Forscher der Ohio University haben einen Nanosensor entwickelt, der anhand der Stickstoffmonoxid-Produktion (NO) von Stammzellen Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) von Intelligenzminderung unterscheiden kann. Die Methode funktioniert bereits an undifferenzierten induzierten pluripotenten Stammzellen und könnte eine frühe, objektive Diagnose ermöglichen. Die Studie wurde in einer Fachzeitschrift veröffentlicht.
Background
Die Diagnose von Autismus-Spektrum-Störungen erfolgt derzeit vorwiegend durch Verhaltensbeobachtung und ist oft erst im Kleinkindalter möglich. ASS und Intelligenzminderung weisen häufig überlappende Symptome und gemeinsame genetische Ursachen auf, was die Differentialdiagnose erschwert. Bisher fehlten zuverlässige biologische Marker, die eine frühe und objektive Unterscheidung erlauben.
Methode des Nanosensors
Die Wissenschaftler nutzten einen Kohlenstofffaser-Nanosensor, der ursprünglich für kardiovaskuläre und Alzheimer-Forschung entwickelt worden war. Mit diesem Sensor maßen sie in Echtzeit die Stickstoffmonoxid-Produktion in induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs), die aus Patienten gewonnen wurden. Die Messungen erfolgten bereits an undifferenzierten Zellen, ohne dass diese zuvor in Nervenzellen umgewandelt werden mussten.
Wichtige Ergebnisse
Zellen von ASS-Patienten produzierten etwa 6 Nanomol (nM) Stickstoffmonoxid, Zellen von Patienten mit Intelligenzminderung etwa 11 nM und Zellen gesunder Kontrollen etwa 65 nM. Die deutlichen quantitativen Unterschiede ermöglichten eine zuverlässige Unterscheidung zwischen ASS und Intelligenzminderung, auch bei überlappenden genetischen Veränderungen.
Bedeutung für die Diagnostik
Die Methode könnte eine frühe, objektive und biologisch basierte Diagnose ermöglichen. Da die Messungen an undifferenzierten Stammzellen funktionieren, wäre theoretisch bereits in den ersten Lebensmonaten eine Untersuchung an Körperzellen des Kindes denkbar. Damit würde die Diagnose nicht mehr ausschließlich auf Verhaltensbeobachtung angewiesen sein.
Outlook
Die Forscher sehen in dem Nanosensor-basierten Ansatz einen möglichen Biomarker für die Frühdiagnose und Differentialdiagnose neuroentwicklungsbedingter Störungen. Weitere Studien müssen nun zeigen, ob die Methode in der klinischen Praxis eingesetzt werden kann und wie robust die Ergebnisse bei größeren Patientenkollektiven sind.
FAQ
Was misst der neue Nanosensor?
Die Produktion von Stickstoffmonoxid (NO) in Stammzellen von Patienten.
Wie unterscheiden sich die Werte?
ASS-Zellen: ca. 6 nM NO; Zellen bei Intelligenzminderung: ca. 11 nM NO; gesunde Kontrollen: ca. 65 nM NO.
Müssen die Zellen erst in Nervenzellen umgewandelt werden?
Nein. Die Messungen funktionieren bereits an undifferenzierten pluripotenten Stammzellen.
Welchen Vorteil bietet die Methode?
Sie ermöglicht eine frühe, objektive und quantitative Unterscheidung zwischen ASS und Intelligenzminderung, auch bei genetischer Überlappung.
Wie früh könnte eine Diagnose möglich sein?
Theoretisch bereits in den ersten Lebensmonaten, wenn körpereigene Zellen des Kindes in Stammzellen umprogrammiert und untersucht werden.
