Drei Kinder wuchsen im selben Haushalt auf. Sie wurden von denselben Eltern erzogen und lebten in derselben Umgebung. Trotzdem entwickelten sich ihre Leben völlig unterschiedlich – offenbar aufgrund eines einzigen Gens.
Der älteste Bruder erreichte die frühen Entwicklungsmeilensteine problemlos und konnte bereits mit fünf Jahren lesen. Er hatte ein außergewöhnlich gutes Gedächtnis für Autokennzeichen und war sehr schnell im Kopfrechnen.
Seine sozialen Schwierigkeiten wurden jedoch deutlich, sobald er eingeschult wurde. Er wirkte sozial unbeholfen, hatte nur wenige Freunde, verstand soziale Signale schlecht und hatte Stimmungsschwankungen.
Später erhielt er die Diagnose Asperger-Syndrom, das heute der Autismus-Spektrum-Störung zugeordnet wird.
Der jüngere Bruder entwickelte sich dagegen unauffällig und zeigte weder Anzeichen von Autismus noch andere Entwicklungsstörungen.
Die jüngere Schwester entwickelte hingegen Autismus in Verbindung mit einer geistigen Behinderung. Zwar erreichte sie als Kleinkind die motorischen Meilensteine früh, ihre Sprachentwicklung war jedoch stark verzögert.
Mit sieben Jahren musste sie die Schule verlassen und besuchte stattdessen tagsüber ein Krankenhausprogramm.
Im Alter von zwölf Jahren entsprach ihre geistige Leistungsfähigkeit der eines Kindes unter sechs Jahren. Sie konnte zwar etwas sprechen, machte dabei jedoch häufig Aussprachefehler.
Außerdem zeigte sie selbstverletzendes Verhalten, etwa indem sie ihren Kopf gegen Gegenstände schlug. Hinzu kam nächtliches Bettnässen.
Der entscheidende Unterschied zwischen den Geschwistern lag laut den französischen Forschern, die diesen ungewöhnlichen Fall untersuchten und in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten, in der Anzahl der Kopien eines vererbten Gens namens SHANK3.
Die Fallstudie liefert weitere Einblicke in die komplexen genetischen Ursachen von Autismus, die laut derzeitigen Erkenntnissen für ungefähr 60 bis über 80 Prozent der Autismusfälle verantwortlich sind.
Joseph Buxbaum, Direktor des Seaver Forschungs- und Behandlungszentrums für Autismus an der medizinischen Fakultät Icahn du Mont Sinaï, sagte gegenüber The Epoch Times, dass Autismus eine starke genetische Komponente habe.
Gleichzeitig sei der Zusammenhang zwischen Autismus und der genetischen Ausstattung eines Menschen auf den ersten Blick nicht immer eindeutig erkennbar.
Zwei genetische Faktoren
De-novo-Mutationen
Zwei genetische Varianten wurden in Zusammenhang mit Autismus identifiziert: De-novo-Mutationen und polygene Variationen.
De-novo-Mutationen sind genetische Veränderungen, die spontan in der Eizelle oder im Spermium auftreten und nicht von einem Elternteil vererbt werden. Sie sind selten und verursachen nur einen geringen Anteil der Autismusfälle, haben jedoch tendenziell starke Auswirkungen auf die Betroffenen.
Eine einzige De-novo-Variation kann bereits ausreichen, um Autismus zu verursachen, und das Kind weist mit höherer Wahrscheinlichkeit schwerwiegende autistische Merkmale auf, wie einen niedrigeren IQ und einen erhöhten Betreuungsbedarf.
Polygenische Variationen
Polygenische Variationen sind weitaus häufigere Ursachen für Autismus und machen laut einer Studie bis zu 50 Prozent aller Autismusfälle aus. Sie sind jedoch in der Regel schwerer nachzuweisen, da vererbte Genvariationen oft Hunderte bis Tausende von Genen betreffen, von denen jedes einen winzigen Beitrag leistet.
Joseph Buxbaum ist Mitbegründer des Autismus-Sequenzierungskonsortiums, einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern, die Autismus-Proben und -Daten austauschen.
Er sagte, dass vererbte Gene das Autismusrisiko nur subtil beeinflussen, ähnlich wie sie auch die Körpergröße mitbestimmen. Als Vergleich sagte er: „Ich habe einige häufige genetische Varianten für geringe Körpergröße, aber ich bin tatsächlich 1,95 m groß.“
Nicht jeder, der genetische Varianten erbt, die mit Autismus in Verbindung stehen, entwickelt zwangsläufig Autismus, da dies vom gesamten genetischen Erbgut der Person abhängt. Die Komplexität der Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Genen ist der Grund, warum die Genetik des vererbten Autismus so rätselhaft sein kann.
