Pertumbuhan otak yang berlebih di dalam rahim dikaitkan dengan tingkat keparahan autisme

Beberapa anak dengan autisme mengalami kesulitan yang mendalam dan berlangsung seumur hidup, seperti keterlambatan perkembangan, masalah sosial, dan bahkan ketidakmampuan berbicara. Yang lainnya memiliki gejala yang lebih ringan yang membaik seiring berjalannya waktu.

Perbedaan hasil ini telah lama membingungkan para ilmuwan, tetapi kini sebuah studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Molecular Autism oleh para peneliti di University of California, San Diego, mengungkap masalah tersebut. Di antara temuannya: dasar biologis untuk kedua subtipe autisme ini berkembang di dalam rahim.

Para peneliti menggunakan sel punca yang diambil dari darah 10 balita berusia 1 hingga 4 tahun dengan autisme idiopatik (yang tidak memiliki penyebab gen tunggal yang teridentifikasi) untuk membuat organoid korteks otak (BCO) – model korteks serebral janin. Mereka juga membuat BCO dari enam balita neurotipikal.

Korteks serebral, yang sering disebut materi abu-abu, melapisi permukaan luar otak. Korteks ini mengandung puluhan miliar sel saraf dan bertanggung jawab atas fungsi-fungsi penting seperti kesadaran, berpikir, penalaran, pembelajaran, memori, emosi, dan fungsi sensorik.

Di antara temuan mereka, para peneliti menemukan bahwa BCO anak-anak dengan autisme secara signifikan lebih besar — sekitar 40% — dibandingkan dengan BCO anak-anak kontrol neurotipikal. Hal ini dikonfirmasi oleh dua putaran penelitian yang dilakukan pada tahun yang berbeda (2021 dan 2022). Setiap putaran melibatkan pembuatan ratusan organoid dari setiap pasien.

Para peneliti juga menemukan bahwa pertumbuhan abnormal BCO pada balita dengan autisme berkorelasi dengan manifestasi gangguan mereka. Semakin besar ukuran BCO balita, semakin parah gejala sosial dan bahasa mereka di kemudian hari, dan semakin besar struktur otak mereka pada MRI. Balita dengan BCO yang sangat besar menunjukkan volume yang lebih besar dari normal di area sosial, bahasa, dan sensorik otak dibandingkan dengan rekan-rekan mereka yang neurotipikal.

"Lebih besar tidak selalu lebih baik dalam hal otak," kata Dr. Alisson Mutrey, direktur Sanford Stem Cell Institute (SSCI) di universitas tersebut. "Kami menemukan bahwa organoid otak dari anak-anak dengan autisme berat memiliki lebih banyak sel dan terkadang lebih banyak neuron, dan itu tidak selalu merupakan hal yang baik."

Selain itu, BCO semua anak autis, terlepas dari tingkat keparahannya, tumbuh sekitar tiga kali lebih cepat daripada anak-anak neurotipikal. Beberapa organoid otak terbesar—yang memiliki kasus autisme paling parah dan persisten—juga menunjukkan percepatan produksi neuron. Semakin parah autisme seorang anak, semakin cepat BCO mereka tumbuh—terkadang sampai pada titik mengembangkan neuron dalam jumlah berlebih.

Eric Courchesne, seorang profesor di departemen neurologi Fakultas Kedokteran dan salah satu pemimpin penelitian bersama Mutry, menyebut penelitian itu "unik." Mencocokkan data tentang anak-anak dengan autisme — termasuk IQ, tingkat keparahan gejala, dan hasil MRI — dengan BCO yang sesuai atau model sel induk yang serupa sangatlah hebat, katanya. Namun yang mengejutkan, penelitian semacam itu belum pernah dilakukan sebelum penelitian mereka.

"Gejala inti autisme adalah masalah sosial-emosional dan komunikasi," kata Courchesne, yang juga merupakan salah satu direktur Pusat Keunggulan Autisme UC San Diego. "Kita perlu memahami penyebab neurobiologis yang mendasari masalah ini dan kapan masalah ini mulai berkembang. Kami adalah yang pertama mengembangkan penelitian sel punca dalam autisme yang membahas pertanyaan khusus dan utama ini."