Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) sind eine Gruppe von neurologischen Entwicklungsstörungen, die durch ihre Verhaltensmerkmale, wie eine Beeinträchtigung der sozialen Kommunikation und sozialen Interaktionen sowie eingeschränkte, sich wiederholende und stereotype Muster gekennzeichnet ist. Aufgrund der Heterogenität der Symptome wurde Autismus als Spektrumsstörung bezeichnet. Obwohl genetische Mutationen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von ASS spielen, wurden verschiedene Umweltrisikofaktoren während der Schwangerschaft mit der Entwicklung von Autismus bei Kindern in Verbindung gebracht. Zum Beispiel wurden Spurenmetallungleichgewichte wie Zinkmangel mit der Entwicklung von ASS im Menschen assoziiert. Zum Beispiel berichten mehrere Studien hohe Inzidenzraten von Zinkmangel bei jungen ASS-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Unsere Forschergruppe hat die Bedeutung eines angemessenen Zinkspiegels während der Entwicklung bestätigt, indem wir ein Mausmodell erstellt haben, bei dem ein Zinkmangel bei Müttern während der Schwangerschaft zu einem autistischen Phänotyp bei Nachkommen führt1-3. Die zugrunde liegenden Mechanismen, wie Zinkmangel zu ASS führt, sind jedoch derzeit nicht bekannt - eine Lücke, die wir mit diesem vorgeschlagenen Projekt schließen möchten.

Obwohl viele autistische Kinder bestimmte Ernährungspräferenzen oder -empfindlichkeiten haben, ist es unwahrscheinlich, dass Mangelernährung im Allgemeinen zu der hohen Anzahl von Zinkmangelzuständen bei ASS-Patienten führt. Wir nehmen daher an, dass Spurenmetallungleichgewichte Störungen im Magen-Darm-Trakt verursachen. In mehreren Studien wurden Verhaltensstörungen bei autistischen Kindern mit Magen-Darm-Trakt -Anomalien in Verbindung gebracht. Bei Patienten mit ASS tritt bei 19 bis 70 % mindestens ein gastrointestinales Symptom auf. Zu den häufig berichteten Symptomen gehört eine veränderte Darmbarrierefunktion („Leaky Gut“).

Diese Pathologie könnte ein Faktor bei der Entwicklung von ASS in den Nachkommen zinkdefizienter Mäuse sein. Für mögliche zukünftige Therapieansätze für ASS muss daher die wesentliche Frage nach dem Ursprung und den Folgen der beobachteten Dysregulation der Spurenmetallhomöostase beantwortet werden. In Übereinstimmung mit Studien, die ASS mit gastrointestinalen Störungen beim Menschen in Verbindung bringen, untersuchen wir in diesem Projekt eine mögliche Darmpathologie im pränatalen Zinkmangel-Mausmodell (PZM), einschließlich Morphologiebewertung, Proteomik und Darmmikrobiomik. 
Darüber hinaus können gastrointestinale Veränderungen das Immunsystem (im Darm und systemisch) aktivieren. Tatsächlich wurde ASS beim Menschen mit Entzündungen und Immunschwäche in Verbindung gebracht. Daher wird das PZM auch auf seinen Entzündungsstatus untersucht. Darüber hinaus wird das Vorhandensein von entzündlichen Prozessen im Gehirngewebe gemessen.

Das an Mäusen durchgeführte Projekt wird nicht nur Mechanismen identifizieren, wie sich Zinkmangel während der Schwangerschaft auf die sich entwickelnden Kinder auswirkt, sondern auch eine Liste spezifischer Biomarker aufzeigen, einschließlich Veränderungen bei spezifischen Mikrobiota- und peripheren Immunmarkern, die in Zukunft die Identifizierung einer Subpopulation ermöglichen von a) Müttern mit leichtem Zinkmangel, und b) Nachkommen mit vorgeburtlichem Zinkmangel, und c) Biomarker für eine Subpopulation von Kindern mit ASS generieren, die in Studien am Menschen validiert werden können, um die ASS Diagnose und eine personalisierte Behandlung zu verbessern.

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