Das Muster von Autismus in Familien liefert oft Hinweise darauf, welche Art von Genetik eine Rolle spielt. Sind mehrere Kinder betroffen, sind in der Regel vererbte Variationen verantwortlich.
Spezifische Gene
Mehr als hundert Gene wurden laut Studien stark mit einem erhöhten Autismusrisiko in Verbindung gebracht.
Das SHANK3-Gen
Diese Gene sind an der Bildung, Reifung und Kommunikation von Gehirnzellen beteiligt. Das SHANK3-Gen hilft bei der Bildung der Proteine, die an den Verbindungspunkten zwischen Neuronen beteiligt sind.
Wenn diese Verbindungen nicht richtig entstehen – sei es aufgrund zu weniger oder zu vieler SHANK3-Kopien – kann dies die Kommunikation zwischen den Gehirnzellen beeinträchtigen.
Das SHANK3-Gen befindet sich auf Chromosom 22. Normalerweise erbt man zwei Kopien des Gens, eine von der Mutter und eine vom Vater. In der Geschichte der drei Kinder hatte der sich normal entwickelnde Bruder die üblichen zwei Genkopien.
Der ältere Bruder mit leichtem Autismus erbte zusätzlich zu den zwei normalen Kopien ein zusätzliches Stück von Chromosom 22, hatte also drei Kopien statt zwei. Die Schwester mit schwerem Autismus hatte aufgrund eines fehlenden Stücks von Chromosom 22 nur eine normale Kopie.
Das CHD8-Gen
Ein weiteres Beispiel ist das CHD8-Gen, das reguliert, wie DNA in den Zellen verpackt wird, und damit beeinflusst, ob bestimmte Gene aktiviert werden.
Wenn eine Mutation im CHD8-Gen auftritt, kann dies verhindern, dass für die Entwicklung notwendige Gene aktiviert werden. Defekte in diesem Gen wurden in Untersuchungen mit Problemen beim Wachstum der Gehirnzellen in Verbindung gebracht.
Manche Autismus-Gene wirken eher indirekt. So führt beispielsweise die genetische Erkrankung Phenylketonurie dazu, dass das Kind die Aminosäure Phenylalanin nicht abbauen kann.
Kinder mit solchen Erkrankungen, die phenylalaninhaltige Lebensmittel zu sich nehmen, können toxische Konzentrationen entwickeln, die die Gehirnentwicklung schädigen und möglicherweise autismusähnliche Symptome verursachen.
Auch Umweltfaktoren beeinflussen das genetische Risiko. Zwar sammelt jeder im Laufe seines Lebens einige De-novo-Mutationen an, doch ältere Menschen, Raucher und Personen, die Strahlung und giftigen Chemikalien ausgesetzt sind, haben laut Studien ein höheres Risiko, mehr davon zu entwickeln.
Mit zunehmendem Alter der Eltern kann das Risiko steigen, ein Kind mit Autismus zu bekommen, da sich laut Untersuchungen in ihren Eizellen und Spermien tendenziell mehr De-novo-Mutationen ansammeln.
Schwerer genetischer Autismus ist möglicherweise behandelbar
Die Kenntnis der genetischen Defizite einer autistischen Person macht eine Behandlung möglich. Forscher haben herausgefunden, dass einige der schwerwiegenden Autismus-Symptome gemildert oder sogar rückgängig gemacht werden können.
„Wenn wir Menschen mit Autismus und einer erheblichen kognitiven Beeinträchtigung betrachten, liegt die Wahrscheinlichkeit, die zugrunde liegende Ursache durch Ganzgenomsequenzierung zu identifizieren, bei etwa 30 bis 35 Prozent“, sagte Dr. Christian Schaaf, medizinischer Direktor des Instituts für Humangenetik an der Universität Heidelberg und Entdecker des Schaaf-Yang-Syndroms, gegenüber The Epoch Times.
„Bei Menschen mit hochfunktionalem Autismus und ohne kognitive Beeinträchtigung liegt die Wahrscheinlichkeit, die zugrunde liegende Ursache zu identifizieren, bei weniger als 10 Prozent.“
Genetische Untersuchungen seien daher für Kinder mit schwerem Autismus, der mit einer geistigen Behinderung einhergeht, hilfreicher als für diejenigen, die weniger Unterstützung benötigen, so Schaaf.
Die Idee, autistische Menschen zu behandeln, kann umstritten sein, insbesondere unter einigen Anhängern der Neurodiversitätsbewegung, die die Behandlung von Autismus als Beseitigung ihrer autistischen Merkmale betrachten, die ein wesentlicher Bestandteil ihrer Identität sind.
