Neue Studie identifiziert zwei klar unterscheidbare Autismus-Subtypen anhand der Gehirnvernetzung

Diese Studie legt den Grundstein für eine Präzisionsmedizin, indem sie nachweist, dass diese oberflächlichen Unterschiede durch grundlegend verschiedene, zugrundeliegende biologische Mechanismen verursacht werden. Das fMRT-Rosetta-Stone: Das (IIT) und Dr.

Adriana Di Martino (Child Mind Institute) gemeinsam geleitete Forschungsteam nutzte genetische und biochemische Analysen „Rosetta-Stone". Es kartierte, wie spezifische molekulare Defekte zelluläre Funktionen verändern, und etablierte Referenzmuster, die es ermöglichten, übereinstimmende mechanistische Pfade im menschlichen Gehirn erfolgreich zu isolieren.

Der Hypoconnectivity-Synaptische Subtyp: Der erste reproduzierbare Subtyp zeichnet sich durch eine weit verbreitete Verminderung der Kommunikation zwischen Hirnregionen (Hypoconnectivity) aus.

Analysen der Genexpression bestätigten, dass die

Analysen der Genexpression bestätigten, dass die menschlichen Hirnareale, die diesen dämpfenden Effekt aufweisen, stark angereichert sind mit Genen, die synaptische Pfade und zelluläre Verbindungen regulieren.

Der Hyperconnectivity-Immunologische Subtyp: Der zweite reproduzierbare Subtyp zeigt die exakt entgegengesetzte Architektur und weist eine Überkommunikation oder einen Signalüberschwem zwischen Hirnregionen (Hyperconnectivity) auf.

Dieser Subtyp ist stark mit immunologischen biologischen Systemen assoziiert und weist bei standardisierten Messinstrumenten der Autismus-Schwere eine moderate höhere Punktzahl auf.

Technik und Auswirkungen

Massive Scale Validation: Um ihre Ergebnisse zu validieren, analysierten die Forscher fMRT-Daten von 20 Mausmodellen mit Hirnscans von 940 autistischen Personen sowie über 1.000 neurotypischen Kontrollpersonen, die aus dem globalen Autismus Brain Imaging Data Exchange (ABIDE) stammen.

Zusammen stellen diese beiden Profile etwa 25 % der untersuchten Personen dar und zeigen eine perfekte biologische Reproduzierbarkeit über Dutzende unabhängiger internationaler Forschungszentren hinweg.

Beyond Behavioral Assessments: Standardisierte verhaltensbezogene Bewertungen können die tiefgreifende neurologische Architektur des Spektrums nicht erfassen.

Was die Studie zeigt

Durch die Aufdeckung klarer, hirnbasierter Biomarker schafft diese internationale Zusammenarbeit ein diagnostisches Rahmenwerk, das es Kliniker ermöglicht, über äußere Symptome hinauszublicken und gezielt die spezifischen zellulären oder immunologischen Umgebungen der Patientin oder des Patienten zu adressieren.

Ein internationales Forschungsteam, geleitet vom Istituto Italiano di Tecnologia (IIT, Italienisches Institut für Technologie) in Rovereto (Trento, Italien) und vom Child Mind Institute in New York (USA) und in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Trento, Italien, hat gezeigt, dass es möglich ist, mindestens zwei unterschiedliche Subtypen des Autismus zu identifizieren, die durch ihre Muster der Gehirnvernetzung definiert sind.

Beim Subtyp „Hyperkonnektivität" kommunizieren Gehirnareale stärker als üblich; beim Subtyp „Hypokonnektivität" ist die Kommunikation zwischen Gehirnarealen reduziert. Die Studie zielt darauf ab, Werkzeuge für eine präzise, personalisierte Autismusversorgung und -unterstützung zu entwickeln.

Die Forschungsarbeit wurde in der internationalen

Die Forschungsarbeit wurde in der internationalen Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.

Die Forschungsstudie wurde, PhD, Direktor des Zentrums für Neurowissenschaften und Kognitive Systeme (CNCS) am IIT, und Adriana Di Martino, MD, Gründungsdirektorin des Autismus-Zentrums am Child Mind Institute, koordiniert und stellt den ersten systematischen Versuch dar, Muster der menschlichen Gehirnabbildung (mittels fMRT) durch Rückverfolgung auf ihre molekularen Grundlagen in Mausmodellen zu entschlüsseln.

Durch die Verknüpfung ätsmustern mit spezifischen biologischen Signalwegen bieten die Ergebnisse eine Grundlage für Ansätze der Präzisionsmedizin. Daher untersuchten die Forscher die funktionelle Konnektivität in 20 Mausmodellen sowie Gehirnscans von 940 Kindern und jungen Erwachsenen mit Autismus sowie von über 1.000 neurotypischen Individuen.

