Metaboloomiline uuring leiab vastsündinute autismi ennustavaid biomarkereid

Hiljuti ajakirjas Communications Biology avaldatud uuringus kasutatakse vastsündinute metaboloomikat, et tuvastada markereid, mis võivad ennustada autismispektri häire (ASD) arengut.

ASD biomarkerid

Autismispektrihäirega lastel on raskusi sotsiaalse suhtluse, keeleoskuse ning piiratud või korduvate huvide või käitumismustrite osas. Isegi ravi korral elab vaid 20% neist pärast lapsepõlves ASD diagnoosi saamist täiskasvanuna iseseisvalt.

Varasemad uuringud on tuvastanud lastel ja täiskasvanutel ASD metaboolseid ja biokeemilisi markereid, mis varieeruvad vanuse, soo ja sümptomite raskusastme järgi. Paljud neist markeritest on seotud aju struktuuri ja funktsiooniga, immuunsüsteemi, autonoomse närvisüsteemi ja mikrobioomiga. Siiski ei seleta ükski geneetiline ega keskkonnategur kõiki ASD juhtumeid lastel.

Rakulise ohu vastuse (CDR) mudel

Rakulise ohureaktsiooni (CDR) mudel kirjeldab metaboolseid radasid, mis seovad keskkonna- ja geneetilised stressorid muutunud arengu ja autismiga. CDR ulatub stressoriga kokkupuutepunktist väljapoole, järgides mitmesuguseid muutusi metaboolsetes, põletikulistes, autonoomsetes, endokriinsetes ja neuroloogilistes reaktsioonides nendele vigastustele või stressidele.

ASD tekib tõenäolisemalt pärast CDR-i, kui stressorid esinevad looteeas või varases lapsepõlves. Need stressorid mõjutavad nelja CDR-i osa: mitokondreid, oksüdatiivset stressi, kaasasündinud immuunsust ja mikrobioome. Rakuväline adenosiintrifosfaat (eATP) on kõigi CDR-radade põhiregulaator.

ATP kui signaalimolekul

ATP on energiaallikas kõigile elusolenditele Maal. Ligikaudu 90% ATP-st tekib mitokondrites ja seda kasutatakse kõigis ainevahetusradades. Väljaspool rakku toimib eATP virgatsaine molekulina, seondudes raku puriinidele reageerivate retseptoritega, et hoiatada ohu eest ja kutsuda esile üldise CDR-vastuse.

ATP ainevahetuses ASD korral

Eksperimentaalsetes ja inimeste uuringutes on tuvastatud puriinide metabolismi ja puriinergilise signaaliülekande düsregulatsioon vastusena ATP-le ning seda on kinnitatud multioomiliste analüüsidega. eATP roll on võtmetähtsusega mitmetes ASD-ga seotud neuroloogilise arengu aspektides, sealhulgas nuumrakkude ja mikrogliia, närvi sensibiliseerimise ja neuroplastilisuse osas.

Uurimistulemused

Pre-ASD ja tüüpiliselt arenevate (TD) rühmade imikud ei erinenud raseduse ja imikuea ajal keskkonnateguritega kokkupuute poolest. Umbes 50%-l pre-ASD rühma imikutest täheldati arengulist taandarengut võrreldes 2%-ga TD rühmas. ASD diagnoosimise keskmine vanus oli 3,3 aastat.

ASD sünnikohordis oli metaboliitide tase keskmisest kõrgem ja viieaastaselt suurenes see jätkuvalt enam kui poole võrra võrreldes sünnikohordiga. Nende metaboliitide hulka kuulusid stressimolekulid ja puriin 7-metüülguaniin, mis katab äsja moodustunud mRNA-d.

Uuringu tulemused kinnitavad, et autismispektri häire (ASD) ainevahetusprofiilid erinevad tavaliselt arenevate laste omadest, varieerudes sõltuvalt vanusest, soost ja haiguse raskusastmest. Need muutused kajastuvad ASD ebanormaalses neurobioloogias.

Kokkuvõttes võivad andmed viidata sellele, et puriinivõrgustiku pöördumise ebaõnnestumine põhjustab GABAergilise võrgustiku pöördumise ebaõnnestumise. Inhibeerivate ühenduste kadumine vähendab loomulikku sumbumist, võimaldades seeläbi kaltsiumisignaaliülekande liigset erutuvust RAS-võrgustikus.

Edasised uuringud võiksid neid tulemusi kasutada vastsündinute ja imikute paremate sõeluuringute vahendite väljatöötamiseks, et tuvastada autismi riskirühma kuuluvaid lapsi. See võiks aidata haigestunud lapsi varakult tuvastada ja sekkuda, parandades lõppkokkuvõttes ravitulemusi ja vähendades autismi levimust.