Longitudinale Veränderungen der Kortikalen Dicke von Adoleszent*innen mit Autismus-Spektrum-Störung und deren Assoziation mit Restriktiven und Repetitiven Verhaltensweisen
Authors:   , Bieneck Valentina 
Published: November 2022

Der Artikel „Longitudinal changes in cortical thickness in adolescents with autism spectrum disorder and their association with restricted and repetitive behaviors“ von Bieneck et al. (2021), veröffentlicht in „Genes“, beschäftigt sich mit der Frage nach einem Zusammenhang zwischen der intra-individuellen Entwicklung der Kortexdicke von Adoleszent*innen mit Autismus-Spektrum-Störung (ASS) und der Schwere restriktiver und repetitiver Verhaltensweisen (restricted and repetitive behaviors = RRB) im Verlauf dieser Lebensphase. Darüber hinaus untersuchen wir potentielle Anreicherungen von Genen, bei denen eine Assoziation mit ASS bekannt ist, in entsprechenden Hirnregionen mit abweichender Entwicklung der Kortikalen Dicke (Cortical Thickness = CT). Ziel der Studie ist es mikroskopische und makroskopische Ätiologien der ASS miteinander zu verknüpfen und diese entsprechenden klinischen Phänotypen zuzuordnen. Die Basis dieser Forschungsarbeit bilden Daten, die im Rahmen einer longitudinalen Studie zur Gehirnentwicklung bei ASS während der Adoleszenz an der Kinder- und Jugendpsychiatrie des Universitätsklinikums in Frankfurt erhoben worden sind. Die Stichprobe setzt sich zusammen aus insgesamt 70 Proband*innen im Alter zwischen 11 und 18 Jahren zum ersten Testzeitpunkt (T1), davon N=33 mit diagnostizierter ASS und N=37 neurotypische Kontrollen. Alle Proband*innen erhalten im ersten Jahr (T1) einen strukturellen Magnetresonanztomographie-Scan (sMRT), der im Abstand von zwei Jahren (T2) wiederholt wird. Die Quantifizierung der Symptomschwere erfolgt in beiden Gruppen mittels eines klinischen Fragebogens zu restriktivem und repetitivem Verhalten an beiden Messzeitpunkten (T1, T2). Die sMRT-Scans durchlaufen für die Auswertung ein Softwarepaket, um eine virtuelle Rekonstruktion der kortikalen Oberfläche von jedem T1-gewichteten Bild abzuleiten. Die Software gibt die intraindividuelle Veränderung der CT an jedem Vertex an. Mittels statistischer Analysen unter Verwendung eines generalisierten linearen Modells (GLM) werden Vertex-weise Unterschiede in der Veränderung der CT zwischen beiden Gruppen herausgearbeitet und mit der Änderung der Symptomschwere von RRBs korreliert. Der dritte Schritt der Analyse umfasst die Auswertung potentieller genetischer Korrelate atypischer CT-Entwicklung der Adoleszent*innen mit ASS. Hierfür wird ein Hirnatlas (Allen Human Brain Atlas) hinzugezogen, der Informationen zur räumlichen Verteilung der Expression von Genen im menschlichen Cortex enthält. Dieser wird mit den Hirnregionen, die eine abweichende Veränderung der CT in Autist*innen zeigen, abgeglichen, und eine entsprechende Liste an Genen wird abgeleitet. Es folgt eine Analyse dieser Genliste im Hinblick auf Anreicherungen von Genen, die in Verbindung mit ASS stehen. Dieser Vorgang wird mit den Hirnregionen wiederholt, die eine Korrelation der abweichenden CT-Entwicklung mit der Veränderung der Symptomschwere von RRBs in den autistischen Teilnehmenden zeigen. Die daraus gewonnene Genliste wird auf eine vermehrte Anreicherung (i.e. Enrichment) von Genen untersucht, die in Verbindung mit restriktivem und repetitivem Verhalten stehen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen eine signifikant verminderte Abnahme der CT in verschiedenen Hirnregionen von Personen mit ASS, die funktionell mit autistischen Symptomen und Verhaltensweisen gekoppelt sind. Eben diese Regionen zeigen zudem eine vermehrte Anreicherung von Genen, die ebenfalls eine Assoziation mit ASS aufweisen. Eine Verbindung von strukturellen und klinischen Parametern zeigt sich durch die Korrelation abnehmender CT in bestimmten Hirnregionen mit einer verminderten Schwere restriktiver und repetitiver Verhaltensweisen im Verlauf. Diese Untersuchungen weisen auf Verbindungen des neuroanatomischen Parameters CT mit genetischen Grundlagen der ASS hin und zeigen einen Zusammenhang dieser Korrelationen mit unterschiedlichen Ausprägungen des klinischen autistischen Phänotyps.