Was die Studie zeigt

Die Ergebnisse zeigten zwei reproduzierbare Autismus-Subtypen: einen, der durch reduzierte Gehirnkonnektivität (Hypo-Konnektivität) gekennzeichnet ist und mit synaptischen Signalwegen verbunden ist, und einen anderen, der durch erhöhte Konnektivität (Hyper-Konnektivität) charakterisiert ist und mit immunologischen Systemen assoziiert wird.

Insgesamt machten diese Subtypen etwa 25 % der im Rahmen der Studie untersuchten Autismusfälle aus. „Seit Jahrzehnten beobachten wir eine enorme Variabilität darin, wie sich Autismus äußert, doch wir fehlten direkte Belege dafür, dass diese Unterschiede eine unterschiedliche zugrundeliegende Biologie widerspiegeln", sagte Dr.

Alessandro Gozzi vom italienischen Istituto Italiano di Tecnologia. „Unser Ansatz ermöglichte es uns, spezifische genetische und immunologische Faktoren zu isolieren und diese Signaturen auf menschliche Gehirnscans zu übertragen, wodurch gezeigt wurde, dass unterschiedliche Konnektivitätsmuster verschiedene mechanistische Pfade kodieren, die dem Autismus zugrunde liegen." Das Team kombinierte Bildgebung des Gehirns mit genetischen und biochemischen Analysen an Mausmodellen und verknüpfte Konnektivitätsmuster mit spezifischen Veränderungen der zellulären Funktion.

Dies offenbarte, wie bestimmte molekulare Pfade,

Dies offenbarte, wie bestimmte molekulare Pfade, einschließlich synaptischer und immunologischer Mechanismen, als distincte Konnektivitätsmuster erscheinen, die mittels fMRI beobachtbar sind.

Die Studie etablierte biologische Referenzmuster an Mäusen, die die Subtypenidentifikation in menschlichen Gehirnscans leiteten. „Die Mausmodelle gaben uns einen biologischen ‚Rosetta-Stein', sagte Dr.

Adriana Di Martino vom Child Mind Institute. „Wir konnten erkennen, welche biologischen Pfade welche Konnektivitätsmuster antreiben, und danach nach denselben Mustern bei Menschen suchen." Die menschlichen Daten stammen aus dem Autismus Brain Imaging Data Exchange (ABIDE) – einer wegweisenden Neuroimaging-Initiative, die gemeinsam ündet wurde und Datensätze aus Forschungslaboren weltweit aggregiert – sowie vom Child Mind Institute.

Die Analysen identifizierten entsprechende Subtypen

Die Analysen identifizierten entsprechende Subtypen mit Hypo- und Hyperkonnektivität in den menschlichen Daten.

Genexpressionsanalysen bestätigten, dass menschliche Gehirnregionen mit Hypokonnektivität angereichert sind mit synaptischen Genen, während hyperkonnektive Regionen eine Anreicherung mit immunassoziierten Genen aufwiesen – im Einklang mit den in Mausmodellen identifizierten Mechanismen.

Wichtig ist, dass die Subtypen in unabhängigen Datensätzen reproduzierbar waren, was ihre biologische Konsistenz bestätigt. „Die Reproduzierbarkeit derselben Subtypen über Dutzende unabhängiger Forschungszentren hinweg stellt eine entscheidende Validierung dar", fügte Dr. Gozzi hinzu.

Was die Studie zeigt

Die beiden Subtypen wiesen eine unterschiedliche funktionelle Gehirnarchitektur auf und zeigten moderate Unterschiede in standardisierten Autismus-Assessments, wobei der Subtyp mit Hyperkonnektivität bei Maßen zur Schwere des Autismus moderat höhere Werte erzielte. „Biologische, hirnbasierte Marker offenbaren Unterschiede, die aktuelle verhaltensbasierte Assessments nicht vollständig erfassen", so Dr.

Di Martino. Die Forscher betonen, dass die aktuellen Ergebnisse zwar zwei dominante Muster der Gehirnvernetzung im Autismus erfassen, die gesamte Vielfalt des Spektrums jedoch wahrscheinlich zusätzliche Subtypen umfasst, die durch größere Datensätze und verfeinerte analytische Ansätze entdeckt werden könnten.

Finanzierung: Die Forschung wurde durch eine internationale Zusammenarbeit ermöglicht, die vom italienischen Istituto Italiano di Tecnologia und vom Child Mind Institute koordiniert wurde, mit Unterstützung der Simons Foundation Autism Research Initiative, des European Research Council über die Projekte #DISCONN und #BRAINAMICS, der Brain and Behavior Foundation, der Fondazione Telethon sowie des US National Institute of Mental Health.

Beantwortete Schlüsselfragen: A: Da Autismus keine

Beantwortete Schlüsselfragen: A: Da Autismus keine einheitliche Erkrankung ist, sondern ein hochgradig diverses Spektrum, das völlig unterschiedliche biologische Realitäten verdeckt.

