Otizmde İki Farklı Biyolojik Tür Keşfedildi: Beyin Taramaları Gizemi Çözüyor

Hızlı Erişim / İçindekiler

• Beyin İletişimindeki Zıt Kutuplar: Aşırı ve Düşük Bağlantısallık
• Fare Modelleri Biyolojik Bir Rosetta Taşı İşlevi Gördü
• Uluslararası Veri Tabanı İnsan Beynindeki Kalıpları Doğruladı
• Kişiselleştirilmiş Otizm Tedavisine Doğru Yeni Bir Dönem

Otizm spektrum bozukluğu, her bireyde son derece farklı belirtiler ve seyirler gösteren karmaşık yapısı nedeniyle tıp dünyasını uzun yıllardır uğraştıran bir olgu. Bilim insanları, bu çeşitliliğin arkasında yatan sır perdesini aralamak adına bugüne kadarki en kapsamlı adımlardan birini attı. Yapılan yeni bir araştırma, otizmin rastgele çeşitlenen tek bir durum olmadığını, aksine beyindeki iletişim ağlarının işleyişine göre en az iki belirgin biyolojik alt türe ayrıldığını ortaya koydu. İtalyan Teknoloji Enstitüsü (IIT) ile New York'taki Child Mind Institute öncülüğünde yürütülen bu çalışma, davranışsal gözlemlerin ötesine geçerek doğrudan nöronal ağlardaki sinyal trafiğine odaklanıyor.

Beyin İletişimindeki Zıt Kutuplar: Aşırı ve Düşük Bağlantısallık

Nature Neuroscience dergisinde yayımlanan bulgular, otizmli bireylerin beyin fonksiyonel MR (fMRI) taramaları ile genetiği değiştirilmiş fare modellerinin verilerini bir araya getirdi. Yaklaşık bin otizmli bireyin beyin yapısını inceleyen uzmanlar, sinyal iletiminde birbirine tamamen zıt iki yapısal düzen tespit etti. İlk grupta, beynin farklı bölgeleri arasındaki iletişimin normalden çok daha zayıf olduğu "düşük bağlantısallık" (hypoconnectivity) durumu gözlendi. İkinci grupta ise tam tersine, bölgeler arası sinyal trafiğinin aşırı yoğun olduğu "aşırı bağlantısallık" (hyperconnectivity) tablosu açığa çıktı. Bu iki alt grubun, çalışmaya dahil edilen otizmli bireylerin yaklaşık yüzde 25'ini oluşturması, araştırmanın istatistiksel gücünü net biçimde gözler önüne seriyor.

Fare Modelleri Biyolojik Bir Rosetta Taşı İşlevi Gördü

Araştırmayı koordine eden Dr. Alessandro Gozzi ve Dr. Adriana Di Martino, insanlardan alınan fMRI görüntülerini anlamlandırabilmek için 20 farklı fare modelinin hücresel ve genetik verilerinden yararlandı. Laboratuvar ortamında elde edilen moleküler kanıtlar, düşük bağlantısallık gösteren alt türün doğrudan sinaps yolları ve nöronlar arası mesaj iletim mekanizmalarıyla ilişkili olduğunu kanıtladı. Öte yandan, aşırı bağlantısallık gösteren grubun ise bağışıklık sistemiyle ilgili biyolojik süreçlerle tetiklendiği belirlendi. Hücresel düzeydeki bu köklü farklar, otizmin tek bir potada eritilemeyecek kadar net biyolojik ayrışmalara sahip olduğunu tescilledi. Bilim insanları, farelerden elde ettikleri bu genetik ve biyokimyasal ipuçlarını birer "biyolojik referans imzası" olarak kullanarak insan beyin taramalarında birebir karşılıklarını bulmayı başardı. Bu yöntem, nörobilim alanında fMRI verileri ile moleküler kökenler arasında kurulan ilk büyük ölçekli köprü niteliğini taşıyor.

