Die Stimmung-stabilisierende Droge lithium erleichtert repetitive Verhaltensweisen bei Mäusen fehlt SHANK3 ein Autismus-gen, laut einer neuen studie1.

Die Ergebnisse deuten darauf hin lithium Verdienste der weiteren Studie als eine Behandlung für einige Menschen mit Autismus, auch wenn das Medikament hat die lästige Nebenwirkungen, einschließlich zittern und Gedächtnisstörungen.

„Lithium ist natürlich eine eher schwierige, nicht-ideale Behandlung“, sagt Studienleiter Gina Turrigiano, professor of vision science an der Brandeis University in Waltham, Massachusetts. „Es ist wirklich hart, um die Menschen auf eine lithium-Therapie, die Sie gut vertragen.“ Aber das Verständnis, warum lithium-Werke kann die Voraussetzungen für bessere Therapien“, sagt Sie.

Etwa 1 Prozent der Menschen mit Autismus sind Mutationen im SHANK3. Deletion oder mutation des Gens kann auch dazu führen, dass Phelan-McDermid-Syndrom ist charakterisiert durch geistige Behinderung, verzögert Rede, und oft, Autismus.

Fallstudien von Menschen mit Phelan-McDermid-Syndrom auch darauf hin, dass lithium lindert Verhalten Probleme im Zusammenhang mit der bedingung2.

Frühere Arbeit hat gezeigt, dass SHANK3 hilft zur Stabilisierung neuronaler schaltkreise durch Anpassung der exzitatorischen und inhibitorischen Signaltransduktion wie ein thermostat. Dieser Prozess, das sogenannte homöostatische Plastizität, können die Neuronen reagieren auf Veränderungen in der sensorischen input.

Die neue Studie schlägt vor, dass das gen steuert das thermostat durch die Regelung, wie Häufig die Neuronen feuern und wie Sie passen die elektrischen Strom durch Sie fließt. SHANK3 Verlust oder die mutation verhindert, dass Neuronen, die die Anpassung an die Veränderungen in der sensorischen input.

„Was wir gezeigt haben ist es dieses zellulären Mechanismus, und der Verlust dieses Mechanismus ist eine direkte Folge der Verlust von SHANK3,“ Turrigiano sagt.

Feuerkraft

Die Mannschaft, die zuerst aufgenommene elektrische Aktivität in Ratten-Neuronen, in der SHANK3-expression war teilweise gestört. Sie künstlich blockiert die Nervenzellen, mit der Fähigkeit Feuer. Die mutierten Neuronen “ rate feuern nicht zurück zu seiner ursprünglichen Reichweite danach, wie es in Zellen, die das team gefunden.

Die Neuronen reagierte auch mit weniger elektrische Aktivität als die Kontrollen, wenn der Forscher blockiert und dann neu gestartet elektrische Ströme. Dies legt nahe, die mutierten Neuronen verloren hatte, Ihre Fähigkeit zum einstellen der Strom, der durch Sie fließt.

Erregende Neuronen im cortex genannt pyramidenförmigen Zellen sind am stärksten betroffen. Lithium-wiederherstellen der Zellen die Fähigkeit zu passen Sie Ihre Feuerrate und wie viel Strom Sie führen.

Um zu untersuchen, wie Nervenzellen bei Mäusen, denen SHANK3 reagieren auf Veränderungen im sensorischen input, das team implantierte Elektroden-arrays, die in den visuellen cortex des mutierten Mäusen und Kontrollen verklebt und ein Auge geschlossen, die in jeder Maus.

In den folgenden drei oder vier Tage, die Neuronen in beiden Gruppen von Mäusen verringerte, wie oft Sie abgefeuert werden. Aber der Rückgang in den mutierten Mäusen war mehr schrittweise, was darauf hindeutet, dass Sie länger dauern, um zu passen.

Neuronen in der Steuerelement-Mäuse kehrten zu Ihren typischen Feuerrate zwei Tage, nachdem die rate verlangsamt hatte, um seine niedrigsten level, vermutlich weil die Mäuse Gehirne angepasst hatte, um den Verlust der Sehkraft auf einem Auge. Aber in den mutierten Mäusen, die Neuronen, die nie wieder in Ihre ursprüngliche Feuerrate, was darauf hinweist, dass ohne die gene, deren Gehirn sich nicht anpassen konnten.

Die mutierten Mäuse auch pflegt sich übermäßig, ein Verhalten, das gedacht wird, um eine Angleichung an zwanghafte oder repetitive Verhaltensweisen von Menschen. Zur überraschung der Wissenschaftler, lithium beendet dieses Verhalten völlig. Die Arbeit erschien im März in Neuron.

Behandlung Potenzial

Die Ergebnisse unterstützen die Idee, dass lithium kann helfen, behandeln Menschen mit SHANK3-Mutationen, und vielleicht diejenigen, die andere Formen von Autismus, wie gut, sagt Jean Martin Beaulieu, associate professor für Psychiatrie und Neurowissenschaften an der University of Toronto in Kanada, die wurde in der Studie nicht beteiligt.

Aber er sagt, die Studie nicht beweisen, dass die Probleme mit dem homöostatischen Plastizität Ursache der sich wiederholenden Verhalten. Overgrooming ist ein Komplexes Problem mit mehreren Hirnarealen, sagt er, in der Erwägung, dass die Studie untersucht nur den visuellen Kortex.

Unklar ist auch, ob lithium wirkt direkt auf SHANK3 oder auf einige andere Gegner in der Schaltung, sagt Thomas Bourgeron, professor für Genetik am Institut Pasteur in Paris, Frankreich, wurde in der Studie nicht beteiligt.

Turrigiano sagt den Verlust von SHANK3 kann nur der erste Schritt sein in einem Prozess, der dazu führt, Neuronen‘ Unfähigkeit zur Anpassung an sensorische input. Die Angabe, für welchen Teil des Prozesses, lithium korrigiert zeigen kann, um neue Ziele für die Behandlung, sagt Sie.