חוקרים מאוניברסיטת סן דייגו גילו כי הבדלים בחומרת האוטיזם קשורים להתפתחות המוח בעובר, כאשר אורגנואידים במוח גדולים יותר מתואמים עם תסמיני אוטיזם חמורים יותר. תובנה זו לגבי הבסיס הביולוגי של אוטיזם יכולה להוביל לטיפולים ממוקדים.
מוח גדול במיוחד עשוי להיות הסימן הראשון לאוטיזם – ונראה לעין כבר בשליש הראשון, על פי מחקר שנערך לאחרונה על ידי UCSD.
חלק מהילדים עם אוטיזם עמוק מתמודדים עם אתגרים לכל החיים עם מיומנויות חברתיות, שפות וקוגניטיביות, כולל חוסר היכולת לדבר. לעומת זאת, אחרים מציגים תסמינים קלים יותר שעשויים להשתפר עם הזמן.
הפער בתוצאות היה תעלומה למדענים, עד עכשיו. מחקר חדש שפורסם ב אוטיזם מולקולרי על ידי חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, הוא הראשון ששפך אור על העניין. בין ממצאיה: הבסיס הביולוגי לשני תתי הסוגים הללו של הפרעת הספקטרום האוטיסטי מתפתח בשבועות ובחודשים הראשונים להתפתחות העוברית.
חוקרים השתמשו בתאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSCs) שמקורם בדגימות דם של 10 פעוטות עם אוטיזם ושישה "בקרות" נוירוטיפיות באותו גיל. הם יכלו להיות מתוכנתים מחדש לכל סוג של תא אנושי, הם השתמשו ב-iPSCs כדי ליצור אורגנואידים בקליפת המוח (BCOs) – מודלים של קליפת המוח במהלך השבועות הראשונים להתפתחות העובר. ה"מיני-מוחות" האמיתיים שגדלו מתאי גזע של פעוטות עם אוטיזם גדלו בהרבה – בערך 40% – מאלו של בקרות נוירוטיפיות, מה שמדגים את הצמיחה שהתרחשה ככל הנראה במהלך ההתפתחות העוברית של כל ילד.
קשר בין גדילת יתר מוחית לחומרת אוטיזם
"מצאנו שככל שגודל ה-BCO העוברי גדול יותר, כך הסימפטומים החברתיים המאוחרים של אוטיזם של הילד חמורים יותר", אמר אריק קורצ'סנה, חוקר ראשי של המחקר ומנהל משותף של מרכז המצוינות של אוטיזם במחלקה למדעי המוח באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו. "לפעוטות שסבלו מאוטיזם עמוק, שהוא הסוג החמור ביותר של אוטיזם, היה הגידול הגדול ביותר של BCO במהלך ההתפתחות העוברית. לאלו עם תסמינים חברתיים של אוטיזם קל היה גידול יתר קל בלבד."
אורגנואידים בקליפת המוח (BCOs) שנוצרו על ידי ד"ר Alysson Muotri המוצגים בתמונת קובץ משנת 2019. חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו השתמשו בתאי גזע של פעוטות עם אוטיזם ויצרו מהם BCOs. תאי הגזע של פעוטות עם אוטיזם התפתחו ל-BCOs גדולים יותר, הם גילו. לפעוטות עם אוטיזם היו גם נפחי מוח גדולים יותר, על פי MRI. קרדיט: UC San Diego Health Sciences
באמצעות אורגנואידים קורטיקליים במוח (BOCs) והדמיית מוח חברתית מקיפה, מעקב עיניים חברתיות ובדיקות התנהגות חברתית, Courchesne ועמיתיו גילו כי אוטיזם עמוק מתחיל במהלך העובר. ככל שגידול יתר של BCOs עובריים גדול יותר, כך הסימפטומים החברתיים של אוטיזם קשים יותר בגילאי פעוטות. לפעוטות שיש להם אוטיזם עמוק, שהוא הסוג החמור ביותר של אוטיזם, יש את הגידול הקיצוני ביותר של BCO במהלך ההתפתחות העוברית. קרדיט: UC San Diego Health Sciences
במקביל להפליא, ככל ש-BCO הפגין יותר גדילת יתר, כך נמצאה גידול יתר באזורים חברתיים במוחו של הילד האוטיזם העמוק, ותשומת הלב של הילד לגירויים חברתיים נמוכה יותר. ההבדלים הללו היו ברורים בהשוואה לנורמות של מאות ואלפי פעוטות שנחקרו על ידי מרכז המצוינות לאוטיזם באוניברסיטת סן דייגו. יתרה מכך, BCOs של פעוטות עם אוטיזם עמוק גדלו מהר מדי וגם גדולים מדי.
