Viele Gene, die ein hohes Risiko für die Entwicklung einer Autismus-Spektrum-Störung (ASD) mit sich bringen, sind für die Entwicklung des menschlichen Kortex entscheidend. Obwohl klinische Studien einen kausalen Zusammenhang zwischen mehreren Genmutationen und Autismus gezeigt haben, ist immer noch unklar, wie diese Mutationen zu Entwicklungsstörungen des Gehirns führen. Da die menschliche Gehirnentwicklung einzigartig ist, sind Tiermodelle nur begrenzt aussagekräftig.

Deshalb entwickelten Forscher:innen aus den Arbeitsgruppen von Prof. Jürgen Knoblich vom IMBA und Prof. Barbara Treutlein von der ETH Zürich eine Technik namens „CHOOSE“ (CRISPR-human-organoids-scRNA-seq). Mit dieser Technik kann ein kompletter Satz von DNA-Transkriptionsregulatorgenen, die mit Autismus in Verbindung stehen, untersucht werden. Die Gene können gleichzeitig in einem einzigen Organoid untersucht werden. Um diesen komplexen Datensatz zu analysieren, nutzten die mitkorrespondierende Autorin Barbara Treutlein und ihr Team an der ETH Zürich quantitative Bioinformatik- und Machine-Learning-Ansätze.

Die WissenschaftlerInnen konnten mit dieser Methode zeigen, dass Mutationen in 36 Genen, von denen bekannt ist, dass sie ein hohes Autismus-Risiko verursachen, zu spezifischen Veränderungen  in den Zelltypen des sich entwickelnden Gehirns führen. Sie fanden heraus, dass einige Zelltypen während der Gehirnentwicklung anfälliger sind als andere und konnten die Netzwerke identifizieren, die am anfälligsten für Autismus-Mutationen sind. Demnach gibt es zwar gemeinsame molekulare Ursachen, aber unterschiedliche Auswirkungen in verschiedenen Zelltypen, teilt Dr. Chong Li, postdoktorand am IMBA in Wien und Erstautor der Studie mit.

Die Ergebnisse wurden Journal Nature veröffentlicht:
Li, C., Fleck, J.S., Martins-Costa, C. et al. (2023). Single-cell brain organoid screening identifies developmental defects in autism. Nature 621, 373–380. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06473-y

Weitere Informationen:
https://www.bionity.com/de/news/1181551/hat-das-menschliche-gehirn-eine-achillesferse-die-zu-autismus-fuehrt.html?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=bionityde&WT.mc_id=ca0264

Versuchstier des Jahres:
https://www.invitrojobs.com/index.php/de/neuigkeiten/news-archiv/item/6054-versuchstier-des-jahres-2023-die-maus-in-der-autismusforschung