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Forscher machen Affen zu Autisten

Javaneraffe
Junger Javaneraffe – diese Primaten sollen künftig als Tiermodell für Autismus dienen. (Bild: Rocky89/ iStock)

Menschen mit einer Autismus-Störung müssen bisher meist lebenslang mit ihren oft einschränkenden Symptomen leben. Denn ein wirksames Mittel gegen diese Entwicklungsstörung gibt es bisher nicht – auch weil ein geeignetes Tiermodell fehlte. Jetzt haben Forscher mithilfe der Genschere Crispr/Cas9 erstmals Affen mit den gleichen Mutationen in einem Gen ausgestattet, die auch bei einigen Autismus-Patienten auftreten. Die Makaken entwickelten dadurch ähnliche Verhaltensauffälligkeiten und Anomalien im Gehirn, wie die Wissenschaftler berichten. Ihrer Ansicht nach bieten diese Affen dadurch eine bessere Chance, neue Therapien für Autismus-Patienten zu entwickeln.

Etwa ein bis drei Prozent der Kinder sind von einer der zahlreichen Spielarten der autistischen Entwicklungsstörungen betroffen. Je nach Ausprägung und Intensität der Störung reicht das Spektrum von Schwierigkeiten in der sozialen Interaktion bis hin zu schweren Verhaltensstörungen und geistiger Behinderung. Ebenso komplex scheinen auch die Ursachen des Autismus zu sein: Neben einer Vielzahl verschiedener genetischer Faktoren stehen auch vorgeburtliche Umwelteinflüsse wie Pestizide und andere Umweltchemikalien und Herpesinfektionen der Mutter im Verdacht. Die große Bandbreite der Autismusvarianten macht es zudem schwer, wirksame Mittel gegen die Entwicklungsstörung oder wenigstens ihre schwersten Symptome zu finden.

Maus als Modell funktioniert nicht

Das Problem: Es fehlte bisher an guten Tiermodellen für die Suche nach effektiven Therapien. „Wir benötigen dringend neue Behandlungsoptionen für die Autismus-Spektrum-Störungen, aber die bisher mit Mäusen entwickelten Therapien haben sich als enttäuschend erwiesen“, sagt Co-Autor Robert Desimone vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Zwar können Mäuse einige Informationen zu molekularen Vorgängen bei Autismusstörungen liefern, ihr Gehirn unterscheidet sich jedoch in wesentlichen Aspekten von dem des Menschen. So fehlt den Nagetieren der hochentwickelte präfrontale Cortex, der bei uns der Sitz von Entscheidungen, Aufmerksamkeit und der Fähigkeit zur Interpretation sozialer Signale ist.

Deshalb haben Desimone, Erstautor Yang Zhou vom Shenzhen Institute of Advanced Technology und ihre Kollegen nach einer Möglichkeit gesucht, die uns deutlich ähnlicheren Javaneraffen (Macaca fascicularis) zu einem Tiermodell des Autismus zu machen. Dabei setzen sie am SHANK3-Gen an, einem Gen, das ein Synapsenprotein kodiert und bei einem Teil der menschlichen Autismus-Patienten verändert ist. Tests bei Mäusen hatten zuvor schon gezeigt, dass Tiere mit Mutationen in diesem Gen autismustypische Symptome wie repetitives Verhalten, Scheu vor Artgenossen und Schlafstörungen zeigen. Zudem gilt dieses Gen als Auslöser des autismusähnlichen Phelan-McDermid-Syndroms. Im Experiment nutzten die Forscher nun die Genschere Crispr/Cas9, um bei Affenembryos die autismustypischen Veränderungen im SHANK3-Gen zu verursachen. Die Embryos wurden dann von Affenmüttern ausgetragen.

Verhalten und Gehirn ähnlich dem von Autisten

Die Makaken mit dem veränderten SHANK3-Gen zeigten Verhaltens-Anomalien, die denen der Autismus-Störungen stark ähnelten, wie die Forscher berichten. Sie mieden die Blicke eines Gegenübers und ihre Pupillen reagierten verzögert auf einen Lichteinfall. In Gegenwart von Artgenossen verbrachten sie weniger Zeit mit sozialen Verhaltensweisen wie dem Spielen, sich Jagen oder der Fellpflege. „Wir beobachteten eine Kombination von verringerter Mobilität, vermehrtem repetitivem Verhalten und verringerter Sozialität, die den typischen Symptomen im bisherigen Mausmodell des Autismus gleichen“, berichten Zhou und seine Kollegen. Hirnscans mittels Magnetresonanztomographie enthüllten zudem, dass die Affen auch die für Autismus typischen Veränderungen in der funktionellen Konnektivität verschiedener Hirnbereiche aufwiesen.

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Nach Ansicht der Forscher könnten sich diese Affen damit als künftiges Tiermodell für Autismus eignen – und dabei helfen, wirksame Therapien für diese Entwicklungsstörung zu entwickeln. „Angesichts der Grenzen des Mausmodells brauchen Patienten diesen Fortschritt, das gibt neue Hoffnung“, betont Co-Autor Guoping Feng vom MIT. „Noch wissen wir zwar nicht, ob es uns gelingt, mithilfe dieses Modells neue Behandlungen zu entwickeln, wir hoffen aber, dies schon in den nächsten paar Jahren herauszufinden.“

Quelle: Yang Zhou (Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Shenzen) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1278-0

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