Pada usia muda, Ethan didiagnosis dengan autisme sedang hingga berat. Pada usia tujuh tahun, terlepas dari upaya heroik oleh keluarga dan spesialis rehabilitasi, perbendaharaan katanya, diet dan interaksi sosial semuanya sangat terbatas. Dia bahkan tidak terlatih menggunakan toilet.
Kemudian pada suatu pagi, hanya empat minggu dalam uji klinis khusus, ibu Ethan, Dana, membangunkannya dengan senyum lebar, berkata, "Selamat pagi, ibu." Transformasi itu ajaib, sisi putranya yang belum pernah dilihatnya, dan dia menangis gembira.
Itu adalah keajaiban kotoran. Bukan bahan mentah yang keluar dari toilet, melainkan memproses organisme mikroba usus dari donor yang sangat tersaring, yang telah dicampur Ethan dengan minumannya sebagai bagian dari percobaan.
"Ada korelasi yang sangat tinggi antara keparahan [pencernaan] dan keparahan autisme - untuk bahasa, untuk interaksi sosial, untuk perilaku, semua gejala inti autisme, " kata Jim Adams, seorang profesor dan peneliti autisme di Arizona State University. Dia telah melihat hubungan langsung ketika putrinya didiagnosis dengan ASD. "Pertanyaannya adalah, apakah ini karena rasa sakit dan ketidaknyamanan dari masalah GI, atau apakah lebih dari itu?"
Ketika Adams menggali literatur ilmiah, ia menemukan bahwa dysbiosis, atau gangguan ekosistem normal bakteri dan organisme lain di usus, dapat memengaruhi gejala ASD dan GI. Pengobatan dengan vankomisin, antibiotik yang kuat yang tidak diserap dalam aliran darah tetapi tetap di usus, dapat membawa bantuan sementara. Tetapi antibiotik hanya dapat digunakan untuk jangka waktu singkat sebelum bakteri mulai mengembangkan resistensi terhadapnya.
Lebih dari satu dekade yang lalu, sebuah teori mulai muncul dari koneksi usus-otak, di mana disfungsi dalam usus juga dapat mempengaruhi aktivitas otak. “Tujuh puluh persen saraf kita yang masuk ke sistem saraf pusat masuk ke usus kita. Mengapa begitu? ”Tanya Sarkis Mazmanian, seorang peneliti medis di California Institute of Technology. Mazmanian mencatat bahwa pada tikus bebas kuman, tanpa bakteri di ususnya, "hal-hal seperti kecemasan, penggerak, depresi, dan bahkan perkembangan otak tampaknya berubah" dibandingkan dengan hewan normal.
Mazmanian dan tim peneliti menunjukkan hubungan usus-otak ini dalam model tikus autisme pada 2013. Tiga tahun kemudian, tim melakukan hal yang sama untuk penyakit Parkinson. Dan baru-baru ini mereka menunjukkan bahwa transplantasi feses dari seseorang dengan autisme ke tikus bebas kuman akan menghasilkan banyak gejala ASD pada hewan.
Setelah transplantasi sampel microbiome dari orang dengan ASD ke tikus bebas kuman, tikus menunjukkan gejala perilaku autisme. Setelah perawatan microbiome lebih lanjut, tikus menunjukkan peningkatan kemampuan bersosialisasi. (Gil Sharon et al. / Sel 2019.05.004) Ekosistem usus yang sehat mengandung sekitar seribu jenis bakteri yang berbeda, serta archaea, jamur dan virus, meskipun organisme spesifik dan jumlahnya dapat bervariasi dari orang ke orang. Sebaliknya, variasi bakteri yang ditemukan pada orang dengan ASD sekitar 25 persen lebih rendah daripada orang sehat. Nyali mereka kehilangan ratusan spesies bakteri yang berbeda, seringkali yang penting untuk fermentasi dan menghasilkan asam lemak rantai pendek yang mempengaruhi kesehatan.
Adams berusaha menyatukan semua benang dari jalur penelitian yang berbeda ini dengan melakukan studi tentang kemanjuran transplantasi feses pada anak-anak dengan ASD. Timnya di ASU, Program Penelitian Autisme / Asperger, merekrut seorang ahli dalam mengidentifikasi bakteri dalam usus, Rosa Krajmalnik-Brown, lebih dikenal sebagai Dr. Rosy. Sedikit yang diketahui tentang transplantasi tinja pada anak-anak pada saat penelitian ini diusulkan, sehingga FDA pertama-tama memerlukan studi keamanan awal yang kecil, terbatas pada anak-anak usia tujuh atau lebih.
Studi ini mendaftarkan 18 anak-anak, usia 7 hingga 18 tahun, dengan diagnosis ASD dan masalah GI yang signifikan. Rejimen itu menuntut tetapi relatif ramah anak. Pertama-tama antibiotik vankomisin digunakan untuk merobohkan jumlah mikroba dalam usus mereka. Kemudian anak-anak menerima dosis harian mikroba yang dimurnikan dari nyali donor yang sehat, yang ditangguhkan dalam cairan dan dicampur dengan minuman, bersama dengan antasid untuk mengurangi asam lambung yang dapat menghancurkan mikroba sebelum mereka mencapai usus. Perawatan usus berlanjut selama sepuluh minggu.
Para peneliti ASU tidak melihat banyak tanggapan pada awalnya. Sangat mungkin bahwa dysbiosis awal telah merusak beberapa sel yang melapisi usus, seperti yang terjadi pada pasien-pasien dengan irritable bowel syndrome (IBS), dan butuh beberapa waktu bagi luka-luka itu untuk memperbaiki cukup untuk mendukung kolonisasi oleh bakteri donor. Tetapi di tengah rejimen, sebagian besar peserta menunjukkan peningkatan tanda-tanda peningkatan.
