מנגנון ביולוגי משותף לאוטיזם

אנחנו ממשיכים לעקוב ולעדכן במחקר המתפתח בנושא האוטיזם, והפעם מציגים סיכום של מחקר מרתק, שהתפרסם במגזין היוקרתי Nature ב-29 לינואר 2026.

רבים מההורים לילדים אוטיסטים שואלים את עצמם לא פעם: מה בדיוק קרה בשלבים המוקדמים של התפתחות המוח האוטיסטי? או האם יש משהו משותף בין כל המקרים השונים של האוטיזם?

המחקר הנוכחי מנסה לענות בדיוק על השאלות הללו באמצעות טכנולוגיה פורצת דרך.

האתגר הגדול בחקר המוח הוא שאיננו יכולים להביט לתוך מוח של עובר ברחם ולראות מה קורה ברמה המולקולרית בזמן אמת.

כדי לעקוף את המגבלה הזו, החוקרים השתמשו בשני כלים מרכזיים:

תאי גזע מושרים hiPS cells: אלו הם תאים שנלקחו מאנשים בוגרים, למשל, באמצעות דגימת עור או דם והוחזרו במעבדה למצבם הראשוני. במצב זה, יש להם פוטנציאל להפוך לכל סוג תא בגוף, כולל תאי מוח.

אורגנואידים Organoids: החוקרים גידלו את תאי הגזע בצלחת פטרי בתנאים מיוחדים שגרמו להם להתפתח למבנים תלת-ממדיים קטנים המכונים אורגנואידים של קליפת המוח ובשפה המקצועית Human Cortical Organoids. אפשר לחשוב עליהם כעל מודלים זעירים המדמים את התפתחות המוח האנושי בשלבים הראשונים של ההריון.

באמצעות מודלים אלו, החוקרים יכלו לצפות כמו בשידור חוזר של התפתחות המוח אצל ילדים שאובחנו עם אוטיזם על רקע גנטי ובהשוואה לילדים ללא אוטיזם.

הקשר בין גנטיקה לאוטיזם

כפי שכתבנו פעמים רבות, האוטיזם הוא מצב מורכב מאוד מבחינה גנטית. מדענים זיהו כבר מעל 1000 גנים שונים שמוטציות בהם קשורות לעליה דרסטית בסיכון לאוטיזם.

המגוון הגנטי הנרחב הזה יוצר בעיתיות מסויימת, שכן אם לכל ילד יש שינוי גנטי אחר, איך אפשר למצוא טיפול אפקטיבי אחד או לאשר הבנה אחת שתהיה רלוונטית עבור כולם?

השאלה המרכזית שהמחקר בדק היא האם מוטציות גנטיות שונות, שכל אחת מהן גורמת לאוטיזם, מובילות בסופו של דבר לאותן תקלות בהתפתחות המוח?

הבנת המסלולים המולקולריים, הם התהליכים הפנימיים המתרחשים בתא, חשובה משום שהיא מאפשרת לנו להבין לא רק איזה גן נפגע, אלא בעיקר מה התוצאה של אותה פגיעה גנטית ספציפית על התפתחות המוח.

אם נמצא שגנים שונים גורמים לאותה בעיה ביולוגית, יתכן שבעתיד נוכל לטפל בבעיה המשותפת הזו, במקום לנסות לתקן כל גן בנפרד.

הכירו את שיטת המחקר

זהו אחד המחקרים המקיפים ביותר שנערכו בתחום עד לשנת 2026. החוקרים אספו דגימות מ-55 אנשים ויצרו מהם 70 קווי תאים שונים.

