Ibu yang mengalami infeksi cukup parah sehingga memerlukan rawat inap selama kehamilan berisiko lebih tinggi terkena anak autis. Dua studi baru dari MIT dan University of Massachusetts Medical School menyoroti fenomena ini dan mengidentifikasi kemungkinan pendekatan untuk mencegahnya.

Dalam penelitian pada tikus, para peneliti menemukan bahwa komposisi populasi bakteri di saluran pencernaan ibu dapat mempengaruhi apakah infeksi maternal menyebabkan perilaku seperti autis pada keturunan. Mereka juga menemukan perubahan otak spesifik yang menghasilkan perilaku ini.

“Kami mengidentifikasi daerah otak yang sangat berbeda yang tampaknya memodulasi semua perilaku yang terkait dengan model gangguan neurodevelopmental ini,” kata Gloria Choi, Asisten Pengembangan Karir Samuel A. Goldblith dari Brain and Cognitive Sciences dan anggota MIT’s McGovern Institut Penelitian Otak.

Studi telah menunjukkan bahwa ibu yang mengalami infeksi cukup parah sehingga memerlukan rawat inap selama kehamilan memiliki risiko lebih tinggi terkena anak autis. Kredit gambar: MIT News

Jika selanjutnya divalidasi dalam penelitian manusia, temuan tersebut dapat menawarkan cara yang mungkin untuk mengurangi risiko autisme, yang akan melibatkan pemblokiran fungsi bakteri tertentu yang ditemukan di usus ibu. Choi dan Jun Huh, mantan asisten profesor di UMass Medical School yang sekarang menjadi anggota fakultas di Harvard Medical School, adalah penulis senior dari kedua makalah tersebut, yang terbit di  Nature.  Yeong Shin Yim dari MIT postdoc adalah penulis pertama dari satu makalah, dan ilmuwan tamu UMass Medical School Sangdoo Kim dan Hyunju Kim adalah penulis utama yang lain.

Membalikkan gejala

Sebuah penelitian di tahun 2010 yang mencakup semua anak yang lahir di Denmark antara tahun 1980 dan 2005 menemukan bahwa infeksi virus yang parah selama trimester pertama kehamilan menimbulkan risiko tiga kali lipat untuk autisme, dan infeksi bakteri serius selama trimester kedua dikaitkan dengan peningkatan 1,42 kali lipat pada risiko. Infeksi ini termasuk influenza, gastroenteritis virus, dan infeksi saluran kemih parah.

Efek serupa telah dijelaskan pada model tikus peradangan ibu, dan di dalam  makalah Science 2016, Choi dan Huh menemukan bahwa sejenis sel kekebalan yang dikenal sebagai sel Th17, dan molekul efektor mereka, yang disebut IL-17, terlibat atas efek ini dalam tikus. IL-17 kemudian berinteraksi dengan reseptor yang ditemukan pada sel otak pada janin yang sedang berkembang, yang menyebabkan penyimpangan yang oleh para periset disebut “tambalan” di bagian korteks tertentu.

Dalam salah satu makalah terbaru, para periset mulai mempelajari lebih lanjut tentang tambalan ini dan untuk menentukan apakah mereka terlibat atas kelainan perilaku yang terlihat pada tikus tersebut, yang mencakup perilaku berulang dan gangguan sosialisasi.

Para peneliti menemukan bahwa patch yang paling umum di bagian otak dikenal sebagai S1DZ. Bagian dari korteks somatosensori, wilayah ini diyakini terlibat atas proprioception, atau merasakan di mana tubuh berada di luar angkasa. Dalam tambalan ini, populasi sel yang disebut interneuron, yang mengekspresikan protein yang disebut parvalbumin, berkurang. Interneurons bertanggungjawab untuk mengendalikan keseimbangan eksitasi dan penghambatan di otak, dan para periset menemukan bahwa perubahan yang mereka temukan di tambalan kortikal dikaitkan dengan kelebihan dosis pada S1DZ.

Ketika para peneliti mengembalikan tingkat aktivitas otak normal di area ini, mereka dapat membalikan perilaku abnormal. Mereka juga mampu menginduksi perilaku tikus normal dengan neuron yang distimulasi berlebihan di S1DZ. Para peneliti juga menemukan bahwa S1DZ mengirim pesan ke dua wilayah otak lainnya: area asosiasi temporal korteks dan striatum. Ketika para peneliti menghambat neuron yang terhubung ke area asosiasi temporal, mereka dapat membalikkan defisit sosialisasi. Ketika mereka menghambat neuron yang terhubung ke striatum, mereka dapat menghentikan perilaku berulang-ulang.

Faktor mikroba

Di jurnal Nature yang kedua, para peneliti menyelidiki beberapa faktor tambahan yang mempengaruhi apakah infeksi parah menuntun pada autisme atau tidak. Tidak semua ibu yang mengalami infeksi parah akhirnya memiliki anak autis, dan sama seperti tidak semua tikus dalam model peradangan pada induk mengalami kelainan perilaku.

“Ini menunjukkan bahwa peradangan selama kehamilan hanyalah salah satu faktornya. Ini membutuhkan faktor tambahan untuk mengarahkan semua jalan menuju hasil itu, “kata Choi. Petunjuk utama adalah bahwa ketika sistem kekebalan pada beberapa tikus hamil dirangsang, mereka mulai memproduksi IL-17 dalam sehari. “Biasanya dibutuhkan tiga sampai lima hari, karena IL-17 diproduksi oleh sel kekebalan khusus dan mereka memerlukan waktu untuk membedakan,” kata Huh. “Kami pikir mungkin sitokin ini diproduksi bukan karena membedakan sel kekebalan tubuh, melainkan dari sel kekebalan yang sudah ada sebelumnya.”

Studi sebelumnya pada tikus dan manusia telah menemukan populasi sel Th17 di usus individu yang sehat. Sel-sel ini, yang membantu melindungi tuan rumah dari mikroba berbahaya, diperkirakan diproduksi setelah terpapar oleh jenis bakteri berbahaya tertentu yang berasosiasi dengan epitel.

Para periset menemukan bahwa hanya keturunan tikus dengan satu jenis bakteri lain yang berbahaya, yang dikenal sebagai bakteri filamen tersegmentasi, memiliki kelainan perilaku dan kortikal. Ketika para peneliti membunuh bakteri tersebut dengan antibiotik, tikus tersebut menghasilkan keturunan normal. “Data ini sangat mengesankan bahwa mungkin beberapa ibu yang kebetulan membawa jenis bakteri penyebab Th17 ini di usus mereka dapat rentan terhadap kondisi yang disebabkan peradangan ini,” kata Huh. Manusia juga bisa membawa strain bakteri usus yang dikenal menggerakkan produksi sel Th17, dan para periset berencana untuk menyelidiki apakah kehadiran bakteri ini terkait dengan autisme.

Sarah Gaffen, seorang profesor rheumatologi dan imunologi klinis di University of Pittsburgh, mengatakan bahwa penelitian tersebut sangat jelas menunjukkan hubungan antara IL-17 dan efek neurologis yang terlihat pada keturunan tikus. “Sangat jarang perihal yang sesuai dengan model yang begitu jelas, di mana Anda bisa mengidentifikasi satu molekul melakukan apa yang Anda prediksi,” kata Gaffen, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

K.R – Sumber: MIT