Neue Erkenntnisse, link Fragile-X-Syndrom (FXS) und Autismus-Spektrum-Störungen (ASD)

Das Fragile-X-Syndrom (FXS) ist die häufigste Ursache für eine vererbte geistige Behinderung (ID), sowie die häufigste monogene Ursache von Autismus-Spektrum-Störungen (ASD). FXS wird verursacht durch das fehlen oder die fehlerhafte Produktion des proteins FMRP (Fragile X Mental Retardation Protein). Wissenschaftler an VIB und KU Leuven (Belgien), in Zusammenarbeit mit der Tor Vergata Universität (Italien) und die VU Universität Amsterdam (Die Niederlande) aufgezeigt haben eine neuartige Rolle, dass FMRP spielt während der embryonalen Entwicklung des Gehirns Kortex. Die Studie zeigt, dass das fehlen von FMRP führt zu einer Verzögerung in der richtigen Bildung der Großhirnrinde und zeigt, dass FMRP verantwortlich ist für die transformation von Neuronen in einem „locomotion-Modus“ zu erreichen Ihrer endgültigen position im cortex. Diese Verzögerung in der entwicklungsneurologische Programm hat einen Effekt auf die frühe postnatale Leben und das fine-tuning der Gehirn-Konnektivität.

„Unsere Forschung unterstreicht die kritische Rolle von FMRP in der Entwicklung des Gehirns, genauer gesagt auf die korrekte Positionierung der Zellen des Gehirns während der frühen Phasen der Entwicklung des cortex. Diese Erkenntnisse tragen zu unserem aktuellen Verständnis des Fragilen X-und könnte Aufschluss über die zellulären Mechanismen, die betroffenen Patienten mit dem Fragilen-X, die mit Autismus-Spektrum-Störungen und Epilepsie: zwei neurologische Störungen gekennzeichnet, die von betroffenen kortikalen Entwicklung und Gehirn-Konnektivität“, sagt Claudia Bagni (VIB/KU Leuven/Universität Tor Vergata) wer führte die arbeiten.

Die Entdeckung in Kürze: FMRP, ein wichtiger Akteur in der Entwicklung unseres Gehirns. Die Untersuchung auf das Fragile-X-Syndrom (FXS), wurde der Forschungsgegenstand von Claudia Bagni und Ihr team seit mehr als 15 Jahren. Mit einem Maus-Modell für FXS, Ihre Mitarbeiter Giorgio La Fata, Annette Gärtner und Nuria Domínguez-Iturza konnten zeigen, dass FMRP reguliert die Reifung (auf bipolar multipolar) und die Positionierung der Gehirnzellen in der Hirnrinde während der embryonalen Entwicklung. Außerdem das team löste sich auf den molekularen Mechanismus, durch die FMRP reguliert diese Prozesse und waren in der Lage, auf die reintegration von FMRP in den embryo, zur Normalisierung der frühen postnatalen Gehirn Verdrahtung Defizite.

Die Hirnrinde ist die Domäne des Gehirns, wo Informationen aus dem rest des Körpers aufgenommen, verarbeitet und interpretiert werden. Die erarbeiteten Informationen werden dann umgewandelt in Gedanken und konkrete treibende Signale für den Körper. So, Fehler oder Verzögerungen in der korrekten Entwicklung der Hirnrinde gedacht werden, führen zu einer Beeinträchtigung der Fähigkeit zur Interpretation und Verarbeitung von Informationen erforderlich, die für unser tägliches Leben. Da die betroffenen Gehirn-Konnektivität ist ein Markenzeichen des ASD, diese Studie könnte erklären, warum einige Patienten mit FXS-Autismus-ähnliche Symptome.

FMRP ist ein wichtiger regulator der Zellform und-Polarität

Das team konnte zeigen, dass in einem gesunden Gehirn FMRP sichert die korrekte Produktion des protein N-Cadherin. In Abwesenheit von FMRP die Stufen von N-cadherin werden reduziert, mit der Folge, dass die neuronalen Zellen verzögert, in Ihrer Reifung, eine Entwicklungs-Programm aufgerufen, auf bipolar multipolar transition, die Voraussetzung für die richtige Positionierung im cortex während der Entwicklung. In Zusammenarbeit mit Carlos Dotti (VIB/KULeuven) und Meredith Rhiannon (VU University Amsterdam), zeigte das team, dass die re-Einführung von FMRP-oder N-cadherin vor der Geburt normalisiert sich die Reifung und die Positionierung der Gehirnzellen und der Verkabelung Defizite, die in frühen postnatalen Stadien.

In anspruchsvollen MRT für die Diagnose der geistigen Behinderung

Schließlich, in Zusammenarbeit mit dem team von Uwe Himmelreich (MOSAIK -, KU-Leuven) die VIB/KUL/TV-Wissenschaftler kombinierten die zellulären und molekularen Ansätzen mit der hohen Auflösung DTI-MRI (Diffusion-Tensor-Imaging – Magnetic Resonance Imaging). Derzeit DTI-MRT ist eines der mächtigsten Werkzeuge, die anatomisch untersuchen Gehirn-Konnektivität, da es kann verwendet werden zur Untersuchung der Orientierung und Integrität der weißen Substanz tracts. Unter Ausnutzung einer extrem leistungsstarken MRT-system für kleine Tiere, die es ermöglicht das Scannen der Gehirne von FXS-Mäusen, erhielten die Forscher die strukturellen Informationen der Jugendlichen FXS-Maus Gehirn, zeigte Auffälligkeiten in der Konnektivität des cortex.

Neue Erkenntnisse, link Fragile-X-Syndrom (FXS) und Autismus-Spektrum-Störungen (ASD)

Claudia Bagni: „Unsere Beobachtungen, und trägt weiter zum Verständnis des breiten Spektrums der FXS-Symptomatik, Stärkung der Bedeutung der embryonalen Entwicklung für die postnatale Aktivität des Gehirns und der Schaltung in FXS und Verwandte Störungen. Beeinträchtigt Gehirn-Konnektivität erkannt wurde als Kandidat der Schlüssel defekt im ASD. Die künftige Herausforderung wird es sein, zu verstehen, wie zu bessern diese Defizite in sehr frühen postnatalen Stadien, zum Beispiel „bereichert Umweltbedingungen“ und auch zu etablieren, die anspruchsvolle MRI-Strategien mit prognostischer Wert für FXS, um letztlich Handbuch elterliche Beratung.“

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