"ככל שהמוח גדול יותר, כך טוב יותר זה לא בהכרח נכון", הסכים אליסון מוטרי, Ph.D., מנהל המרכז לחקר אורביטלי תאי גזע בחלל המשולב של מכון תאי גזע של סנפורד באוניברסיטה. Muotri ו-Courchesne שיתפו פעולה במחקר, כאשר Muotri תרם את הפרוטוקול הקנייני שלו לפיתוח BCO אותו שיתף לאחרונה באמצעות פרסום ב- פרוטוקולי טבעכמו גם המומחיות שלו במדידת BCO.
השלכות על טיפול ומחקר נוסף
מכיוון שהתסמינים החשובים ביותר של אוטיזם עמוק ואוטיזם קל חווים בתחום הרגשי החברתי והתקשורת, אך בדרגות חומרה שונות, "צריך להבין בדחיפות את ההבדלים במקורות העובריים של שני תת-הסוגים הללו של אוטיזם", אמר קורצ'ן. . "ההבנה הזו יכולה להגיע רק ממחקרים כמו שלנו, שחושפים את הגורמים הנוירו-ביולוגיים הבסיסיים לאתגרים החברתיים שלהם ומתי הם מתחילים."
אורגנואידים בקליפת המוח (BCOs) שנוצרו על ידי ד"ר Alysson Muotri המוצגים בתמונת קובץ משנת 2019. חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו השתמשו בתאי גזע של פעוטות עם אוטיזם ויצרו מהם BCOs. תאי הגזע של פעוטות עם אוטיזם התפתחו ל-BCOs גדולים יותר, הם גילו. לפעוטות עם אוטיזם היו גם נפחי מוח גדולים יותר, על פי MRI. קרדיט: UC San Diego Health Sciences
גורם פוטנציאלי אחד לצמיחת יתר של BCO זוהה על ידי משתתפת המחקר Mirian AF Hayashi, Ph.D., פרופסור לפרמקולוגיה באוניברסיטה הפדרלית של סאו פאולו בברזיל, והדוקטורט שלה. תלמיד ז'ואאו נאני. הם גילו שהחלבון/אנזים NDEL1, המווסת את צמיחת המוח העוברי, מופחת ב-BCO של אלו עם אוטיזם. ככל שהביטוי נמוך יותר, ה-BCOs גדלו יותר.
"הקביעה ש-NDEL1 אינו פועל כראוי הייתה תגלית מפתח", אמר Muotri.
Courchesne, Muotri ו-Hayashi מקווים כעת לאתר גורמים מולקולריים נוספים לצמיחת יתר של המוח באוטיזם – תגליות שעלולות להוביל לפיתוח טיפולים המקלים על תפקוד חברתי ואינטלקטואלי עבור אלו הסובלים מהמצב.
מחברי המחקר כוללים את Vani Taluja, Sanaz Nazari, Caitlin M. Aamodt, Karen Pierce, Kuaikuai Duan, Sunny Stophaeros, Linda Lopez, Cynthia Carter Barnes, Jaden Troxel, Kathleen Campbell, Tianyun Wang, Kendra Hoekzema, Evan E. Eichler , Wirla Pontes, Sandra Sanchez Sanchez, Michael V. Lombardo and Janaina S. de Souza.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהמכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת, ה המכונים הלאומיים לבריאות, מכון קליפורניה לרפואה רגנרטיבית וקרן הארטוול. אנו מודים להורי הפעוטות בסן דייגו שתאי הגזע שלהם תוכנתו מחדש ל-BCOs.
גילויים: Muotri הוא מייסד שותף ויש לו מניות ב-TISMOO, חברה המוקדשת לניתוח גנטי ואורגנוגנזה של המוח האנושי, תוך התמקדות ביישומים טיפוליים המותאמים אישית להפרעות בספקטרום האוטיסטי והפרעות נוירולוגיות אחרות שמקורן בגנטיקה. תנאי הסדר זה נבדקו ואושרו על ידי אוניברסיטת קליפורניה סן דייגו בהתאם למדיניות ניגוד העניינים שלה. אייכלר הוא חבר מועצת ייעוץ מדעי של Variant Bio, Inc. לכותבים האחרים אין ניגוד עניינים להכריז.