Jahrzehntelang stützte sich die Medizin ausschließlich auf oberflächliche Verhaltensbeobachtungen und behandelte alle im Spektrum befindlichen Personen nach einem einzigen Rahmen.

Diese bahnbrechende Studie beweist, dass unter der Oberfläche Patienten völlig unterschiedliche Gehirnverdrahtungsprofile aufweisen, die von völlig unabhängigen biologischen Systemen gesteuert werden und eine personalisierte, präzise Versorgung erfordern. A: Mäuse dienten als ultimatives genetisches Grundgerüst.

Technik und Auswirkungen

Während eine fMRT-Untersuchung des Gehirns eines Kindes beleuchtete Kommunikationslinien zeigen kann, lässt sie die mikroskopischen Gene nicht erkennen, die dieses Verhalten verursachen.

Durch die Untersuchung von 20 Mausmodellen konnten Wissenschaftler präzise nachvollziehen, wie spezifische genetische und immunologische Veränderungen das Hirngewebe verändern und so ein biologisches „Rosetta-Stein" schaffen, das es ermöglicht, bei einer menschlichen Gehirnscans sofort die genauen molekularen Pfade zu identifizieren, die eine Rolle spielen.

A: Sie sind absolut gegensätzliche Pole in der Art und Weise, wie das Gehirn mit sich selbst kommuniziert. Beim Subtyp der Hypo-Konnektivität ist die Kommunikation zwischen Hirnarealen heruntergefahren und eingeschränkt; dieser Zustand wird durch Veränderungen in synaptischen Genen angetrieben.

Beim Subtyp der Hyper-Konnektivität überkommunizieren sich

Beim Subtyp der Hyper-Konnektivität überkommunizieren sich Hirnregionen und überfluten das System; diese Architektur ist tief mit immunologischen biologischen Pfaden verknüpft, die häufig mit moderat höheren Scores in Autismus-Schwere-Assessments korrelieren. Redaktionelle Hinweise: Dieser Artikel wurde News bearbeitet. Zusätzlicher Kontext wurde ügt.

Über diese Autismus-Forschungsnachricht Autor: Medienbüro Quelle: Child Mind Institute Kontakt: Medienbüro – Child Mind Institute Bild: Das Bild ist dem Neuroscience News zugeordnet Ursprüngliche Forschung: Zugangsbeschränkt. „Identifizierung ätsanalysen über Speziesgrenzen hinweg", Valerio Zerbi, Silvia Gini, Filomena Grazia Alvino, Abhishek Banerjee, Andrea Barberis, M.

Albert Basson, Yuri Bozzi, Alberto Galbusera, Jacob Ellegood, Michela Fagiolini, Jason P. Lerch, Michela Matteoli, Caterina Montani, Davide Pozzi, Giovanni Provenzano, Maria Luisa Scattoni, Nicole Wenderoth, Ting Xu, Michael V. Lombardo, Michael P. Milham, Adriana Di Martino & Alessandro Gozzi.

Nature Neuroscience DOI:10.1038/s41593-026-02287-z Identifizierung ätsanalysen über

Nature Neuroscience DOI:10.1038/s41593-026-02287-z Identifizierung ätsanalysen über Speziesgrenzen hinweg Es wird häufig angenommen, dass die phänotypische Heterogenität im Autismus auf eine zugrundeliegende pathobiologische Variabilität zurückzuführen ist. Direkte Belege für diesen Zusammenhang fehlen jedoch bisher.

Durch die Nutzung über Arten hinweg zeigen wir, dass Muster der Gehirn-Dyskonnektivität bei Autismus in biologisch unterscheidbare Subtypen unterteilt werden können.

Konkret haben wir festgestellt, dass funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)-bedingte Konnektivitätsveränderungen in 20 verschiedenen genetischen Mausmodellen für Autismus in einen hypo-konnektivitätsdominanten und einen hyper-konnektivitätsdominanten Subtyp gruppiert sind.

Diese Subtypen sind mit unterschiedlichen biologischen

Diese Subtypen sind mit unterschiedlichen biologischen Signalwegen verbunden: Während die Hypokonnektivität mit synaptischer Dysfunktion assoziiert ist, spiegelt die Hyperkonnektivität transkriptionelle und immunsystembezogene Veränderungen wider.

In einem mehrzentrischen humanen fMRT-Datensatz mit n = 940 Individuen mit idiopathischem Autismus und n = 1.036 neurotypischen Individuen haben wir analoge hypo-konnektivitäts- und hyper-konnektivitätsdominante Subtypen identifiziert.

Die menschlichen Autismus-Subtypen sind hochgradig reproduzierbar, weisen mit spezifischen funktionalen Netzwerkarchitekturen und Verhaltensprofilen in Verbindung und replizieren die in der Maus-Datenset identifizierten synaptischen und immunologischen Signalwege.

Unsere Arbeit stellt einen neuen empirischen Rahmen für ein zielgerichtetes Subtypisieren des Autismus-Spektrums bereit.