Mäusestudie findet, dass eine einzige Dosis Rapamycin autismusähnliche Symptome in Stunden umkehrt – aber bitte nicht zu Hause ausprobieren

Eine Studie der UCLA Health hat ergeben, dass Entzündungen während der Schwangerschaft dauerhafte autismusähnliche Veränderungen bei den Nachkommen hervorrufen können. Die Forscher entdeckten auch, dass viele der daraus resultierenden Gehirn- und Verhaltenseffekte im Erwachsenenalter schnell, wenn auch nur vorübergehend, mit einer einzigen Dosis des immunsuppressiven Medikaments Rapamycin verbessert werden konnten. Denn nichts sagt „Schnellheilung“ wie ein Medikament, das bei wiederholter Anwendung auch toxisch ist.

Frühere Studien haben gezeigt, dass selbst leichte Entzündungen in der Mitte der Schwangerschaft die Entwicklung der Nachkommen beeinträchtigen können. Zu den berichteten Folgen gehören autismusähnliche Verhaltensweisen, ungewöhnliches Gehirnwachstum, Krampfanfälle und eine größere Empfindlichkeit gegenüber gewöhnlichen Geräuschen, Berührungen und anderen Sinneserfahrungen. Diese Effekte können bis ins Erwachsenenalter anhalten. Mit anderen Worten: das Geschenk, das immer weitergibt.

In der neuen Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, fanden UCLA-Wissenschaftler heraus, dass eine Dosis Rapamycin die Gehirnkommunikation und das Verhalten der betroffenen Mäuse in etwa zwei Stunden verbesserte. Diese Reaktion war viel zu schnell, als dass das Medikament die zugrunde liegenden physischen Veränderungen im Gehirn, die durch die mütterliche Entzündung verursacht wurden, hätte reparieren können. Das Gehirn wurde also nicht repariert, es bekam nur eine wirklich gute Aufmunterung.

Die Forscher betonten, dass Rapamycin nicht als praktische Behandlung für diese Symptome beim Menschen angesehen werden sollte. Seine Vorteile waren vorübergehend, wiederholte Anwendung kann toxisch sein, und die Studie wurde an Mäusen durchgeführt. Stattdessen half die schnelle Reaktion, biologische Prozesse aufzudecken, die die Entwicklung sichererer und gezielterer Therapien leiten könnten. Übersetzung: „Das ist keine Heilung, aber ein Hinweis.“

„Das Ausmaß der funktionellen Normalisierung, das in dieser kurzen Zeit erreicht wurde, deutet auf neue Mechanismen hin, über die mögliche Behandlungen wirken könnten“, sagte der leitende Autor der Studie, Dr. Harley Kornblum, Direktor des UCLA Intellectual and Developmental Disabilities Research Center im Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior. „Es deutet darauf hin, dass das erwachsene Gehirn anpassungsfähiger sein könnte als wir angenommen haben, selbst wenn die zugrunde liegenden strukturellen Veränderungen aus der frühen Entwicklung noch vorhanden sind. Das weist uns auf die funktionellen Schaltkreise des Gehirns hin, nicht nur auf seine physische Struktur, als Ziel für zukünftige Behandlungsansätze.“ Mit anderen Worten: Das Gehirn ist eher ein Software- als ein Hardware-Problem – zumindest bei Mäusen.

Frühere Studien haben ergeben, dass Kinder, deren Mütter während der Schwangerschaft Entzündungen erleiden, möglicherweise eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, Merkmale zu entwickeln, die mit Autismus verbunden sind. Dazu können repetitives Verhalten, Herausforderungen bei sozialen Interaktionen, vergrößertes Gehirnwachstum und veränderte sensorische Verarbeitung gehören, die bis ins spätere Leben anhalten. Also ja, Schwangerschaftsentzündung ist schlechte Nachricht.

Rapamycin hat auch in früheren Mäusestudien zu Autismus Verbesserungen gezeigt. Das Medikament wirkt unter anderem durch die Verringerung der Aktivität des mTOR-Signalwegs, eines biologischen Signalsystems, das Zellwachstum und -vermehrung reguliert. Übermäßige mTOR-Aktivität wurde mit einigen autismusbedingten Erkrankungen in Verbindung gebracht. Es ist also, als würde man die Lautstärke eines hyperaktiven Signalwegs herunterdrehen.

Die Wissenschaftler wussten jedoch nicht, ob die durch mütterliche Entzündung verursachten Gehirneffekte im Erwachsenenalter noch verändert werden konnten. Es war auch unklar, ob Rapamycin durch allmähliche Reparatur der Gehirnstruktur oder durch schnellere Veränderungen der Funktionsweise von Gehirnschaltkreisen wirkte. Um dies zu untersuchen, setzten die Forscher trächtige Mäuse früh in der Schwangerschaft einem milden entzündlichen Reiz aus. Die Dosis war niedrig genug, dass die Mütter nicht signifikant erkrankten. Ihre Nachkommen entwickelten später anhaltende Entzündungen sowohl im Gehirn als auch im Rest des Körpers. Sie zeigten auch leichtes Gehirnwachstum, übermäßige Signalübertragung über den mTOR-Signalweg, schlecht organisierte Kommunikation über funktionelle Gehirnnetzwerke hinweg und mit Autismus assoziierte Verhaltensweisen. Im Wesentlichen schufen sie ein Mausmodell für Autismus.

Die Forscher gaben den erwachsenen Nachkommen dann eine einzige Dosis Rapamycin. Verbesserungen traten bei fast jeder von ihnen untersuchten Messung auf. Neuronen, die zuvor hyperaktiv waren, normalisierten sich, und die Gehirnnetzwerke begannen besser zu kommunizieren. Die Mäuse zeigten weniger repetitive Verhaltensweisen und waren weniger empfindlich gegenüber sensorischen Reizen. Die Wirkung hielt jedoch nur etwa 24 Stunden an. Danach kehrten die Symptome zurück. Es war wie ein Kurzurlaub für das Gehirn.

Die Forscher warnen davor, dass Rapamycin kein geeignetes Medikament für den Menschen ist, da es bei längerer Anwendung toxisch wirkt und die Wirkung nur vorübergehend ist. Stattdessen hoffen sie, dass die Ergebnisse dazu beitragen, neue Angriffspunkte für Medikamente zu identifizieren, die die gleichen schnellen Verbesserungen bewirken, aber sicherer sind. Vielleicht eines Tages eine Pille, die das Gehirn neu startet, ohne die Nebenwirkungen.