Störungen

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Schwere Entzündungen im frühen Kindesalter sind ein klinisch anerkannter Risikofaktor für die Entwicklung des Autismus-Spektrums, aber auch der Schizophrenie. Wissenschaftler der University of Maryland School of Medicine haben jedoch erstmals genau den Mechanismus entdeckt, der dazu führt.

Sie kamen insbesondere zu dem Schluss, dass Entzündungen die Entwicklung gefährdeter Gehirnzellen verändern und dies Auswirkungen auf neurologische Entwicklungsstörungen haben könnte.

In ihrer in Science Translational Medicine veröffentlichten Forschung untersuchten die Forscher mithilfe der Einzelzellgenomik die Gehirne von 17 Kindern, die im Alter zwischen einem und fünf Jahren starben, 8 Kindern, die an entzündlichen Erkrankungen – wie bakteriellen oder viralen Infektionen – starben Asthma – und 9 starben bei einem Unfall.

Sie fanden heraus, dass Entzündungen in der frühen Kindheit die vollständige Reifung einiger Neuronen im Kleinhirn verhindern. Das Kleinhirn ist ein Bereich des Gehirns, der für die motorische Kontrolle und höhere kognitive Funktionen verantwortlich ist, die in den Bereichen Sprache, soziale Fähigkeiten und emotionale Regulierung zum Einsatz kommen.

Genauer gesagt wurde festgestellt, dass zwei spezifische, aber seltene Arten von Kleinhirnneuronen anfälliger für Gehirnentzündungen sind – Golgi- und Purkinje-Neuronen. Auf Einzelzellebene zeigten diese beiden Neuronentypen ein frühes Ende ihrer Reifung.

„Wir haben uns das Kleinhirn angesehen, weil es einer der ersten Bereiche des Gehirns ist, der sich zu entwickeln beginnt, und einer der letzten, der seine Reife erreicht.“ „Mit der recht neuen Technologie der Single-Core-RNA-Sequenzierung konnten wir Veränderungen im Gehirn auf zellulärer Ebene untersuchen“, erklärt Dr. Seth Ament, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Psychiatrie der University of Maryland.

Diese spezielle Studie ist Teil von fast 30 wissenschaftlichen Arbeiten, die die Entwicklung und Vielfalt von Zelltypen im menschlichen Gehirn beschreiben.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Babys, die mit einer Funktionsstörung des Kleinhirns geboren werden, häufig unter neurologischen Entwicklungsstörungen leiden. Tierversuche kamen daher zu dem Schluss, dass die Entstehung einer Entzündung vor der Geburt diesen Zustand begünstigt.

„Obwohl selten, haben Purkinje- und Golgi-Neuronen entscheidende Funktionen. Während der Entwicklung bilden Purkinje-Neuronen Synapsen, die das Kleinhirn mit anderen Gehirnbereichen verbinden, die an der Wahrnehmung oder emotionalen Kontrolle beteiligt sind, während Golgi-Neuronen die Kommunikation zwischen Zellen im Kleinhirn koordinieren. Die Störung eines dieser Entwicklungsprozesse könnte erklären, wie Entzündungen zu Erkrankungen wie Autismus-Spektrum-Störungen und Schizophrenie beitragen“, erklärt Dr. Amen.

Wie bei vielen Krankheiten tragen wahrscheinlich sowohl die Genetik als auch die Umwelt – in diesem Fall Entzündungen – zum Risiko der Entwicklung dieser Erkrankungen bei. Deshalb ist es wichtig, die Rolle bestimmter Zellen in Gehirnregionen zu verstehen – und wie sie mit Genen interagieren, um die Gehirnfunktion zu beeinflussen –, um Behandlungsmöglichkeiten für Gehirnstörungen wie Autismus-Spektrum-Störungen zu finden.