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 mempunyai gejala ringan yang bertambah baik dari semasa ke semasa.

Perbezaan dalam hasil ini telah lama membingungkan saintis, tetapi kini kajian baru yang diterbitkan dalam jurnal Molecular Autism oleh penyelidik di University of California, San Diego, menjelaskan perkara itu. Antara penemuannya: asas biologi untuk kedua-dua subtipe autisme ini berkembang di dalam rahim.

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

Korteks serebrum, sering dipanggil bahan 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.

Di antara penemuan mereka, para penyelidik mendapati bahawa BCO kanak-kanak dengan autisme 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.

Para penyelidik juga mendapati bahawa pertumbuhan BCO yang tidak normal pada kanak-kanak dengan autisme berkorelasi dengan manifestasi gangguan mereka. Lebih besar saiz BCO kanak-kanak kecil, lebih teruk gejala sosial dan bahasa mereka di kemudian hari, dan lebih besar struktur otak mereka pada MRI. Kanak-kanak kecil dengan BCO yang luar biasa besar menunjukkan volum yang lebih besar daripada biasa dalam kawasan sosial, bahasa dan deria otak berbanding dengan rakan sebaya neurotipikal mereka.

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

Di samping 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 mempunyai kes autisme yang paling teruk dan berterusan—juga menunjukkan pengeluaran neuron yang dipercepatkan. Lebih teruk autisme kanak-kanak, lebih cepat BCO mereka berkembang—kadang-kadang sehingga membangunkan bilangan neuron yang berlebihan.

Eric Courchesne, seorang profesor di jabatan neurologi Sekolah Perubatan dan ketua bersama kajian dengan Mutry, memanggil penyelidikan itu "unik." Data pemadanan tentang kanak-kanak autisme - termasuk IQ mereka, keterukan gejala dan keputusan MRI - dengan BCO yang sepadan atau model sel stem yang serupa adalah berkuasa, katanya. Tetapi yang menghairankan, kajian sedemikian tidak dilakukan 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."