Overdreven hjernevækst i livmoderen er forbundet med sværhedsgraden af autisme

Nogle børn med autisme oplever dybe, livslange vanskeligheder, såsom udviklingsforsinkelser, sociale problemer og endda manglende evne til at tale. Andre har mildere symptomer, der forbedres over tid.

Denne forskel i resultater har længe undret forskere, men nu kaster et nyt studie, offentliggjort i tidsskriftet Molecular Autism af forskere ved University of California, San Diego, lys over sagen. Blandt resultaterne er, at det biologiske grundlag for disse to undertyper af autisme udvikles i livmoderen.

Forskerne brugte stamceller taget fra blodet fra 10 småbørn i alderen 1 til 4 år med idiopatisk autisme (som der ikke er identificeret nogen enkeltgen-årsag til) til at skabe hjernebarkorganoider (BCO'er) – modeller af den føtale hjernebark. De skabte også BCO'er fra seks neurotypiske småbørn.

Hjernebarken, ofte kaldet grå substans, beklæder hjernens ydre overflade. Den indeholder milliarder af nerveceller og er ansvarlig for vigtige funktioner såsom bevidsthed, tænkning, ræsonnement, læring, hukommelse, følelser og sensoriske funktioner.

Blandt deres resultater fandt forskerne, at BCO'erne hos børn med autisme var signifikant større – med omkring 40 % – end hos neurotypiske kontrolpersoner. Dette blev bekræftet af to runder af undersøgelser udført i forskellige år (2021 og 2022). Hver runde involverede skabelsen af hundredvis af organoider fra hver patient.

Forskerne fandt også, at den unormale vækst af BCO'en hos småbørn med autisme korrelerede med manifestationen af deres lidelse. Jo større størrelsen på et småbarns BCO er, desto mere alvorlige var deres sociale og sproglige symptomer senere i livet, og desto større var deres hjernestruktur på MR-scanning. Småbørn med unormalt store BCO'er viste større end normale volumener i sociale, sproglige og sensoriske områder af hjernen sammenlignet med deres neurotypiske jævnaldrende.

"Større er ikke altid bedre, når det kommer til hjernen," sagde Dr. Alisson Mutrey, direktør for Sanford Stem Cell Institute (SSCI) på universitetet. "Vi fandt ud af, at hjerneorganoider fra børn med dyb autisme har flere celler og nogle gange flere neuroner, og det er ikke altid en god ting."

Derudover voksede BCO'erne hos alle børn med autisme, uanset sværhedsgrad, omkring tre gange hurtigere end hos neurotypiske børn. Nogle af de største hjerneorganoider - dem med de mest alvorlige, vedvarende tilfælde af autisme - viste også accelereret neuronproduktion. Jo mere alvorlig et barns autisme var, desto hurtigere voksede deres BCO'er - nogle gange til det punkt, hvor de udviklede et overskydende antal neuroner.

Eric Courchesne, professor ved School of Medicines neurologiske afdeling og medleder af studiet sammen med Mutry, kaldte forskningen "unik". Han bemærkede, at det er effektivt at matche data om børn med autisme - inklusive deres IQ, symptomernes sværhedsgrad og MR-scanningsresultater - med deres tilsvarende stamcellemodeller eller lignende stamcellemodeller. Men overraskende nok var sådanne undersøgelser ikke blevet udført før deres arbejde.

"De centrale symptomer på autisme er socio-emotionelle og kommunikationsproblemer," sagde Courchesne, der også er meddirektør for UC San Diego Center of Excellence in Autism. "Vi er nødt til at forstå de underliggende neurobiologiske årsager til disse problemer, og hvornår de begynder at udvikle sig. Vi er de første til at udvikle stamcelleforskning inden for autisme, der adresserer dette specifikke og centrale spørgsmål."