Pertumbuhan otak yang berlebihan dalam rahim dikaitkan dengan keterukan autisme

Sesetengah kanak-kanak autisme mengalami kesukaran yang mendalam, sepanjang hayat, seperti kelewatan perkembangan, masalah sosial dan juga ketidakupayaan untuk bercakap. Yang lain mengalami gejala ringan yang bertambah baik dari semasa ke semasa.

Perbezaan hasil ini telah lama menjadi misteri kepada saintis, tetapi kini kajian baharu diterbitkan dalam jurnal Autisme Molekul oleh penyelidik di University of California, San Diego, menjelaskan persoalan ini. Antara penemuannya: asas biologi kedua-dua subjenis autisme ini berkembang dalam rahim.

Penyelidik menggunakan sel stem yang diambil daripada darah 10 kanak-kanak berumur 1 hingga 4 tahun dengan autisme idiopatik (yang tiada punca gen tunggal dikenal pasti) untuk mencipta organoid kortikal otak (BCO), model korteks serebrum janin. Mereka juga mencipta BCO daripada enam kanak-kanak neurotipikal.

Korteks serebrum, sering dipanggil jirim kelabu, melapisi permukaan luar otak. Ia mengandungi puluhan bilion sel saraf dan bertanggungjawab untuk fungsi penting seperti kesedaran, pemikiran, penaakulan, pembelajaran, ingatan, emosi dan fungsi deria.

Antara penemuan mereka, penyelidik mendapati bahawa BCO kanak-kanak dengan autisme adalah jauh lebih besar—kira-kira 40%—daripada kawalan neurotipikal. Ini disahkan oleh dua pusingan kajian yang dijalankan pada tahun berbeza (2021 dan 2022). Setiap pusingan melibatkan penciptaan ratusan organoid daripada setiap pesakit.

Penyelidik juga mendapati bahawa peningkatan BCO yang tidak normal pada kanak-kanak autisme berkorelasi dengan cara keadaan mereka ditunjukkan. Semakin besar saiz BCO bayi, semakin teruk gejala sosial dan bahasanya kemudian, dan semakin besar struktur otaknya pada MRI. Kanak-kanak kecil dengan BCO yang diperbesarkan secara berlebihan menunjukkan volum yang lebih besar daripada biasa dalam kawasan sosial, bahasa dan deria otak berbanding rakan sebaya neurotipikal.

"Lebih besar tidak semestinya lebih baik apabila ia berkaitan dengan otak," kata Dr. Alisson Moutry, pengarah Institut Sel Stem Sanford (SSCI) di universiti itu. "Kami mendapati bahawa organoid otak daripada kanak-kanak yang mengalami autisme mendalam mempunyai lebih banyak sel dan kadangkala lebih banyak neuron, dan itu bukan perkara yang baik."

Selain itu, BCO bagi semua kanak-kanak autisme, tanpa mengira tahap keterukan, meningkat kira-kira tiga kali lebih cepat daripada kanak-kanak neurotipikal. Beberapa organoid otak terbesar—yang daripada kanak-kanak dengan kes autisme yang paling teruk dan berterusan—juga menunjukkan pembentukan neuron yang dipercepatkan. Lebih teruk autisme kanak-kanak, lebih cepat BCOnya berkembang—kadangkala ke tahap di mana dia mengembangkan bilangan neuron yang berlebihan.

Eric Courchesne, seorang profesor di Jabatan Neurologi di Sekolah Perubatan dan penyelidik utama bersama kajian dengan Moutry, memanggil kajian itu "unik." Memadankan data mengenai kanak-kanak autisme - termasuk IQ mereka, keterukan gejala dan penemuan MRI - dengan BCO yang sepadan atau model terbitan sel stem yang serupa adalah sangat penting, katanya. Tetapi, anehnya, kajian sebegitu belum dijalankan sebelum kerja mereka.

"Simptom teras autisme ialah masalah sosial-emosi dan komunikasi," kata Courchesne, yang juga pengarah bersama Pusat Kecemerlangan Autisme UC San Diego. "Kami perlu memahami punca neurobiologi yang mendasari masalah ini dan apabila ia mula berkembang. Kami adalah yang pertama membangunkan penyelidikan sel stem dalam autisme yang menangani persoalan khusus dan utama ini."