Uluslararası Veri Tabanı İnsan Beynindeki Kalıpları Doğruladı

Farelerden elde edilen genetik şifrelerin insanlardaki geçerliliğini test etmek amacıyla, dünya genelindeki araştırma merkezlerinin verilerini toplayan Otizm Beyin Görüntüleme Veri Değişimi (ABIDE) havuzuna başvuruldu. Yaşları çocukluk ile genç yetişkinlik arasında değişen 940 otizmli bireyin ve binin üzerindeki sağlıklı kontrol grubunun beyin taramaları analiz edildi. Yapılan gen ifade analizleri, düşük bağlantı gösteren beyin bölgelerinde sinaptik genlerin, aşırı bağlantılı bölgelerde ise bağışıklık sistemiyle ilişkili genlerin yoğunlaştığını onayladı. Farklı ülkelerden ve bağımsız laboratuvarlardan gelen verilerin tamamında aynı iki alt türün tutarlı bir şekilde tekrarlanması, keşfin tesadüf ya da ölçüm hatası olmadığını, kalıcı bir biyolojik gerçekliği yansıttığını ispatladı. Bu durum, gelecekte yapılacak bilimsel gelişmeler için son derece sağlam bir zemin hazırlıyor.

Kisiselleştirilmiş Otizm Tedavisine Doğru Yeni Bir Dönem

Keşfedilen bu iki biyolojik alt tür, sadece laboratuvar analizlerinde değil, bireylerin klinik tablolarında ve standart otizm değerlendirme testlerinde de farklılıklar ortaya koyuyor. Örneğin, bağışıklık sistemi odaklı "aşırı bağlantısallık" grubunda yer alan bireylerin, otizm şiddet ölçeklerinde nispeten daha yüksek skorlar aldığı dikkat çekiyor. Uzmanlar, mevcut davranışsal tanı yöntemlerinin beynin derinliklerindeki bu moleküler yapısal farkları ayırt etmekte yetersiz kaldığını vurguluyor. Ortaya konan bu iki modelin otizmin tüm biyolojik çeşitliliğini kapsamadığı, veri setleri büyüdükçe ve analiz yöntemleri geliştikçe yeni alt türlerin de listeye eklenebileceği öngörülüyor. Yine de bu adımla birlikte, her otizmli bireye aynı standart yaklaşımı uygulamak yerine, kişinin alt türüne özgü hücresel hedeflere yönelik hassas tıp ve kişiselleştirilmiş tedavi yöntemlerinin kapısı aralanmış oluyor.

Kaynak: sciencedaily.com Brain scans reveal two distinct types of autism

BilimBox Yorumu: Nöroçeşitlilik kavramını yıllardır sadece davranışsal kalıplar ve spektrumun genişliği üzerinden konuşuyorduk. Bu araştırma ise spektrumun soyut sınırlarını somut, moleküler ve anatomik verilere dökmesi açısından tam bir dönüm noktası. Otizmin bağışıklık sistemiyle ya da sinaptik yolaklarla bu denli net biçimde iki farklı kutba ayrılması, tıp dünyasının "tek bir otizm ilacı veya terapisi" arama yanılgısını tamamen bitirecektir. Gelecekte, bir çocuğa otizm tanısı konduğunda belki de ilk yapılacak işlem fMRI taramasıyla hangi biyolojik alt türe ait olduğunu belirlemek olacak. Bağışıklık kökenli bir aşırı bağlantısallığa sahip birey ile sinaptik kökenli düşük bağlantısallığa sahip bir bireyin eğitim, terapi ve medikal ihtiyaçlarının aynı olması zaten mantığa bürünmüyordu. Hücresel düzeydeki bu ayrım, nörolojik hastalıklara ve spektrum bozukluklarına yaklaşımımızı kökten değiştirerek daha nokta atışı, yan etkisi az ve verimli destek mekanizmalarının geliştirilmesini sağlayacaktır.