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ADHS Ein Gen macht Fischlarven hyperaktiv

Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Viele Gene stehen im Verdacht, an der Entstehung der Aufmerksamkeitsdefizit/ Hyperaktivitätsstörung ADHS beteiligt zu sein. Eine deutsch-französische Forschergruppe hat jetzt die Rolle eines von ihnen genauer untersucht und deutliche Hinweise für dessen Mittäterschaft entdeckt.

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Wenn bei Zebrafischlarven ein bestimmtes Gen blockiert wird, zeigen sie typische ADHS-Symptome: Sie bewegen sich schneller und legen weitere Strecken zurück.
Wenn bei Zebrafischlarven ein bestimmtes Gen blockiert wird, zeigen sie typische ADHS-Symptome: Sie bewegen sich schneller und legen weitere Strecken zurück.
(Bild: Molekulare Psychiatrie/Universität Würzburg)

Würzburg – Der wissenschaftliche Name dieses Gens lautet lphn3. Es liegt beim Menschen auf Chromosom 4 und kodiert das Protein Latrophilin 3, das möglicherweise als synaptisches Protein und Rezeptor im Gehirn eine Rolle spielt, wenn sich die für eine Aufmerksamkeitsdefizit/ Hyperaktivitätsstörung typischen Merkmale ausbilden: Die Betroffenen können nur schlecht ihre Aufmerksamkeit über längere Zeit hinweg fokussieren, sie sind leicht ablenkbar, ermüden schnell, reagieren oft impulsiv und fallen durch eine motorische Unruhe auf.

Im Fokus: Das Latrophilin 3-Gen

„Latrophilin 3 steht schon länger im Verdacht, für die typischen ADHS-Merkmale mitverantwortlich zu sein. Allerdings weiß man bisher noch nicht allzu viel über seine Rolle innerhalb der physiologischen Prozesse des Nervensystems“, sagt Professor Klaus-Peter Lesch.

Lesch ist Inhaber des Lehrstuhls für Molekulare Psychiatrie und Sprecher der Klinischen Forschergruppe ADHS der Würzburger Universitätsklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie. Schon seit einigen Jahren hat er das Protein im Visier. Und nicht nur er: „Forscher aus den USA und Spanien haben vor Kurzem gezeigt, dass eine bestimmte Variante des Latrophilin 3-Gens häufig im Erbgut von solchen Patienten zu finden ist, die auch im Erwachsenenalter noch an ADHS erkrankt sind“, sagt Lesch.

Darüber hinaus sei das Gen als eines von insgesamt 86 Risiko-Genen identifiziert worden, die im Verdacht stehen, eine Drogenabhängigkeit auszulösen. Drogenabhängigkeit findet sich überdurchschnittlich häufig bei ADHS-Patienten.

Experimente an Zebrafisch-Larven

Um die Funktion von Latrophilin 3 bei der Entwicklung der ADHS-Symptome besser zu verstehen, haben Lesch und Wissenschaftler des Instituts für Neurobiologie im französischen Gif-sur-Yvette mit Zebrafisch-Larven experimentiert. „Zebrafische sind in der Wissenschaft inzwischen Standard, um die genetischen Grundlagen der Gehirnentwicklung und des Verhaltens zu untersuchen“, erklärt Lesch.

Die Forscher haben in ihren Experimenten das lphn3-Gen während einer bestimmten Phase der Entwicklung blockiert und anschließend das Verhalten der Fischlarven untersucht. Dabei konzentrierten sie sich zunächst auf die Bewegungsaktivität der Larven als leicht messbarer Ausdruck einer motorischen Unruhe.

Die Ergebnisse

„Wir beobachteten eine signifikante Steigerung der Schwimmdistanzen und der durchschnittlichen Geschwindigkeit bei diesen Fischlarven im Vergleich zu einer Kontrollgruppe“, schreiben die Autoren. Dieser Effekt ließ sich auch während der Schlafphasen in der Nacht nachweisen – so wie auch menschliche ADHS-Patienten im Schlaf Hyperaktivitätssymptome zeigen können.

