Pertumbuhan otak yang berlebihan di dalam rahim terkait dengan tingkat keparahan autisme

Beberapa anak autis mengalami kesulitan mendalam seumur hidup, seperti keterlambatan perkembangan, masalah sosial, dan bahkan ketidakmampuan berbicara. Yang lain mengalami gejala yang lebih ringan dan membaik seiring berjalannya waktu.

Perbedaan hasil ini telah lama menjadi misteri bagi para ilmuwan, namun kini sebuah penelitian baru diterbitkan dalam jurnal Molecular Autism oleh para peneliti di University of California, San Diego, menjelaskan pertanyaan ini. Temuannya antara lain: dasar biologis kedua subtipe autisme ini berkembang di dalam rahim.

Para peneliti menggunakan sel induk yang diambil dari darah 10 anak berusia 1 hingga 4 tahun dengan autisme idiopatik (yang penyebab gen tunggalnya belum teridentifikasi) untuk membuat organoid kortikal otak (BCO), model korteks serebral janin. Mereka juga menciptakan BCO dari enam anak neurotipikal.

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

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

Para peneliti juga menemukan bahwa peningkatan BCO yang tidak normal pada anak autis berkorelasi dengan manifestasi kondisi mereka. Semakin besar ukuran BCO bayi, maka semakin parah pula gejala sosial dan bahasanya di kemudian hari, serta semakin besar pula struktur otaknya pada pemeriksaan MRI. Balita dengan BCO yang membesar secara berlebihan menunjukkan volume area sosial, bahasa, dan sensorik otak yang lebih besar dari normal dibandingkan dengan teman sebaya neurotipikal.

"Lebih besar tidak selalu lebih baik jika menyangkut otak," kata Dr. Alisson Moutry, direktur Sanford Stem Cell Institute (SSCI) di universitas tersebut. “Kami menemukan bahwa organoid otak anak-anak penderita autisme berat memiliki lebih banyak sel dan terkadang lebih banyak neuron, dan hal tersebut tidak selalu merupakan hal yang baik.”

Selain itu, BCO semua anak autis, terlepas dari tingkat keparahannya, tumbuh sekitar tiga kali lebih cepat dibandingkan anak neurotipikal. Beberapa organoid otak terbesar—yang berasal dari anak-anak dengan kasus autisme paling parah dan persisten—juga menunjukkan percepatan pembentukan neuron. Semakin parah autisme yang dialami seorang anak, semakin cepat pertumbuhan BCO-nya—terkadang sampai pada titik di mana ia mengembangkan jumlah neuron berlebih.

Eric Courchesne, seorang profesor di Departemen Neurologi di Fakultas Kedokteran dan salah satu peneliti utama penelitian bersama Moutry, menyebut penelitian ini "unik". Mencocokkan data pada anak-anak dengan autisme – termasuk IQ mereka, tingkat keparahan gejala dan temuan MRI – dengan BCO yang sesuai atau model turunan sel induk serupa sangatlah penting, katanya. Namun anehnya, penelitian semacam itu belum pernah dilakukan sebelum mereka bekerja.

"Gejala inti autisme adalah masalah sosial-emosional dan komunikasi," kata Courchesne, yang juga salah satu direktur Pusat Keunggulan Autisme UC San Diego. "Kita perlu memahami penyebab neurobiologis yang mendasari masalah ini dan kapan masalah tersebut mulai berkembang. Kami adalah pihak pertama yang mengembangkan penelitian sel induk pada autisme yang menjawab pertanyaan spesifik dan sentral ini."