Μελέτη Metabolomics βρίσκει βιοδείκτες προγνωστικούς του αυτισμού στα νεογνά

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο το περιοδικό Communications Biology χρησιμοποιεί μεταβολομική στα νεογέννητα για να εντοπίσει δείκτες που μπορεί να προβλέψουν την ανάπτυξη διαταραχές του φάσματος του αυτισμού (ASD).

Βιοδείκτες για ΔΑΦ

Τα παιδιά με ΔΑΦ αντιμετωπίζουν δυσκολίες με τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις, τη γλώσσα και περιορισμένα ή επαναλαμβανόμενα ενδιαφέροντα ή μοτίβα συμπεριφοράς. Ακόμη και με θεραπεία, μόνο το 20% από αυτούς ζουν ανεξάρτητα ως ενήλικες αφού διαγνώστηκαν με ΔΑΦ στην παιδική ηλικία.

Προηγούμενες μελέτες έχουν εντοπίσει μεταβολικούς και βιοχημικούς δείκτες για ΔΑΦ σε παιδιά και ενήλικες που ποικίλλουν ανάλογα με την ηλικία, το φύλο και τη σοβαρότητα των συμπτωμάτων. Πολλοί από αυτούς τους δείκτες σχετίζονται με τη δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου, το ανοσοποιητικό σύστημα, το αυτόνομο νευρικό σύστημα και το μικροβίωμα. Ωστόσο, κανένας γενετικός ή περιβαλλοντικός παράγοντας δεν εξηγεί όλες τις περιπτώσεις ΔΑΦ στα παιδιά.

Μοντέλο κυτταρικής απόκρισης κινδύνου (CDR)

Το μοντέλο κυτταρικής απόκρισης κινδύνου (CDR) περιγράφει μεταβολικές οδούς που συνδέουν περιβαλλοντικούς και γενετικούς στρεσογόνους παράγοντες με αλλοιωμένη ανάπτυξη και ΔΑΦ. Το CDR εξαπλώνεται προς τα έξω από το σημείο έκθεσης στον στρεσογόνο παράγοντα, μετά από διάφορες αλλαγές στις μεταβολικές, φλεγμονώδεις, αυτόνομες, ενδοκρινικές και νευρολογικές αποκρίσεις σε αυτούς τους τραυματισμούς ή στρες.

Η ΔΑΦ είναι πιο πιθανό να ακολουθήσει CDR όταν εμφανίζονται στρεσογόνοι παράγοντες στην εμβρυϊκή ζωή ή στην πρώιμη παιδική ηλικία. Αυτοί οι στρεσογόνοι παράγοντες επηρεάζουν τέσσερις περιοχές που αποτελούν μέρος του CDR: μιτοχόνδρια, οξειδωτικό στρες, έμφυτη ανοσία και μικροβιώματα. Η εξωκυτταρική τριφωσφορική αδενοσίνη (eATP) είναι θεμελιώδης ρυθμιστής σε όλες τις οδούς CDR.

ATP ως μόριο σηματοδότησης

Το ATP είναι το ενεργειακό νόμισμα για όλα τα έμβια όντα στη Γη. Περίπου το 90% του ATP παράγεται στα μιτοχόνδρια και χρησιμοποιείται σε όλες τις μεταβολικές οδούς. Έξω από το κύτταρο, το eATP λειτουργεί ως μόριο αγγελιοφόρου, δεσμευόμενο σε υποδοχείς που ανταποκρίνονται στην πουρίνη στο κύτταρο για να προειδοποιήσει για κίνδυνο και να προκαλέσει μια γενικευμένη απόκριση CDR.

ATP στο μεταβολισμό σε ΔΑΦ

Ο δυσρυθμισμένος μεταβολισμός των πουρινών και η πουρινεργική σηματοδότηση ως απόκριση στο ATP έχουν εντοπιστεί σε πειραματικές και ανθρώπινες μελέτες και υποστηρίζονται από αναλύσεις πολλαπλής ομολογίας. Ο ρόλος του eATP είναι βασικός σε πολλαπλές πτυχές της νευροανάπτυξης που μεταβάλλονται στη ΔΑΦ, συμπεριλαμβανομένων των μαστοκυττάρων και της μικρογλοίας, της νευρικής ευαισθητοποίησης και της νευροπλαστικότητας.

Αποτελέσματα έρευνας

Τα βρέφη από τις ομάδες προ-ΔΑΦ και τυπικά αναπτυσσόμενη (TD) δεν διέφεραν ως προς την έκθεσή τους σε περιβαλλοντικούς παράγοντες κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και της βρεφικής ηλικίας. Περίπου το 50% των παιδιών στην ομάδα προ-ΔΑΦ εμφάνισε αναπτυξιακή παλινδρόμηση σε σύγκριση με 2% στην ομάδα ΤΔ. Η μέση ηλικία κατά τη διάγνωση της ΔΑΦ ήταν 3,3 έτη.

Οι μεταβολίτες ήταν αυξημένοι πάνω από το μέσο όρο στην κοόρτη νεογνών με ΔΑΦ και συνέχισαν να αυξάνονται περισσότερο από το μισό σε πέντε χρόνια σε σύγκριση με τη νεογνική κοόρτη. Αυτοί οι μεταβολίτες περιελάμβαναν μόρια στρες και την 7-μεθυλγουανίνη πουρίνης, η οποία επικαλύπτει το νεοσχηματισμένο mRNA.

Τα ευρήματα της μελέτης επιβεβαιώνουν ότι η ΔΑΦ σχετίζεται με μεταβολικά προφίλ που διαφέρουν από αυτά των τυπικά αναπτυσσόμενων παιδιών, που ποικίλλουν ανάλογα με την ηλικία, το φύλο και τη σοβαρότητα της νόσου. Αυτές οι αλλαγές αντικατοπτρίζονται στη μη φυσιολογική νευροβιολογία της ΔΑΦ.

Συνολικά, τα δεδομένα ενδέχεται να υποδεικνύουν ότι η αποτυχία της κανονικής αντιστροφής του δικτύου πουρίνης προκαλεί αποτυχία της αντιστροφής του δικτύου GABAergic. Η απώλεια ανασταλτικών συνδέσεων μειώνει τη φυσική απόσβεση, επιτρέποντας έτσι την υπερδιέγερση της σηματοδότησης ασβεστίου στο δίκτυο RAS.

Μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει αυτά τα ευρήματα για την ανάπτυξη καλύτερων εργαλείων προσυμπτωματικού ελέγχου για νεογνά και βρέφη για τον εντοπισμό εκείνων που κινδυνεύουν για ΔΑΦ. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην έγκαιρη αναγνώριση και παρέμβαση για τα προσβεβλημένα παιδιά, κάτι που θα βελτιώσει τελικά τα αποτελέσματα της θεραπείας και θα μειώσει τον επιπολασμό της ΔΑΦ.