De grootte van het hersenorgaan is evenredig met de ernst van de sociale problemen bij mensen met autisme

Volgens een nieuwe studie vormen stamcellen van jonge kinderen met autisme die aanzienlijke sociale en cognitieve uitdagingen hebben grotere corticale organoïden dan die van jonge kinderen met mildere vormen van autisme. StadionDe bevindingen suggereren dat een groter dan normale hersengrootte – wat eerder is gerapporteerd bij sommige kinderen met autisme – verband houdt met belangrijke kenmerken van autisme.

“Hersengrootte is een indicator”, zegt de hoofdonderzoeker. Alison Mutrey“Meer specifiek duidt een grote omvang op een buitensporige overvloed aan neuronen die de neurale circuits kunnen verstoren”, zegt dr. John Jordan, hoogleraar kindergeneeskunde en cellulaire en moleculaire geneeskunde aan de Universiteit van Californië, San Diego.

Sommige zich ontwikkelende foetussen bij wie later de diagnose autisme wordt gesteld, hebben grotere hoofden dan niet-autistische foetussen. vorige baan Andere onderzoekers hebben aangetoond dat hun grotere hersenen veroorzaakt kunnen worden door versnelde celproliferatie Exciterende neuronenVolgens een ander onderzoek.

De nieuwe studie toonde aan dat organen gekweekt uit stamcellen van tien kinderen met autisme 39 procent groter waren dan die van vijf niet-autistische kinderen. [organoid] “Het was heel duidelijk als je er alleen al naar keek”, zegt Mutri.

Grootte was ook gekoppeld aan de ernst van autistische kenmerken: de grootste bollen geïmplanteerde neuronen werden verkregen van kinderen die het laagst scoorden op tests die IQ, sociale aandacht en taal meten. De cellen van deze drie jonge kinderen vormden 102 procent grotere organoïden dan die van zeven jonge kinderen bij wie de diagnose mild autisme was gesteld.

Door de bevindingen op het gebied van organoïden te combineren met beeldvorming van de hersenen bij jonge kinderen en het monitoren van de enzymactiviteit in de organoïden, beweren de auteurs dat veranderingen in de routes die de proliferatie van neuronen in de baarmoeder reguleren, bepalen wie mild of diepgaand autisme kan ontwikkelen.

“Elke keer dat je een model kunt relateren aan patiëntkenmerken, is dat geweldig en valideert het model dat je gebruikt. Het is indrukwekkend dat de auteurs dit hebben kunnen doen”, zegt hij. Flora Vaccarinoeen professor in de neurowetenschappen aan de Yale University, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Maar correlaties hebben hun grenzen. “De conclusie is logisch, maar het bewijs voor een oorzakelijk verband ontbreekt”, zegt hij. Thomas Nowakowskiuniversitair hoofddocent anatomie, psychiatrie en neurologische chirurgie aan de Universiteit van Californië, San Francisco, die niet bij het werk betrokken was.

S

Structurele MRI van de hersenen van deelnemers met autisme onthulde een 50% toegenomen groei in hersengebieden die betrokken zijn bij taal, sensorische verwerking en sociale interacties vergeleken met degenen zonder de aandoening. Net als hun tegenhangers vertoonden jonge kinderen met diepgaand autisme de grootste toename in hersengrootte.

In een afzonderlijk experiment ontdekten de onderzoekers dat NDEL1 – een enzym dat betrokken is bij de ontwikkeling van zenuwcellen bij foetussen – minder actief was in autistische organen dan in gezonde organen. NDEL1-activiteit was geassocieerd met de orgaangrootte, waarbij de grootste bollen de laagste niveaus van het actieve eiwit vertoonden. Maar NDEL1-activiteit leek niet gekoppeld te zijn aan sociale en cognitieve uitkomsten, wat suggereert dat andere genen autistische kenmerken beïnvloeden.

De wetenschappers presenteerden op 25 mei details van hun bevindingen Moleculair autisme.

Nowakowski zegt dat dit werk de inzichten demonstreert die kunnen worden verkregen uit orgaanmodellen. Hij voegt eraan toe dat het uitbreiden van de reikwijdte van het onderzoek op een dag subtielere veranderingen bij autistische mensen met specifieke klinische kenmerken aan het licht kan brengen.

Maar totdat het onderzoek met een groter aantal deelnemers wordt herhaald, waarschuwt Nowakowski ervoor geen vaste aannames te trekken uit een kleine en zeer variabele steekproef. Zelfs als de bevindingen standhouden in een grotere steekproef, betekent het correlatieve karakter van het onderzoek dat we niet zeker kunnen zijn of verminderde NDEL1-activiteit of versnelde hersenontwikkeling autistische kenmerken veroorzaakt, voegt hij eraan toe.

Organen die van dezelfde persoon zijn afgeleid, kunnen in verschillende groottes groeien, inclusief bolletjes cellen die van belang kunnen zijn, fragmenten van organen of klonten die aan elkaar zijn gesmolten. Deze diversiteit vereist dat onderzoekers legitieme organen selecteren, een beslissing die per laboratorium kan variëren, zegt Vaccarino.

Vanwege deze dubbelzinnigheid, zegt Vaccarino, “kan het beter zijn om minder subjectieve metingen te kiezen, zoals genexpressie.” (Organen afkomstig van autistische kinderen met vergrote hoofden – bekend als macrocefalie – zijn zichtbaar Verhoogde expressie van bepaalde genen (Meer dan bij kinderen met autisme zonder macrocefalie, blijkt uit eerder werk van Vaccarino's groep.)

F

Het werk van Mootri's groep heeft tot doel hun voorlopige bevindingen in een grotere steekproef te bevestigen en te ontdekken hoe overmatige hersengroei sociale en cognitieve eigenschappen beïnvloedt. Mootri zegt dat ze van plan zijn te onderzoeken of het teveel aan neuronen de communicatie in de organoïden verhindert door neuronale proliferatie te stimuleren of te remmen. Als deze experimenten veelbelovend blijken, kunnen de resultaten de theorie versterken dat overmatige connectiviteit binnen bepaalde hersengebieden tot autisme leidt.

Maar in plaats van zich te concentreren op het aantal neuronen, zouden onderzoekers moeten kijken naar welke soorten cellen het meest getroffen zijn, zegt hij Sundari Chetty“Dit zou helpen bij het ontwerpen van behandelingen die zich rechtstreeks op deze cellen in verschillende subtypes van autisme richten”, zegt dr. Leslie Krause, assistent-professor in de psychiatrie aan de Harvard Medical School, die niet bij het werk betrokken was.

Het is bekend dat mensen met autisme een groter aantal exciterende neuronen en microglia hebben, maar of deze cellen ook verband houden met sociale problemen is onduidelijk. “Toekomstig werk gericht op het identificeren van de mechanismen zal zeer nuttig zijn”, zegt Chetty.