Hanya dua peserta yang menunjukkan respons minimal, sekitar 30 persen peningkatan gejala GI mereka, dan itu tidak berlangsung lama setelah perawatan selesai. Tetapi 16 anak-anak memiliki setidaknya 70 persen peningkatan gejala GI mereka, dan yang penting, mereka menunjukkan perbaikan dalam gejala perilaku autisme mereka. Makalah itu diterbitkan pada Januari 2017 dan sangat mengesankan Pentagon sehingga Departemen Pertahanan setuju untuk mendanai studi besar transplantasi mikroba pada orang dewasa dengan autisme, yang mulai mendaftarkan pasien pada awal 2018.
Adams terkejut mendengar orang tua mengatakan bahwa anak-anak mereka terus menunjukkan peningkatan perilaku ASD terkait lama setelah penelitian selesai. Tim memutuskan untuk melakukan tindak lanjut selama dua tahun untuk melihat apa yang sedang terjadi.
Seorang evaluator profesional independen menggunakan Childhood Autism Rating Scale (CARS) menemukan bahwa gejalanya 23 persen lebih parah pada akhir perawatan daripada di awal; dua tahun kemudian itu meningkat menjadi 47 persen. Awalnya 83 persen dari peserta telah dinilai pada akhir yang parah dari skala ASD, tetapi setelah dua tahun tindak lanjut, jumlah itu turun menjadi 17 persen, sementara 44 persen telah meningkat ke titik bahwa mereka jatuh di bawah batas diagnostik ASD .
Pengukuran menggunakan penilaian Social Responsiveness Scale (SRS) penilaian orang tua menunjukkan peningkatan paralel, menurut makalah tindak lanjut yang diterbitkan pada bulan April tahun ini. Mikrobioma usus, tampaknya, bisa menyediakan alat baru untuk mengobati ASD.
Setelah tindak lanjut, peserta masih menunjukkan keanekaragaman mikrobioma yang sehat, tetapi populasi bakteri dalam usus mereka telah berubah dari menyerupai donor untuk menjadi lebih personal. Perubahan mencerminkan diet, paparan lingkungan, sistem kekebalan tubuh dan genetika yang unik untuk masing-masing individu.
“Analoginya adalah ketika Anda memiliki perusahaan yang memiliki lingkungan kerja yang hebat, orang-orang baik ingin datang dan bekerja untuk perusahaan itu, ” kata Krajmalnik-Brown. "Di dalam usus, jika Anda memiliki lingkungan yang baik maka Anda memiliki mikroba yang baik, dan mikroba baik lainnya ingin datang dan berada di sana juga."
Tim tidak mengklaim bahwa semua perbaikan berasal dari perawatan bakteri usus. Sementara Adams percaya bahwa membangun kembali mikrobioma usus yang sehat bermanfaat bagi sumbu usus-otak yang telah miring di ASD, ia juga berpikir bahwa dengan menghilangkan rasa sakit dan gangguan usus dysbiotic dapat membantu anak-anak berkonsentrasi, fokus, dan mendapat manfaat dari berbicara, perilaku dan terapi lain yang ditawarkan oleh organisasi layanan negara dan sosial.
"Sayangnya gejala-gejala GI ini umumnya telah diabaikan, bahkan ketika orang tua dari anak-anak dengan autisme telah melaporkan perilaku anak mereka membaik ketika mereka merawat gejala-gejala tersebut, " kata Paul Ashwood, seorang ahli mikrobiologi yang mempelajari ASD di University of California Davis. Dia mengakui keterbatasan studi Adams dan Krajmalnik-Brown, seperti ukuran sampel yang kecil dan pengaruh faktor luar, tetapi mengatakan "data tersebut sangat menarik dan harus ditindaklanjuti."
Seperti halnya pendekatan baru untuk mengobati kondisi medis, keberhasilan awal menimbulkan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban. Apakah pendekatan ini bermanfaat bagi kelompok pasien ASD yang lebih luas, termasuk mereka yang tidak menderita tekanan GI yang signifikan? Apakah vankomisin diperlukan untuk merobohkan ekosistem mikroba yang ada sebelum masuknya bakteri usus yang sehat? Apa durasi perawatan terbaik? Dibutuhkan waktu dan banyak penelitian untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, tetapi Adams optimis bahwa perawatan mikroba berlisensi untuk ASD akan tersedia dalam beberapa tahun.
Sementara itu, tim ASU sedang mempersiapkan percobaan lain untuk anak-anak. Kolaborator mereka telah mengembangkan bentuk pil dari transplantasi mikroba yang mereka yakini akan mem-bypass masalah asam lambung dan memberikan produk yang lebih konsisten ke usus. Pil tersebut sudah digunakan dalam penelitian lain, dan Adams percaya perubahan itu akan memberikan hasil yang lebih konsisten daripada uji coba pertama mereka.
Sementara itu, Dana senang dengan "kemajuan fantastis" yang terus dilakukan Ethan, sekarang 12 tahun. Dia telah memenuhi semua tujuan yang ditetapkan oleh ahli terapi wicara dan pekerjaan dan terus bekerja pada keterampilan sosial dan kehidupan, seperti belajar bagaimana memahami emosinya sendiri dan orang lain dan mengutarakan apa yang dia rasakan. Jika peneliti medis seperti tim ASU dapat terus membuat kemajuan dalam mengembangkan perawatan microbiome untuk ASD, lebih banyak anak-anak dapat memperoleh manfaat dari nilai berlipat-lipat dari usus yang sehat.
