Dalam Autisme, ‘Pemangkasan’ Neuron yang Buruk Membawa Sinapsis Berlebihan
Kanak-kanak dan remaja dengan autisme mempunyai proses pemangkasan otak yang lambat semasa perkembangannya berbanding dengan anak-anak yang sihat, menurut ahli sains saraf di Pusat Perubatan Universiti Columbia (CUMC). Proses pemangkasan yang lebih perlahan ini menghasilkan lebihan sinaps otak - titik di mana neuron berhubung dan berkomunikasi antara satu sama lain.
Kajian itu, diterbitkan dalam jurnal Neuron, juga mendapati bahawa ubat rapamycin dapat memulihkan pemangkasan sinaptik yang normal dan memperbaiki tingkah laku seperti autistik pada tikus, walaupun setelah gejala muncul.
Walaupun rapamycin mempunyai kesan sampingan yang dapat mencegah penggunaannya pada orang yang menderita autisme, "kenyataan bahawa kita dapat melihat perubahan dalam tingkah laku menunjukkan bahawa autisme masih dapat dirawat setelah anak didiagnosis, jika kita dapat mencari ubat yang lebih baik," kata kajian penyiasat kanan, David Sulzer, Ph.D., profesor neurobiologi di CUMC.
Semasa bayi, terdapat ledakan perkembangan sinaps, terutama di korteks, wilayah yang terlibat dalam tingkah laku autistik; pada akhir remaja, kira-kira separuh daripada sinapsis kortikal ini telah dipangkas. Sinapsis diketahui dipengaruhi oleh banyak gen yang dikaitkan dengan autisme, dan beberapa penyelidik telah membuat hipotesis bahawa orang yang menderita autisme mungkin mempunyai lebih banyak sinaps.
Untuk kajian ini, pengarang bersama Guomei Tang, Ph.D., penolong profesor neurologi di CUMC, memeriksa otak dari kanak-kanak dengan autisme yang telah mati disebabkan oleh sebab lain. Tiga belas otak berasal dari kanak-kanak berumur dua hingga sembilan tahun, dan tiga belas otak berasal dari remaja berusia 13 hingga 20 tahun. Dua puluh dua otak dari kanak-kanak tanpa autisme juga diperiksa untuk perbandingan.
Tang mengukur ketumpatan sinaps di bahagian kecil tisu di setiap otak dengan mengira bilangan duri kecil yang bercabang dari neuron kortikal ini; setiap tulang belakang bersambung dengan neuron lain dengan sinaps. Pada akhir kanak-kanak, dia mendapati, kepadatan tulang belakang telah menurun kepada kira-kira separuh di otak kawalan, tetapi hanya 16 peratus di otak mereka yang menderita autisme.
"Ini pertama kalinya seseorang mencari, dan melihat, kekurangan pemangkasan semasa perkembangan anak-anak dengan autisme," kata Sulzer, "walaupun jumlah sinapsis yang lebih rendah di beberapa kawasan otak telah dikesan pada otak dari pesakit yang lebih tua dan pada tikus dengan tingkah laku seperti autistik. "
Para penyelidik menemui petunjuk yang mungkin menyebabkan kecacatan pemangkasan; sel-sel otak kanak-kanak autistik dipenuhi dengan bahagian-bahagian yang lama dan rosak dan sangat kekurangan jalan penurunan yang dikenali sebagai "autophagy." Sel menggunakan autophagy (istilah Yunani yang bermaksud "makan sendiri") untuk menguraikan komponennya sendiri.
Dengan menggunakan model tetikus, para penyelidik mengesan kecacatan pemangkasan pada protein yang disebut mTOR. Ketika mTOR terlalu aktif, mereka mendapati, sel-sel otak kehilangan banyak kemampuan "makan sendiri". Dan tanpa kemampuan ini, otak tikus dipangkas dengan buruk sehingga menghasilkan sinaps tambahan.
"Walaupun orang biasanya menganggap belajar memerlukan pembentukan sinapsis baru," kata Sulzer, "penghapusan sinapsis yang tidak tepat mungkin sama pentingnya."
Para penyelidik dapat memulihkan pemangkasan autophagy dan synaptic normal - dan membalikkan tingkah laku seperti autistik pada tikus - dengan merawatnya dengan rapamycin, ubat yang menghalang mTOR. Ubat ini berkesan walaupun gejala telah berkembang.
Kerana sejumlah besar mTOR yang terlalu aktif juga terdapat di hampir semua otak pesakit autisme, proses yang sama mungkin berlaku pada kanak-kanak dengan autisme.
Sumber: Pusat Perubatan Universiti Columbia
