Forschungsgruppe Kognitive Entwicklungsneurobiologie

Thema

Viele kinder- und jugendpsychiatrische Erkrankungen – Autismus, ADHS, Intelligenzminderung und Schizophrenie – gehen mit Störungen der Hirnentwicklung einher. Sie entstehen nicht plötzlich, sondern entwickeln sich bereits vor der Geburt, während des Kindes- und während des Jugendalters. Um diese neurobiologischen Mechanismen besser zu verstehen, erforschen wir mit molekularbiologischen und verhaltensbiologischen, aber auch mit epidemiologischen Methoden die globale und die soziale Kognition. Ein Forschungsansatz ist die Untersuchung der Medikamentenklasse der mTOR-Inhibitoren in der Behandlung des Autismus-ähnlichen Phänotyps im Tsc2+/- (Eker)-Ratten-Tiermodell. Das Ziel ist hierbei eine Übertragung der neurobiologischen Erkenntnisse auf mögliche experimentelle Therapien beim Menschen. Ein anderer Forschungsansatz ist die Untersuchung der Nutzbarkeit anamnestisch erhobener Daten zur Familiengeschichte zur Entwicklung im Säuglings-, Kindes- und Schulkindesalter für Diagnosestellungen im Jugendalter.

Projekte

Die Tsc2+/- (Eker)-Ratte, eine Tsc2+/- Spontanmutation, ist seit den 1960er Jahren bekannt. Wir entdeckten, dass die Tsc2+/- (Eker)-Ratte einen Autismus-ähnlichen Phänotyp zeigt, der zusätzlich durch Epilepsie verstärkt werden kann (Waltereit et al. 2006, Waltereit et al. 2011). Die Tsc2+/- (Eker)-Ratte ist von daher ein Tiermodell für Autismus. Gegenwärtig untersuchen wir den Effekt des mTOR-Inhibitors Everolimus auf den Autismus-ähnlichen Phänotyp der Tsc2+/- (Eker)-Ratte. Hieraus ergeben sich Hinweise auf eine mögliche experimentelle Therapie autistischen Verhaltens.

Projekt A: „Effekt von Everolimus auf Tsc2-Mutation versus Epilepsie“

Tuberöse Sklerose führt zu Autismus, Intelligenzminderung und Epilepsie und kann im Tsc2-Tiermodell studiert werden (Waltereit et al. 2006, von der Brelie et al. 2006, Waltereit et al. 2011). Gegenwärtig untersuchen wir den Effekt des mTOR-Inhibitors Everolimus auf Autismus-ähnliches Verhalten in Tsc2+/- (Eker)-Ratten. Mit diesem Projekt wollen wir differentiell untersuchen, wie Everolimus auf die allein durch die jeweiligen Faktoren Tsc2-Mutation und Epilepsie bedingten Defizite wirkt. Hieraus ergeben sich Hinweise auf eine mögliche experimentelle Therapie autistischen Verhaltens. 

Projekt B „Untersuchung der Regulation von Neuroplastizitätsgenen im Kontext des mTOR Komplexes“

Das Gen Arg3.1/arc ist eines der wichtigsten Neuroplastizitätsgene (Plath et al. 2006). Es wird über MAPK reguliert (Waltereit et al. 2001). Arg3.1/arc ist darüber hinaus ein Gen, dessen Fehlfunktion zunehmend mit Autismus in Verbindung gebracht wird. Der MAPK-Signalpfad ist in Gehirnen von Tsc2+/- (Eker)-Ratten verstärkt (Waltereit et al. 2006). Mit diesem Projekt wollen wir die Regulation von Neuroplastizitätsgenen wie Arg3.1/arc unter zusätzlicher Analyse der MAPK- und der mTOR-Signalwege in der Tsc2+/- (Eker)-Ratte untersuchen.

