Overmatige hersengroei in de baarmoeder gekoppeld aan de ernst van autisme

Sommige kinderen met autisme ervaren levenslange problemen, zoals ontwikkelingsachterstanden, sociale problemen en zelfs een onvermogen om te spreken. Anderen ervaren mildere symptomen die na verloop van tijd verbeteren.

Dit verschil in uitkomsten is lange tijd een mysterie geweest voor wetenschappers, maar nu blijkt uit een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Molecular Autism door onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, werpt licht op deze vraag. Een van zijn bevindingen: de biologische basis van deze twee subtypes van autisme ontwikkelt zich in de baarmoeder.

Onderzoekers gebruikten stamcellen uit het bloed van 10 kinderen van 1 tot 4 jaar met idiopathisch autisme (waarvoor geen enkele genoorzaak is geïdentificeerd) om hersencorticale organoïden (BCO's) te creëren, modellen van de foetale hersenschors. Ze creëerden ook BCO's van zes neurotypische kinderen.

De hersenschors, vaak grijze stof genoemd, bekleedt het buitenoppervlak van de hersenen. Het bevat tientallen miljarden zenuwcellen en is verantwoordelijk voor belangrijke functies zoals bewustzijn, denken, redeneren, leren, geheugen, emoties en sensorische functies.

De onderzoekers ontdekten onder meer dat de BCO's van peuters met autisme aanzienlijk groter waren (ongeveer 40%) dan die van neurotypische controles. Dit werd bevestigd door twee onderzoeksrondes die in verschillende jaren (2021 en 2022) werden uitgevoerd. Elke ronde omvatte de creatie van honderden organoïden van elke patiënt.

Onderzoekers ontdekten ook dat abnormale stijgingen in BCO bij kinderen met autisme correleerden met hoe hun aandoening zich manifesteerde. Hoe groter de BCO-omvang van de baby, hoe ernstiger zijn sociale en taalsymptomen later waren, en hoe groter zijn hersenstructuur op MRI was. Peuters met overmatig vergrote BCO's vertoonden een groter dan normaal volume in de sociale, taal- en sensorische gebieden van de hersenen vergeleken met neurotypische leeftijdsgenoten.

"Groter is niet altijd beter als het om de hersenen gaat", zegt dr. Alisson Moutry, directeur van het Sanford Stem Cell Institute (SSCI) aan de universiteit. “We ontdekten dat hersenorganoïden van kinderen met diepgaand autisme meer cellen en soms meer neuronen hebben, en dat is niet altijd een goede zaak.”

Bovendien groeiden de BCO's van alle kinderen met autisme, ongeacht de ernst, ongeveer drie keer sneller dan die van neurotypische kinderen. Enkele van de grootste hersenorganoïden – die van kinderen met de meest ernstige, aanhoudende gevallen van autisme – vertoonden ook versnelde neuronvorming. Hoe ernstiger het autisme van een kind, hoe sneller zijn BCO groeide – soms tot het punt waarop hij een overmatig aantal neuronen ontwikkelde.

Eric Courchesne, professor aan de afdeling Neurologie van de School of Medicine en samen met Moutry hoofdonderzoeker van het onderzoek, noemde het onderzoek 'uniek'. Het matchen van gegevens over kinderen met autisme – inclusief hun IQ, ernst van de symptomen en MRI-bevindingen – met hun overeenkomstige BCO of vergelijkbare op stamcellen gebaseerde modellen is van groot belang, merkte hij op. Maar vreemd genoeg waren dergelijke onderzoeken vóór hun werk niet uitgevoerd.

"De kernsymptomen van autisme zijn sociaal-emotionele en communicatieproblemen", zegt Courchesne, tevens mededirecteur van het UC San Diego Center for Autism Excellence. "We moeten de onderliggende neurobiologische oorzaken van deze problemen begrijpen en begrijpen wanneer ze zich beginnen te ontwikkelen. Wij zijn de eersten die stamcelonderzoek bij autisme ontwikkelen dat deze specifieke en centrale vraag aanpakt."