באמצעות מודלים של “מיני-מוח” אנושיים (ידועים כ”אורגנואידים”), מדענים ממאיו קליניק ומאוניברסיטת ייל בארה”ב גילו ששורשי האוטיזם עשויים להיות קשורים לחוסר איזון של נוירונים ספציפיים הממלאים תפקיד קריטי באופן שבו המוח מתקשר ומתפקד. התאים הספציפיים האלה ידועים כ”נוירונים קורטיקליים מעוררים”. המחקר החדש פורסם ב-Nature Neuroscience.
צוות החוקרים מצא חוסר איזון חריג של נוירונים מעוררים במוח הקדמי של אנשים עם התסמונת, בהתאם לגודל הראש שלהם. “טכנולוגיה אורגנואידית זו איפשרה לנו לשחזר את השינוי בהתפתחות המוח שקרה לאוטיסטים כשהם היו ברחם – התקופה שאנו מאמינים כי היא המקור לאוטיזם”, מסביר ד”ר אלכסיי אביזוב, חוקר במחלקה למדעי הבריאות הכמותיים במרכז מאיו קליניק לרפואה מותאמת אישית ומחבר בכיר של המחקר.
אוטיזם הוא מצב נוירולוגי המשפיע על האופן שבו אנשים תופסים ויוצרים אינטראקציה עם אחרים – מה שמוביל לאתגרים בתקשורת ובהתנהגות חברתית. המונח “ספקטרום” מדגיש את הטווח הרחב של התסמינים והחומרה וכולל אוטיזם, תסמונת אספרגר ועוד.
נכון להיום כמעט 1 מכל 36 ילדים בארה”ב מאובחן עם אוטיזם, על פי הערכות של המרכז האמריקאי לבקרת מחלות ומניעתן.
מה זה “מיני-מוחות”
לצורך המחקר, המדענים יצרו לראשונה מודלים מיניאטוריים דמויי מוח תלת מימדיים, הנקראים אורגנואידים. אשכולות התאים בגודל אפונה התחילו כתאי עור של אנשים עם אוטיזם. תאי העור הונחו בצלחת תרבית ו”תוכנתו מחדש” בחזרה למצב דמוי תאי גזע, הנקראים תאי גזע פלוריפוטנטיים. את תאי המאסטר האלה ניתן “לשדל” להתפתח לכל תא בגוף, כולל תאי מוח.
לאחר מכן המדענים השתמשו בטכנולוגיה מיוחדת הנקראת רצף RNA חד-תא כדי לחקור את דפוסי ביטוי הגנים של תאי מוח בודדים. בסך הכל הם בחנו 664,272 תאי מוח בשלושה שלבים שונים של התפתחות המוח.
המדענים גילו גם שחוסר האיזון הנוירוני נובע משינויים בפעילותם של גנים מסוימים המכונים “גורמי שעתוק”, אשר ממלאים תפקיד מכריע בהכוונת התפתחות התאים בשלבים הראשונים של היווצרות המוח.
המחקר הנוכחי מתבסס על 13 שנים של מחקרים על אוטיזם שפורסמו על ידי ד”ר אביזוב ושותפיו, כולל ד”ר פלורה וקרינו, מדענית מוח באוניברסיטת ייל. באחד המחקרים החלוציים שלהם הם הצביעו על הבדלים מולקולריים באורגנואידים בין אנשים עם אוטיזם לאלו ללא אוטיזם, תוך שהם מסתמכים על דה-רגולציה של גורם שעתוק ספציפי בשם FOXG1 כגורם הבסיסי להפרעה.
“אוטיזם הוא בעיקר תסמונת גנטית”, אומר ד”ר אביזוב. “המטרה שלנו היא להיות מסוגלים לקבוע את הסיכון לאוטיזם ואולי למנוע אותו באמצעות בדיקות גנטיות טרום לידתיות. עם זאת, זה ידרוש ידע מפורט כיצד ויסות המוח ‘משתולל’ במהלך ההתפתחות. יש הרבה היבטים שבהם אורגנואידים יכולים לעזור בכיוון הזה”.