Projekt C „Anamnestische Marker von Entwicklungsstörungen“

Anamnestische Daten zu Entwicklungsdaten werden in der Klinik routinemäßig erhoben. Es fehlen jedoch systematische Untersuchungen, inwieweit sich aus den anamnestischen Entwicklungsdaten konkrete Profile ergeben, die auf spätere spezifische Erkrankungen hinweisen. In dieser Studie sollen routinemäßig erhobene Entwicklungsdaten qualitativ mit einer gezielten Nachexploration verglichen und in Perspektive gesetzt werden zur klinischen Diagnose im Jugendalter.

Kooperationspartner

Dr. Daniel Kaping, Dr. Tomas Petrasek, Iveta Vojtechova, National Institute of Mental Health (NUDZ), Klecany/Prag
Dr. Nadine Bernhardt, Neurobiologie psychiatrischer Störungen, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus
Dr. Peggy Schneider, Developmental Neuropsychopharmacology, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit Mannheim, Universität Heidelberg
Prof. Dr. Petrus de Vries, Division of Child and Adolescent Psychiatry, University of Cape Town, South Africa
Prof. Dr. Gerd Laux, Institut für Psychologische Medizin Soyen und Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, LMU München
Prof. Dr. Ben Whalley. Dr. Claire Williams, Ines Serra, Neuropharmacology, University of Reading, England

Projektförderung

Deutsche Tuberöse Sklerose Stiftung, Novartis

Ausgewählte Publikationen

Enhanced episodic-like memory and kindling epilepsy in a rat model of tuberous sclerosis. Waltereit R, Welzl H, Dichgans J, Lipp HP, Schmidt WJ, Weller M. J Neurochem. 2006 Jan;96(2):407-13. Epub 2005 Nov 21.

Arc/Arg3.1 is essential for the consolidation of synaptic plasticity and memories. Plath N, Ohana O, Dammermann B, Errington ML, Schmitz D, Gross C, Mao X, Engelsberg A, Mahlke C, Welzl H, Kobalz U, Stawrakakis A, Fernandez E, Waltereit R, Bick-Sander A, Therstappen E, Cooke SF, Blanquet V, Wurst W, Salmen B, Bösl MR, Lipp HP, Grant SG, Bliss TV, Wolfer DP, Kuhl D. Neuron. 2006 Nov 9;52(3):437-44.

Epilepsy and Tsc2 haploinsufficiency lead to autistic-like social deficit behaviors in rats. Waltereit R, Japs B, Schneider M, de Vries PJ, Bartsch D. Behav Genet. 2011 May;41(3):364-72. doi: 10.1007/s10519-010-9399-0. Epub 2010 Oct 7.

Srgap3⁻/⁻ mice present a neurodevelopmental disorder with schizophrenia-related intermediate phenotypes. Waltereit R, Leimer U, von Bohlen Und Halbach O, Panke J, Hölter SM, Garrett L, Wittig K, Schneider M, Schmitt C, Calzada-Wack J, Neff F, Becker L, Prehn C, Kutscherjawy S, Endris V, Bacon C, Fuchs H, Gailus-Durner V, Berger S, Schönig K, Adamski J, Klopstock T, Esposito I, Wurst W, de Angelis MH, Rappold G, Wieland T, Bartsch D. FASEB J. 2012 Nov;26(11):4418-28. doi: 10.1096/fj.11-202317. Epub 2012 Jul 20.

Interaction of neurodevelopmental pathways and synaptic plasticity in mental retardation, autism spectrum disorder and schizophrenia: implications for psychiatry. Waltereit R, Banaschewski T, Meyer-Lindenberg A, Poustka L. World J Biol Psychiatry. 2014 Sep;15(7):507-16. doi: 10.3109/15622975.2013.838641. Epub 2013 Sep 30.

Teammitglieder

  • Charlotte Czieschnek - Doktorandin
  • Franziska Haas – Doktorandin
  • Annekatrin Locke - Doktorandin
  • Johanna Waltereit - Doktorandin
  • PD Dr. Robert Waltereit – Arbeitsgruppenleiter

Kontakt

PD Dr. med. Robert Waltereit
Email: Robert.Waltereit@uniklinikum-dresden.de