Verantwortlich für diesen gesteigerten Bewegungsdrang ist nach Ansicht der Wissenschaftler eine Störung der Entwicklung neuronaler Netzwerke des Dopamin-Systems im Gehirn der Zebrafisch-Larven. Dopamin ist ein Botenstoff, der unter anderem dafür verantwortlich ist, Bewegungen harmonisch ablaufen zu lassen und der bestimmte Denkvorgänge optimiert. Bei den Larven, deren lphn3-Gen blockiert worden war, entwickelten sich in der Folge deutlich weniger Nervenzellen, die Dopamin produzieren. Je stärker der Bewegungsdrang bei den Fischen ausgeprägt war, desto niedriger lag die Zahl dieser spezifischen Neuronen.

Methylphenidat hilft

Wenn Zebrafische unter diesen Umständen ADHS-typische Symptome zeigen, lassen sie sich dann auch mit den üblichen Medikamenten behandeln? Auch dieser Frage sind die Forscher nachgegangen. Eines der wirksamsten Mittel, ADHS beim Menschen zu behandeln, ist Methylphenidat – in Deutschland besser unter dem Markennamen Ritalin bekannt. Die Amphetamin-ähnliche Substanz wirkt auf den Dopamin-Stoffwechsel ein; sie soll Aufmerksamkeit und Wahrnehmung steigern und psychomotorische Aktivität und Impulsivität dämpfen.

Bei den Zebrafisch-Larven eingesetzt, zeigte Methylphenidat ähnliche Ergebnisse: Die Larven schwammen bei weitem nicht mehr die Distanzen, die sie zuvor zurückgelegt hatten. Auch ihre Geschwindigkeit nahm deutlich ab – bis auf das Maß von „normalen“, unbehandelten Larven.

Zwei Konsequenzen ergeben sich nach Ansicht der Autoren aus den Ergebnissen dieser Studie: Zum einen zeigen sie klar die Bedeutung auf, die das lphn3-Gen für die Entwicklung des dopaminergen Signalwegs in der Embryonalphase besitzt. Zum anderen demonstrieren sie, dass eine verringerte lphn3-Funktion bei Zebrafisch-Larven typische Verhaltensänderungen verursacht, die den üblichen ADHS-Merkmalen sehr ähnlich sind.

Stichwort ADHS

Neueste Schätzungen gehen davon aus, dass zwischen drei und sieben Prozent aller Kinder an der Aufmerksamkeitsdefizit/Hyperaktivitätsstörung ADHS erkranken. Jungen sind davon rund vier Mal so häufig betroffen wie Mädchen. Entgegen der landläufigen Meinung können auch Erwachsene an ADHS leiden; rund vier Prozent sollen die typischen Symptome zeigen.

Die Betroffenen sind in der Regel hyperaktiv und besitzen einen gesteigerten Bewegungsdrang, sie neigen zu einer erhöhten Impulsivität und können sich schlecht konzentrieren. Kinder und Jugendliche haben deshalb oft Schwierigkeiten in Schule und Ausbildung; bei Erwachsenen kommt es häufig zu Problemen in Beruf und Partnerschaft.

Der genetische Anteil bei der Entstehung von ADHS wird auf 70 bis 80 Prozent geschätzt. Doch auch Umwelteinflüsse können die Symptomatik vermindern oder verstärken. Zigaretten und Alkohol während der Schwangerschaft erhöhen das Risiko ebenso wie eine Frühgeburt oder ein niedriges Geburtsgewicht.

Originalpublikation: The ADHD-susceptibility gene lphn3.1 modulates dopaminergic neuron formation and locomotor activity during zebrafish development; M Lange, W Norton, M Coolen, M Chaminade, S Merker, F Proft, A Schmitt, P Vernier, K-P Lesch and L Bally-Cuif. Molecular Psychiatry 2012, 17:946-54, doi:10.1038/mp.2012.29.

(ID:35674550)