Overmatige hersengroei in de baarmoeder is gekoppeld aan de ernst van autisme

Sommige kinderen met autisme ervaren ernstige, levenslange problemen, zoals ontwikkelingsachterstanden, sociale problemen en zelfs spraakproblemen. Anderen hebben mildere symptomen die na verloop van tijd verbeteren.

Dit verschil in uitkomsten heeft wetenschappers lang voor een raadsel gesteld, maar nu werpt een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Molecular Autism door onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Diego, licht op de zaak. Een van de bevindingen: de biologische basis voor deze twee subtypen autisme ontwikkelt zich in de baarmoeder.

De onderzoekers gebruikten stamcellen uit het bloed van 10 peuters van 1 tot 4 jaar met idiopathisch autisme (waarvoor geen enkel gen als oorzaak is vastgesteld) om hersencorticale organoïden (BCO's) te creëren – modellen van de foetale hersenschors. Ze creëerden ook BCO's van zes neurotypische peuters.

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

Onder hun bevindingen ontdekten de onderzoekers dat de BCO's van kinderen met autisme significant hoger waren – ongeveer 40% – dan die van neurotypische controlegroepen. Dit werd bevestigd door twee onderzoeksrondes, uitgevoerd in verschillende jaren (2021 en 2022). In elke ronde werden honderden organoïden van elke patiënt gemaakt.

De onderzoekers ontdekten ook dat de abnormale groei van de BCO bij peuters met autisme correleerde met de manifestatie van hun stoornis. Hoe groter de BCO van een peuter, hoe ernstiger hun sociale en taalproblemen later in hun leven, en hoe groter hun hersenstructuur was op MRI. Peuters met abnormaal grote BCO's vertoonden grotere dan normale volumes in de sociale, taal- en sensorische hersengebieden in vergelijking met hun neurotypische leeftijdsgenoten.

"Groter is niet altijd beter als het om de hersenen gaat", aldus dr. Alisson Mutrey, directeur van het Sanford Stem Cell Institute (SSCI) aan de universiteit. "We ontdekten dat hersenorganoïden van kinderen met ernstige autisme meer cellen en soms meer neuronen bevatten, en dat is niet altijd positief."

Bovendien groeiden de BCO's van alle kinderen met autisme, ongeacht de ernst, ongeveer drie keer sneller dan die van neurotypische kinderen. Sommige van de grootste hersenorganoïden – die met de ernstigste, aanhoudende gevallen van autisme – vertoonden ook een versnelde neuronproductie. Hoe ernstiger het autisme van een kind, hoe sneller hun BCO's groeiden – soms tot het punt waarop ze een overmatig aantal neuronen ontwikkelden.

Eric Courchesne, hoogleraar neurologie aan de faculteit Geneeskunde en medeleider van de studie met Mutry, noemde het onderzoek "uniek". Het matchen van gegevens van kinderen met autisme – waaronder hun IQ, ernst van de symptomen en MRI-resultaten – met hun corresponderende BCO's of vergelijkbare stamcelmodellen is krachtig, merkte hij op. Maar verrassend genoeg waren dergelijke studies vóór hun werk nog niet uitgevoerd.

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