Allerdings sind Menschen, die kognitiv gesund und in der Lage sind, für sich selbst einzutreten, nicht die Zielgruppe der medizinischen Autismusbehandlung. Diese medizinischen Eingriffe dienen auch nicht dazu, ihre Neurodiversität zu beseitigen.
Vielmehr soll die Behandlung von Autismus das Leben von Patienten mit schwerem Autismus erleichtern, sagte Buxbaum.
„Es ist wichtig, immer klarzustellen, dass Autismus ein unglaublich, geradezu lächerlich breites Spektrum ist, und wenn wir über Behandlung und gen-gezielte Therapie sprechen, meinen wir damit nur schweren Autismus“, sagte Buxbaum.
„Wenn jemand im Spektrum ist, aber ein wenig Schwierigkeiten bei Vorstellungsgesprächen hat, weil er die sozialen Kompetenzen nicht so gut beherrscht, können wir ihm einen Job-Kurs anbieten, um ihm zu helfen, besser abzuschneiden – er braucht keine gen-gezielte Therapie.“
Gen-spezifische Therapien verfolgen verschiedene Ansätze. Der bekannteste beinhaltet die Veränderung des genetischen Codes einer Person.
Diese Therapien sind umstritten und können laut Studien in seltenen Fällen das Risiko bergen, negative genetische Veränderungen einzuführen und damit potenziell neue genetische Probleme zu verursachen.
Andere konservativere Therapieansätze
In den Fällen, in denen bei einem Kind ein defektes Gen und ein gesundes Gen identifiziert werden können, könnten Ärzte Medikamente einsetzen, um das gesunde Gen aktiver zu machen, was helfen kann, den Auswirkungen des defekten Gens entgegenzuwirken.
Ein solcher Ansatz ist nicht immer möglich, insbesondere wenn das Gen schwer anzusteuern ist oder wenn viele Gene beteiligt sind.
Alternativ können Forscher Medikamente oder Nahrungsergänzungsmittel einsetzen, um nachgelagerte Folgen genetischer Defekte zu behandeln.
Wenn ein bestimmtes Gen nicht direkt therapierbar ist und dadurch ein wichtiger Nährstoff fehlt, kann dieser Mangel gezielt ausgeglichen werden. So lassen sich die Auswirkungen des Defekts zumindest teilweise kompensieren.
Schaafs Team demonstrierte dieses Prinzip an einem 4-jährigen Jungen, der in seiner Entwicklung Rückschritte machte. Er verlor seine Sprachfähigkeit und war aggressiv und unruhig.
Biochemische und genetische Tests zeigten, dass der Junge eine Mutation im TMLHE-Gen aufwies, die einen schweren Carnitinmangel verursacht hatte.
Durch die Gabe von Carnitin an das Kind kam der Rückschritt zum Stillstand, seine Sprachfähigkeiten verbesserten sich und er wurde ruhiger.
Andere ähnliche Erkrankungen
Eine laufende klinische Studie befasst sich mit dem Angelman-Syndrom, das Entwicklungsverzögerungen verursacht und oft mit Autismus in Verbindung gebracht wird.
Es wird in erster Linie durch einen Defekt oder das Fehlen des von der Mutter vererbten UBE3A-Gens verursacht.
Beim Angelman-Syndrom ist die väterliche UBE3A-Kopie im Gehirn inaktiv. Fehlt auch die mütterliche Kopie oder ist sie defekt, wird die Gehirnentwicklung gestört.
Foto: Rasi Bhadramani/iStock
Ein gesundes Kind erbt zwei Kopien des UBE3A-Gens, eine von jedem Elternteil. Beim Angelman-Syndrom schaltet sich jedoch während der Gehirnentwicklung die väterliche Kopie des Gens aus.
Wenn die Kopie des UBE3A-Gens der Mutter des Kindes fehlerhaft ist oder fehlt, führt dies zu einer abnormalen Gehirnentwicklung und zum Angelman-Syndrom.
Die noch laufende Studie zu Angelman zielt darauf ab, das Angelman-Syndrom durch die Zufuhr von Proteinen zu behandeln, die die väterliche Kopie des UBE3A-Gens aktivieren.
Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass Kinder, bei denen das UBE3A-Gen aktiviert wurde, deutliche Verbesserungen aufweisen.
„Das Wichtigste ist, dass sie Anzeichen für Verbesserungen in den Bereichen Kognition, Sprache und Alltagskompetenzen festgestellt haben“, sagte Buxbaum.
