Metabolomikas pētījumā atklāti biomarķieri, kas liecina par jaundzimušo autismu

Nesenā pētījumā, kas publicēts žurnālā Communications Biology, jaundzimušajiem tiek izmantota metabolomika, lai identificētu marķierus, kas varētu paredzēt autisma spektra traucējumu (ASD) attīstību.

ASD biomarķieri

Bērniem ar autisma spektra traucējumiem (AST) ir grūtības ar sociālo mijiedarbību, valodu, kā arī ierobežotas vai atkārtotas intereses vai uzvedības modeļi. Pat ar ārstēšanu tikai 20% no viņiem dzīvo patstāvīgi pieaugušā vecumā pēc tam, kad bērnībā viņiem tika diagnosticēts AST.

Iepriekšējos pētījumos ir identificēti vielmaiņas un bioķīmiskie ASD marķieri bērniem un pieaugušajiem, kas atšķiras atkarībā no vecuma, dzimuma un simptomu smaguma pakāpes. Daudzi no šiem marķieriem ir saistīti ar smadzeņu struktūru un funkciju, imūnsistēmu, autonomo nervu sistēmu un mikrobiomu. Tomēr neviens atsevišķs ģenētiskais vai vides faktors neizskaidro visus ASD gadījumus bērniem.

Šūnu bīstamības reakcijas (CDR) modelis

Šūnu bīstamības reakcijas (CDR) modelis apraksta vielmaiņas ceļus, kas saista vides un ģenētiskos stresa faktorus ar izmainītu attīstību un ASD. CDR stiepjas no stresa izraisītāja iedarbības punkta uz āru, sekojot dažādām izmaiņām vielmaiņas, iekaisuma, autonomajās, endokrīnajās un neiroloģiskajās reakcijās uz šiem ievainojumiem vai stresu.

ASD, visticamāk, seko CDR, ja stresa faktori rodas augļa dzīvē vai agrā bērnībā. Šie stresa faktori ietekmē četras jomas, kas ir daļa no CDR: mitohondriji, oksidatīvais stress, iedzimtā imunitāte un mikrobiomi. Ārpusšūnu adenozīna trifosfāts (eATP) ir fundamentāls regulators visos CDR ceļos.

ATP kā signalizācijas molekula

ATP ir enerģijas valūta visām dzīvajām būtnēm uz Zemes. Aptuveni 90% ATP tiek ģenerēti mitohondrijos un tiek izmantoti visos vielmaiņas ceļos. Ārpus šūnas eATP darbojas kā kurjera molekula, saistoties ar purīniem reaģējošiem receptoriem uz šūnas, lai brīdinātu par briesmām un izraisītu vispārēju CDR reakciju.

ATP metabolismā ASD gadījumā

Eksperimentālos un cilvēku pētījumos ir identificēta un multiomikas analīzēs apstiprināta purīnu metabolisma un purīnerģisko signālu disregulācija, reaģējot uz ATP. eATP loma ir galvenā vairākos neiroattīstības aspektos, kas izmainīti ASD gadījumā, tostarp tuklajās šūnās un mikroglijā, neironu sensibilizēšanā un neiroplasticitātē.

Pētījuma rezultāti

Zīdaiņi pre-AST grupā un tipiski attīstošajās (TD) grupās neatšķīrās pēc vides faktoru iedarbības grūtniecības un zīdaiņa vecumā. Apmēram 50% zīdaiņu pre-AST grupā uzrādīja attīstības regresiju, salīdzinot ar 2% TD grupā. Vidējais vecums ASD diagnozes noteikšanas laikā bija 3,3 gadi.

ASD dzimšanas kohortā metabolītu līmenis bija paaugstināts virs vidējā līmeņa un piecu gadu vecumā turpināja pieaugt par vairāk nekā pusi, salīdzinot ar dzimšanas kohortu. Šie metabolīti ietvēra stresa molekulas un purīnu 7-metilguanīnu, kas pārklāj jaunizveidoto mRNS.

Pētījuma rezultāti apstiprina, ka ASD ir saistīts ar vielmaiņas profiliem, kas atšķiras no tipiski attīstošiem bērniem, mainoties atkarībā no vecuma, dzimuma un slimības smaguma pakāpes. Šīs izmaiņas atspoguļojas ASD patoloģiskajā neirobioloģijā.

Kopumā dati var liecināt, ka purīnu tīkla reversās darbības nespēja izraisa GABAerģiskā tīkla reversās darbības nespēju. Inhibējošo savienojumu zudums samazina dabisko slāpēšanu, tādējādi radot pārmērīgu kalcija signālu ierosināmību RAS tīklā.

Turpmākajos pētījumos šie atklājumi varētu tikt izmantoti, lai izstrādātu labākus jaundzimušo un zīdaiņu skrīninga rīkus, lai identificētu tos, kuriem ir ASD risks. Tas varētu palīdzēt agrīnā identificēšanā un iejaukšanā skartajiem bērniem, galu galā uzlabojot ārstēšanas rezultātus un samazinot ASD izplatību.