קבוצת המשתתפים במחקר כללה:

• אנשים עם 8 סוגים שונים של מוטציות גנטיות נדירות הידועות כגורמות לאוטיזם, ולמשל, תסמונת מחיקה 16p11.2, תסמונת Dup15q ועוד.
• אנשים עם אוטיזם אידיופתי במילים אחרות, אוטיזם שסיבתו הגנטית אינה ידועה נכון להיום.
• קבוצת ביקורת של אנשים שלא אובחנו עם אוטיזם

החוקרים גידלו את האורגנואידים, "המוחות הזעירים", בתנאי מעבדה למשך 100 ימים. הם בדקו את הפרופיל הגנטי שלהם בארבע נקודות זמן שונות: יום 25, יום 50, יום 75 ויום 100.

הבדיקה נעשתה באמצעות ריצוף RNA, שיטה שמאפשרת לראות אילו גנים פועלים ואילו מהגנים כבויים בכל שלב.

ממצאים מרכזיים: מסלולים מתפצלים ומתחברים

תוצאות המחקר חשפו תמונה מרתקת של התפתחות המוח, אותה ניתן לתאר ולהמחיש כמשפך קרי, התפתחות רחבה בשלבי ההתחלה וצרה משמעותית בסוף.

התפתחות התחלתית שונה

בשלבים המוקדמים ביותר של הניסוי, כפי שתועדו ביום ה-25, האורגנואידים עם המוטציות השונות הראו שינויים מולקולריים ייחודיים מאוד. כל מוטציה השפיעה על התאים המתפתחים בצורה שונה וספציפית למוטציה. בשלב זה, ההבדלים בין סוגי האוטיזם השונים היו בולטים מאוד.

התפתחות סופית דומה

ככל שהזמן עבר והאורגנואידים התפתחו, לקראת היום ה-100, החוקרים שמו לב לעובדה מעניינת מאד. ההבדלים בין המוטציות השונות הצטמצמו והתאים המתפתחים החלו להראות דפוסים דומים של שיבוש, ללא קשר למוטציה המקורית שגרמה להם. החוקרים מכנים תופעה זו בשם התכנסות התפתחותית.

החוקרים למעשה הוכיחו וגילו שלמרות שהבעיה החלה לתת את אותותיה במסלולי התפתחות שונים ויחודיים למוטציה, בהמשך הדרך היא הובילה לתוצאה משותפת – עיכוב בהבשלה של תאי העצב, הנוירונים, וביצירת הקשרים ביניהם.

החוקרים זיהו רשת ספציפית של גנים (המכונה במחקר מודול M5) שנפגעה אצל רוב סוגי האוטיזם שנבדקו.
מדובר בקבוצת גנים שתפקידם המרכזי במחוח הוא רגולציה, והם המנהלים שמחליטים אילו גנים אחרים יופעלו ומתי. גנים אלו אחראים במידה רבה על סידור ה-DNA ועל בקרת איכות בתא.

החוקרים הסבירו כי כאשר הגנים המנהלים, ברשת M5, לא מתפקדים כראוי בשלבים המוקדמים, זה יוצר אפקט דומינו שמשבש את ההתפתחות המאוחרת יותר של תאי המוח, באופן דומה אצל נבדקים עם מוטציות שונות.

החוקרים אף אימתו זאת על ידי שימוש בטכנולוגיית עריכה גנטית (CRISPR) כדי לפגוע בגנים הללו ולראות שלמורת זאת מתקבלת תוצאה דומה מאד!

בקבוצת הנבדקים עם אוטיזם אידיופתי, ללא מוטציה גנטית ברורה ומוכרת, הממצאים היו פחות אחידים ולא נמצאו אותם שינויים ברורים, מה שמעיד על כך שאוטיזם אידיופתי מורכב יותר ונובע משילוב של המון גורמים קטנים ביחד.

תוצאות המחקר: מנגון ביולוגי משותף!

הממצאים מציעים תובנה חדשה וחשובה על הביולוגיה של האוטיזם.

