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Mutationen in der Chromosomenregion 16p11.2 wirken sich auf unterschiedliche Weise auf Menschen aus und führen oft zu einer Kombination aus Autismus, geistiger Behinderung und Sprachschwierigkeiten. Zwei neue Studien tragen dazu bei, diese Vielfalt an Merkmalen zu erklären1,2.
Bis zu 25 Prozent der Menschen mit einer DNA-Duplikation oder -Deletion, oder Kopienzahlvariation (CNV), in 16p11.2 haben Autismus; der Rest hat oft mindestens ein Autismus-Merkmal, wie frühere Forschungen ergaben. Menschen mit 16p11.2 CNVs haben auch unterschiedliche kognitive und sprachliche Fähigkeiten. Und wie bei anderen genetischen Einflüssen auf Autismus scheinen 16p11.2 CNVs Jungen häufiger oder zumindest schwerer zu treffen als Mädchen.
„Wir untersuchen verschiedene Teile des Phänotyps und versuchen zu verstehen, wie all diese Teile zusammenhängen“, sagt Caitlin Hudac, Assistenzprofessorin für Psychologie an der University of Alabama in Tuscaloosa.
Eine der neuen Studien unter der Leitung von Hudac untersuchte, wie verschiedene Merkmale mit zusätzlichen genetischen und Umweltfaktoren bei 96 Menschen mit 16p11.2-Deletionen und 77 mit Duplikationen.
Die Forscher zählten die Erfahrungen jedes Teilnehmers mit perinatalen und pränatalen Ereignissen auf, die mit Autismus in Verbindung gebracht werden, wie z. B. ein niedriges Geburtsgewicht oder eine Mutter, die Präeklampsie hatte.
Sie sequenzierten auch die DNA der Teilnehmer, um andere Mutationen zu identifizieren, die zu den Merkmalen beigetragen haben könnten, die sie mit standardisierten Tests bewerteten. Anschließend entwickelten sie ein statistisches Modell, das auf der Grundlage von fünf Faktoren – Anzahl der pränatalen Ereignisse, Anzahl der perinatalen Ereignisse, andere CNVs, andere Genmutationen und Geschlecht – 9 bis 20 Prozent der Variabilität in den einzelnen Merkmalen erklärte.
Zum Beispiel neigten Deletionsträger, die die meisten perinatalen Ereignisse erlebt hatten, zu einem niedrigen verbalen Intelligenzquotienten (IQ) und zu einem schlechten adaptiven Verhalten, d. h. der Fähigkeit, alltägliche Aufgaben wie Essen oder Anziehen auszuführen, so die Forscher. Und Duplikations- und Deletionsträger, die eine größere Anzahl perinataler Ereignisse erlebt hatten oder zusätzliche CNVs aufwiesen, neigten zu einem niedrigen nonverbalen IQ.
Die Forscher stellten auch einen „weiblichen Schutzeffekt“ fest: Im Vergleich zu ihren männlichen Kollegen hatten weibliche Duplikationsträger seltener Schwierigkeiten mit sozialer Interaktion, und weibliche Deletionsträger hatten seltener eingeschränkte und repetitive Verhaltensweisen.
Die Arbeit wurde im Juni in Autism Research veröffentlicht.
Sprachliche Besonderheiten:
Die Ergebnisse stimmen mit der Vorstellung überein, dass mehrere Faktoren zusammenwirken, um zur Variation von Autismusmerkmalen beizutragen, sagt Santhosh Girirajan, außerordentlicher Professor für Genomik an der Pennsylvania State University in University Park, der an keiner der beiden Studien beteiligt war. Die 16p11.2 CNVs allein „sind nicht deterministisch“, sagt er.
Die zweite Studie, die von einem anderen Team durchgeführt wurde, zeigt in ähnlicher Weise, wie variabel die Auswirkungen von 16p11.2-Deletionen und -Duplikationen sind, indem sie sich auf ein einziges Ergebnis konzentriert: Sprachstörungen.
„Viele frühere Studien haben Sprachbeeinträchtigungen vor allem bei Deletionsträgern hervorgehoben, und zwar hauptsächlich durch Sprachtests in stark strukturierten Umgebungen“, sagt die leitende Forscherin So Hyun „Sophy“ Kim, Assistenzprofessorin für Psychologie in der klinischen Psychologie am Weill Cornell Medical College in New York City.
Kim und ihre Kollegen verwendeten mehrere sich ergänzende Testmethoden, darunter eine, die es ihnen ermöglichte, die Sprachfähigkeiten in einer naturalistischen Umgebung zu bewerten. Sie testeten 110 Kinder und junge Erwachsene mit einer 16p11.2-Deletion und 58 mit einer Duplikation.
Träger der Deletion und der Duplikation „schienen beide Schwierigkeiten zu haben, ihre Sprache auf soziale Weise einzusetzen“, sagt Kim. Insbesondere hatten die Kinder die größten Schwierigkeiten mit der pragmatischen Sprache, d. h. sie waren in der Lage, sich mit jemandem zu unterhalten, Interessen auszutauschen und Informationen über ihre eigenen Erfahrungen anzubieten.
Die Schwierigkeiten traten auch bei Kindern ohne Autismus-Diagnose oder kognitive Defizite auf, was darauf hindeutet, dass diese Sprachbeeinträchtigung für die CNVs charakteristisch ist. Die Ergebnisse wurden im Juni im American Journal of Medical Genetics veröffentlicht.
Bedürfnisse erkennen:
Mehr über die Vielfalt der Merkmale von Menschen mit 16p11.2 CNVs zu erfahren, könnte helfen, „die unterschiedlichen Bedürfnisse und Fähigkeiten von Menschen mit diesen genetischen Varianten zu erkennen“, sagt Nicola Grissom, Assistenzprofessorin für Psychologie an der Universität von Minnesota in Minneapolis, die an keiner der beiden Studien beteiligt war.
Forscher beider Studien weisen darauf hin, dass der wirksamste Weg, um positive Ergebnisse für Kinder mit 16p11.2 CNVs zu beeinflussen, die frühzeitige Identifizierung und Intervention ist.
Für Sprachstörungen bedeutet das, dass die Therapie vor dem fünften Lebensjahr beginnen sollte, wenn man davon ausgeht, dass die Sprachentwicklung explosionsartig ansteigt, sagt Kim. Umfassende Sprachtests können dazu beitragen.
„Das ultimative Ziel“, so Hudac, „ist es, zu verstehen, wie alles zusammenwirkt, um erfolgreiche Behandlungen zu entwickeln.“ Ihr Team bezieht zusätzliche Faktoren in sein statistisches Modell ein, wie z. B. den genetischen und umweltbedingten Hintergrund der Eltern einer Person, um zu versuchen, die Variabilität der 16p11.2 CNV-assoziierten Merkmale weiter zu erklären.