Terlalu Banyak Koneksi Otak Bisa Menjadi Penyebab Akar Dibalik Autisme

Sumber: iStockphoto

Oleh: Trenton Paul

Menurut sebuah studi oleh tim ilmuwan di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis, ada gen yang rusak terkait dengan autisme yang memengaruhi cara neuron berkomunikasi satu sama lain di otak.

Dalam serangkaian tes yang dilakukan pada tikus, ditemukan bahwa gen tersebut mengakibatkan terlalu banyak koneksi yang dibuat antara neuron. Hal ini menyebabkan masalah pembelajaran untuk subjek, dan tim peneliti percaya bahwa temuan ini juga berlaku pada manusia.

Mutasi pada gen yang dikaitkan dengan autisme pada manusia menyebabkan neuron membentuk terlalu banyak koneksi pada tikus. Temuan menunjukkan bahwa kerusakan komunikasi antara sel-sel otak bisa menjadi akar autisme. Sumber: Sekolah Kedokteran Universitas Getty / Washington

"Studi ini meningkatkan kemungkinan bahwa ada terlalu banyak sinapsis dalam otak pasien autisme," kata penulis senior Azad Bonni, MD, PhD, Edison Professor Neuroscience dan kepala Departemen Neuroscience di Washington University School of Medicine. di St. Louis. “Anda mungkin berpikir bahwa memiliki lebih banyak sinapsis akan membuat otak bekerja lebih baik, tetapi sepertinya tidak demikian. Peningkatan jumlah sinapsis menciptakan miskomunikasi di antara neuron di otak yang sedang berkembang yang berkorelasi dengan gangguan dalam belajar, meskipun kita tidak tahu caranya. ”

Gen-gen yang terhubung dengan Autisme

Gangguan perkembangan saraf mempengaruhi sekitar 1 dari 68 anak di seluruh dunia, dan karakteristik utamanya berkisar pada tantangan sosial dan komunikatif.

Banyak gen telah ditemukan terkait dengan autisme. Enam gen kunci dalam temuan ini bekerja untuk melampirkan tag molekuler, yang disebut ubiquitin, ke protein. Gen-gen ini, umumnya disebut sebagai ligase ubiquitin, bekerja dengan cara yang sama seperti jalur produksi di pabrik. Mereka memberi tahu sebagian besar sel apa yang sebenarnya perlu dilakukan dengan protein yang ditandai. Kadang-kadang ia memerintahkan sel untuk membuangnya, di lain waktu itu mengarahkan sel untuk mengalihkannya ke tempat lain, dan ligase bahkan memberi tahu sel cara meningkatkan atau mengurangi aktivitas dalam protein.

Mereka yang autis sering mengalami mutasi yang mencegah salah satu gen ubiquitin bekerja sebagaimana mestinya. Masalah di balik mutasi ini, sampai sekarang, entah telah diteliti dengan buruk atau sangat disalahpahami. Untuk lebih memahami bagaimana sistem bekerja, Bonni dan rekan-rekannya menghapus gen ubiquitin RNF8 di neuron di otak kecil tikus muda. Otak kecil, yang terletak di punggung bawah otak tepat di atas batang, adalah salah satu daerah utama yang dipengaruhi oleh autisme.

Diagram otak ditemukan pada tikus muda. Sumber: Universitas Rockefeller

Menurut temuan tim, neuron yang tidak memiliki protein RNF8 membentuk sekitar 50 persen lebih banyak sinapsis, yang merupakan koneksi yang memungkinkan neuron untuk mengirim sinyal dari satu ke yang lain, daripada yang memiliki gen. Sinapsis tambahan juga berfungsi. Dengan mengukur sinyal listrik di sel penerima, para peneliti menemukan bahwa kekuatan sinyal berlipat dua pada tikus yang kekurangan protein.

Sinapsis pada dasarnya bekerja lembur dalam proses transfer, yang dianggap menyebabkan kurangnya perhatian ketika pasien ditempatkan dalam situasi belajar. Otak sedang bekerja terlalu keras dengan komunikasi, oleh karena itu ia tidak dapat menyerap pengalaman belajar.

Data dikumpulkan

Tikus yang tidak memiliki protein RNF8 tidak memiliki masalah yang jelas dengan gerakan, tetapi ketika tiba saatnya untuk mengajarkan mereka keterampilan motorik dasar (seperti menutup mata pada perintah), mereka memiliki banyak kesulitan. Tim melatih tikus-tikus itu untuk mengaitkan embusan udara yang cepat ke mata dengan kedipan cahaya. Sementara tikus dengan protein RFN8 belajar untuk menutup mata mereka ketika mereka melihat cahaya berkedip untuk menghindari iritasi embusan udara yang datang, tikus tanpa gen menutup mata mereka hanya sepertiga dari waktu.

Neuron dari otak anak muda dengan autisme. Sumber: Guomei Tang dan Mark S. Sonders / CUMC

Jelas ada perbedaan besar dalam bekerja dengan tikus dan anak-anak, tetapi karena hewan-hewan ini ditemukan sangat dekat dengan manusia dalam hal susunan saraf, hasil ini telah mendorong untuk penelitian lebih lanjut ke dalam data yang dikumpulkan.

"Ada kemungkinan bahwa koneksi berlebihan antara neuron berkontribusi pada autisme," kata Bonni. “Lebih banyak pekerjaan yang perlu dilakukan untuk memverifikasi hipotesis ini pada orang, tetapi jika itu ternyata benar, maka Anda dapat mulai mencari cara mengendalikan jumlah sinapsis. Ini berpotensi menguntungkan tidak hanya orang-orang yang memiliki mutasi langka pada gen ubiquitin ini tetapi pasien lain dengan autisme. ”

Awalnya diterbitkan di sanvada.com pada 2 November 2017.