החוקרים הוכיחו כי למרות שהאוטיזם נגרם בשל פגיעה אפשרית במעל 1000 גנים שונים, נראה כי הכל מתנקז למספר מצומצם של מסלולים ביולוגיים משובשים. המסלול העיקרי שזוהה כאן הוא פגיעה ביכולת של תאי המוח להתבגר ולהבשיל בזמן הנכון.

המחקר מלמד כי השיבושים המרכזיים מתחילים בשלבים מוקדמים מאוד של ההתפתחות העוברית. הבעיה ברשתות הניהול כמו M5 מתחילה מוקדם, והיא זו שגוררת וגורמת לבעיות המאוחרות יותר בתפקוד תאי העצב.

המחקר תומך ברעיון שנקרא Canalization ובעברית תעול או הסללה, שאז מערכת ההתפתחות של המוח מנסה לווסת ולתקן את עצמה, אך כאשר יש פגיעה גנטית משמעותית, המערכת נדחפת למסלול התפתחותי אלטרנטיבי משותף, שמוביל להתפתחות אוטיזם.

עבור הורים לילדים אוטיסטים המידע הזה עשוי להיראות תיאורטי בלבד, אך יש לו משמעויות מעשיות חשובות לעתיד.

הגילוי לפיו מוטציות גנטיות שונות מובילות לבעיה משותפת הוא בשורה מעודדת.

זה אומר שבעתיד, אולי לא נצטרך לפתח תרופה נפרדת לכל אחד ממאות הגנים הפגומים הקשורים לאוטיזם. במקום זאת, החוקרים יוכלו להתפקדם לעבר פיתוח טיפולים שמתמקדים בצוואר הבקבוק המשותף, אותן רשתות גנים קריטיות, כמו M5, או בתהליכי הבשלת התאים שנפגעים בסוף תהליך ההתפתחות של המוח אצל רוב הילדים האוטיסטים.

ממצאי המחקר החשוב גם מסבירים מדוע האוטיזם כה מגוון אך בו זמנית בעל מאפיינים דומים. הילדים מתחילים מנקודות גנטיות שונות, אך המסלול הביולוגי במוח מוביל אותם לאתגרים דומים בהתפתחות של תאים ספציפיים.

כפי שהסברנו, המחקר מדגיש שתהליכים קריטיים קורים בשלבים מוקדמים מאוד של ההריון, ועובדה זאת מחזקת את הצורך להבין את השלבים הללו כדי שאולי בעתיד ניתן יהיה להתערב בהם.

ולגבי אוטיזם אידיופתי, ניתן להניח כי העובדה שלא נמצאו שינויים ברורים בקבוצה זו מעידה שאנחנו צריכים קבוצות מחקר גדולות הרבה יותר כדי לפצח את הסוג הזה של האוטיזם. זה לא אומר שאין באוטיזם האידיופתי מרכיבים גנטיים, אלא שהם עדינים יותר ומפוזרים על פני גנים רבים יותר ככל הנראה.

לסיכום, ניתן לקבוע כי המחקר המרתק מהווה אבן דרך בהבנה שלנו לגבי התפתחות האוטיזם. הוא מראה לנו שהמוח האנושי, למרות המורכבות העצומה שלו, פועל לפי חוקיות מסוימת כבר משלבי ההתפתחות הראשוניים של העובר ברחם אמו.

על ידי שימוש במה שניתן לכנות "מוחות זעירים", בתנאי במעבדה, המדענים הצליחו להראות שגנים פגועים שונים יכולים לספר סיפור דומה, ולמעשה לאוטיזם מנגנון ביולוגי משותף – למרות המגוון הגנטי הנרחב.

הסיפור כולל התחלה יחודית ושונה, שמתכנסת לבעיה משותפת בהבשלה של תאי המוח. תובנה זו היא צעד חשוב בדרך לפיתוח גישות טיפוליות עתידיות שיתבססו על המנגנונים המשותפים לרוב האוטיסטים.

קריאה נוספת: הקשר מעי-מוח הוכח מחקרית