Verbesserungen in den kognitiven Fähigkeiten und im Sprachvermögen sind entscheidend für das Überleben der Kinder und der Grund, warum viele Kinder mit Autismus und geistigen Behinderungen ein Leben lang Pflege benötigen, fügte er hinzu.
In ähnlicher Weise zeigte auch eine andere Studie an Männern mit Fragile-X-Syndrom Verbesserungen der kognitiven Fähigkeiten. Menschen mit Fragile-X-Syndrom leiden unter Entwicklungsverzögerungen, einschließlich Lernbehinderungen, aufgrund unzureichender Konzentrationen eines Botenstoffs im Gehirn namens cAMP.
Die Forscher fanden heraus, dass eine Erhöhung der cAMP-Konzentrationen die kognitiven Fähigkeiten und das Verhalten der erwachsenen Teilnehmer verbesserte.
„Wenn diese Studien und einige andere Studien echte, positive Veränderungen zeigen, wird jeder anfangen, diese Art von Störungen als therapierbar anzusehen“, sagte Buxbaum.
Nicht das ganze Bild
Nicht alle Menschen mit Autismus haben zwangsläufig eine „einfache“ genetische Variation, die behandelt werden kann. Die meisten Menschen mit Autismus haben Hunderte oder sogar Tausende von Genvarianten.
Buxbaum glaubt, dass Wissenschaftler mit weiterer Forschung in der Lage sein könnten, die wichtigsten neurobiologischen Signalwege zu identifizieren, die Autismus antreiben. Daher ist es möglicherweise nicht notwendig, jede einzelne genetische Variante zu finden.
Wenn die Schlüsselwege identifiziert werden können, könnte man gezielt auf diese Wege einwirken, anstatt auf genetischer Ebene einzugreifen.
Allerdings erklärt die Genetik allein nicht das gesamte Bild des Autismus. Forschungsergebnisse schätzen, dass Gene für etwa 60 bis 80 Prozent der Autismusfälle verantwortlich sind.
Ein Teil der nicht identifizierten Prozent könnte auf Berechnungsfehler und eine unzureichende Stichprobengröße zurückzuführen sein, um neue Variationen zu erkennen, doch ein weiterer möglicher Grund ist die Umwelt.
Von den 1980er-Jahren bis heute ist die Prävalenz von Autismus stark von etwa 0,06 Prozent auf 3,2 Prozent gestiegen.
Ein Teil dieses Anstiegs lässt sich durch bessere Diagnosekriterien und vielleicht sogar eine Überschätzung der aktuellen Autismusraten erklären, aber nicht alles.
Die schwersten Fälle – tiefgreifender Autismus – haben laut den Daten der Zentren für Krankheitskontrolle und -prävention von den 2000er-Jahren bis 2016 um etwa 70 Prozent zugenommen.
„Wenn die Raten so stark angestiegen sind, liegt es nicht an Veränderungen der Genhäufigkeit, also muss es etwas Umweltbedingtes oder Diagnostisches geben, das vermutlich gerade jetzt geschieht“, sagte Neil Risch, Direktor des Instituts für Humangenetik an der Universität von Kalifornien, San Francisco (UCSF), gegenüber The Epoch Times.
Die Wissenschaft steckt noch in den Kinderschuhen
Selbst unter eineiigen Zwillingen, die dieselbe Genetik teilen, gibt es Paare, bei denen einer Autismus hat und der andere nicht, was auf Umwelteinflüsse hindeutet, so Risch.
„Die Annahme in Zwillingsstudien ist, dass der Grad der gemeinsamen Umwelteinflüsse bei eineiigen und zweieiigen Zwillingen gleich ist, was möglicherweise nicht der Fall ist“, fügte er hinzu.
Im Mutterleib befindet sich jeder Zwilling auf einer anderen Seite, was zu unterschiedlichen Umwelteinflüssen im Mutterleib führen kann – vielleicht erhält ein Zwilling mehr Nährstoffe als der andere.
Ähnlich wie in der Parabel von dem Blinden und dem Elefanten offenbart die ausschließliche Konzentration auf die Genetik nur einen Teil der Geschichte des Autismus.
Über den genetischen Bauplan hinaus spielen auch Umweltfaktoren, der Zeitpunkt der Entwicklung und die individuelle Biologie eine Rolle – Themen, die in der folgenden Reihe untersucht werden.
Dieser Artikel ersetzt keine medizinische Beratung. Bei Gesundheitsfragen wenden Sie sich bitte an Ihren Arzt oder Apotheker.
Dieser Artikel erschien im Original auf theepochtimes.com unter dem Titel: „Autism Has 2 Main Genetic Drivers–How Treatments Can Help“. (deutsche Bearbeitung: vm)