Вчені виявили найперші біологічні ознаки аутизму

Незвичайно великий мозок може бути першою ознакою аутизму — і видно вже в першому триместрі, згідно з недавнім дослідженням, проведеним UCSD. Деякі діти з глибоким аутизмом протягом усього життя стикаються з проблемами соціальних, мовних і когнітивних навичок, включаючи нездатність говорити. Навпаки, інші виявляють більш м’які симптоми, які з часом можуть покращитися.

Різниця в результатах досі була загадкою для вчених. Нове дослідження, опубліковане в Molecular Autism дослідниками з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, є першим, що проливає світло на це питання. Серед його висновків: Біологічна основа цих двох підтипів розладу спектра аутизму розвивається в перші тижні та місяці ембріонального розвитку.

Дослідники використовували індуцибельні плюрипотентні стовбурові клітини (iPSC), отримані зі зразків крові 10 малюків з аутизмом і шести нейротипових «контрольних» дітей такого ж віку. Здатність бути перепрограмована в будь-яку клітину людини, вони використовували iPSC для створення органоїдів кори головного мозку (BCO) — моделей кори головного мозку протягом перших тижнів ембріонального розвитку. Справжній «міні-мозок», вирощений зі стовбурових клітин малюків з аутизмом, виріс набагато більшим — приблизно на 40 % — ніж у нейротипової контрольної групи, демонструючи ріст, який, очевидно, відбувався під час ембріонального розвитку кожної дитини.

Зв’язок між розростанням мозку та тяжкістю аутизму

«Ми виявили, що чим більший розмір ембріонального BCO, тим сильнішими будуть пізніші соціальні симптоми аутизму у дитини», — сказав Ерік Курчесн з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, провідний дослідник дослідження та співдиректор Центру передового досвіду аутизму у відділі нейронаук. «Малюки, які мали глибокий аутизм, який є найважчим типом аутизму, мали найбільший ріст BCO під час ембріонального розвитку. Ті з легкими соціальними симптомами аутизму мали лише легкий ріст».

Використовуючи органоїди кори головного мозку (BOC) і комплексну візуалізацію соціального мозку, відстеження соціальних очей і тестування соціальної поведінки, Куршен і його колеги виявили, що глибокий аутизм починається під час ембріогенезу. Чим більший ріст ембріональних BCOs, тим сильнішими є соціальні симптоми аутизму в дитячому віці. Малюки з глибоким аутизмом, який є найважчим типом аутизму, мають найбільш екстремальний ріст BCO під час ембріонального розвитку. Авторство: UC San Diego Health Sciences

Водночас, чим більший ріст BCO демонстрував, тим більший ріст був виявлений у соціальних областях мозку дитини з глибоким аутизмом і тим нижчою була увага дитини до соціальних стимулів. Ці відмінності були очевидні при порівнянні з нормами сотень і тисяч малюків, які вивчалися Центром аутизму Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. Щобільше, BCO від дітей ясельного віку з глибоким аутизмом росли надто швидко, а також надто великі.

«Чим більший мозок, тим краще — це не обов’язково», — погодився Аліссон Муотрі, доктор філософії, директор інтегрованого центру орбітальних досліджень космічних стовбурових клітин Санфордського інституту стовбурових клітин при університеті. Муотрі та Куршесн співпрацювали в дослідженні, причому Муотрі надав свій власний протокол розробки BCO, яким він нещодавно поділився через публікацію в Nature Protocols, а також свій досвід у вимірюванні BCO.

Наслідки для терапії та подальших досліджень

Оскільки найважливіші симптоми глибокого аутизму та легкого аутизму спостерігаються в соціально-афективній та комунікаційній сферах, але з різним ступенем тяжкості, «відмінності в ембріональному походженні цих двох підтипів аутизму необхідно терміново зрозуміти», сказав Куршн. . «Таке розуміння можна отримати лише завдяки дослідженням, подібним до нашого, які розкривають глибинні нейробіологічні причини їхніх соціальних викликів і те, коли вони починаються».

Одну з потенційних причин надмірного росту BCO виявила співавтор дослідження Міріан А. Ф. Хаяші, доктор філософії, професор фармакології Федерального університету Сан-Паулу в Бразилії та її доктор філософії. студент Жоао Нані. Вони виявили, що білок/фермент NDEL1, який регулює ріст ембріонального мозку, був знижений у BCO людей з аутизмом. Чим нижче вираз, тим більше збільшуються BCO.

«Визначення того, що NDEL1 не функціонує належним чином, було ключовим відкриттям», — сказав Муотрі.

Courchesne, Muotri та Hayashi тепер сподіваються точно визначити додаткові молекулярні причини надмірного росту мозку при аутизмі — відкриття, які можуть призвести до розробки методів лікування, які полегшують соціальне та інтелектуальне функціонування людей із цим захворюванням.