Übermäßiges Gehirnwachstum im Mutterleib mit Autismus verbunden Schweregrad

Einige Kinder mit Autismus haben lebenslang schwerwiegende Schwierigkeiten, wie Entwicklungsverzögerungen, soziale Probleme und sogar Sprachunfähigkeit. Andere haben mildere Symptome, die sich mit der Zeit bessern.

Dieser Unterschied in den Ergebnissen war für Wissenschaftler lange Zeit ein Rätsel, aber jetzt wirft eine neue Studie, die in der Zeitschrift Molecular Autism von Forschern der University of California, San Diego, veröffentlicht wurde, Licht auf diese Frage. Eine seiner Erkenntnisse: Die biologische Grundlage dieser beiden Autismus-Subtypen entwickelt sich im Mutterleib.

Forscher verwendeten Stammzellen aus dem Blut von 10 Kindern im Alter von 1 bis 4 Jahren mit idiopathischem Autismus (für den keine Einzelgen-Ursache identifiziert wurde), um Hirnkortikal-Organoide (BCOs) zu erstellen, Modelle der fötalen Großhirnrinde. Sie erstellten auch BCOs von sechs neurotypischen Kindern.

Die Großhirnrinde, oft graue Substanz genannt, kleidet die äußere Oberfläche des Gehirns aus. Sie enthält zig Milliarden Nervenzellen und ist für wichtige Funktionen wie Bewusstsein, Denken, Urteilsvermögen, Lernen, Gedächtnis, Emotionen und Sinnesfunktionen verantwortlich.

Unter anderem stellten die Forscher fest, dass die BCOs von Kleinkindern mit Autismus deutlich größer waren – etwa 40 % – als die von neurotypischen Kontrollpersonen. Dies wurde durch zwei Studienrunden bestätigt, die in verschiedenen Jahren (2021 und 2022) durchgeführt wurden. In jeder Runde wurden von jedem Patienten Hunderte von Organoiden erstellt.

Die Forscher fanden auch heraus, dass abnormale BCO-Erhöhungen bei Kindern mit Autismus mit der Art und Weise korrelierten, wie sich ihr Zustand manifestierte. Je größer die BCO-Größe des Babys war, desto schwerwiegender waren später seine sozialen und sprachlichen Symptome und desto größer war seine Gehirnstruktur im MRT. Kleinkinder mit übermäßig vergrößerten BCOs zeigten im Vergleich zu neurotypischen Altersgenossen ein überdurchschnittliches Volumen in sozialen, sprachlichen und sensorischen Bereichen des Gehirns.

„Größer ist nicht immer besser, wenn es um das Gehirn geht“, sagte Dr. Alisson Moutry, Direktor des Sanford Stem Cell Institute (SSCI) an der Universität. „Wir haben festgestellt, dass Gehirn-Organoide von Kindern mit schwerem Autismus mehr Zellen und manchmal mehr Neuronen haben, und das ist nicht immer eine gute Sache.“

Darüber hinaus wuchsen die BCOs aller Kinder mit Autismus, unabhängig von der Schwere, ungefähr dreimal schneller als die von neurotypischen Kindern. Einige der größten Gehirn-Organoide – die von Kindern mit den schwersten, hartnäckigsten Fällen von Autismus – zeigten auch eine beschleunigte Neuronenbildung. Je schwerer der Autismus eines Kindes, desto schneller wuchs sein BCO – manchmal bis zu dem Punkt, an dem es eine übermäßige Anzahl von Neuronen entwickelte.

Eric Courchesne, Professor in der Abteilung für Neurologie an der School of Medicine und gemeinsam mit Moutry leitender Forscher der Studie, nannte die Studie „einzigartig“. Die Übereinstimmung von Daten über Kinder mit Autismus – einschließlich ihres IQ, der Schwere der Symptome und der MRT-Befunde – mit ihren entsprechenden BCO- oder ähnlichen aus Stammzellen gewonnenen Modellen sei von großer Bedeutung, bemerkte er. Aber seltsamerweise wurden solche Studien vor ihrer Arbeit nicht durchgeführt.

„Die Kernsymptome von Autismus sind sozial-emotionale und Kommunikationsprobleme“, sagte Courchesne, der auch Co-Direktor des UC San Diego Center for Autism Excellence ist. „Wir müssen die zugrunde liegenden neurobiologischen Ursachen dieser Probleme verstehen und wissen, wann sie sich zu entwickeln beginnen. Wir sind die Ersten, die Stammzellenforschung bei Autismus betreiben, die sich dieser spezifischen und zentralen Frage widmet.“