Μεταβολομική μελέτη βρίσκει βιοδείκτες που προβλέπουν τον αυτισμό στα νεογέννητα

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Communications Biology χρησιμοποιεί τη μεταβολομική σε νεογνά για να εντοπίσει δείκτες που μπορούν να προβλέψουν την ανάπτυξη διαταραχής του φάσματος του αυτισμού (ASD).

Βιοδείκτες για ASD

Τα παιδιά με ΔΑΦ αντιμετωπίζουν δυσκολίες με τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις, τη γλώσσα και έχουν περιορισμένα ή επαναλαμβανόμενα ενδιαφέροντα ή πρότυπα συμπεριφοράς. Ακόμα και με θεραπεία, μόνο το 20% αυτών ζουν ανεξάρτητα ως ενήλικες μετά τη διάγνωση της ΔΑΦ στην παιδική ηλικία.

Προηγούμενες μελέτες έχουν εντοπίσει μεταβολικούς και βιοχημικούς δείκτες για την 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 μεμονωμένος γενετικός ή περιβαλλοντικός παράγοντας δεν εξηγεί όλες τις περιπτώσεις ΔΑΦ σε παιδιά.

Μοντέλο κυτταρικής απόκρισης σε κίνδυνο (CDR)

Το μοντέλο κυτταρικής απόκρισης σε κίνδυνο (CDR) περιγράφει μεταβολικές οδούς που συνδέουν περιβαλλοντικούς και γενετικούς παράγοντες στρες με την αλλοιωμένη ανάπτυξη και την ASD. Η CDR εκτείνεται από το σημείο έκθεσης στον παράγοντα στρες προς τα έξω, ακολουθώντας διάφορες αλλαγές στις μεταβολικές, φλεγμονώδεις, αυτόνομες, ενδοκρινικές και νευρολογικές αντιδράσεις σε αυτούς τους τραυματισμούς ή τις πιέσεις.

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

Το ATP ως σηματοδοτικό μόριο

Το ATP είναι το ενεργειακό νόμισμα για όλα τα ζωντανά πράγματα 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 αγγελιοφόρος μόριο, συνδεόμενο με υποδοχείς πουρινικής απόκρισης στο κύτταρο για να προειδοποιήσει για κίνδυνο και να προκαλέσει μια γενικευμένη απόκριση CDR.

ATP στον μεταβολισμό στην ASD

Ο δυσρυθμισμένος μεταβολισμός των πουρινών και η πουρινεργική σηματοδότηση σε απόκριση στο ATP έχουν εντοπιστεί σε πειραματικές και ανθρώπινες μελέτες και έχουν επιβεβαιωθεί από πολυωμικές αναλύσεις. Ο ρόλος του eATP είναι κλειδί για πολλαπλές πτυχές της νευροανάπτυξης που έχουν υποστεί αλλαγές στην ASD, συμπεριλαμβανομένων των μαστοκυττάρων και της μικρογλοίας, της νευρικής ευαισθητοποίησης και της νευροπλαστικότητας.

Αποτελέσματα έρευνας

Τα βρέφη στις ομάδες προ-ΔΑΦ και τυπικά αναπτυσσόμενης (ΤΥ) δεν διέφεραν ως προς την έκθεσή τους σε περιβαλλοντικούς παράγοντες κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και της βρεφικής ηλικίας. Περίπου το 50% των βρεφών στην ομάδα προ-ΔΑΦ εμφάνισαν αναπτυξιακή οπισθοδρόμηση σε σύγκριση με το 2% στην ομάδα ΤΥ. Η μέση ηλικία διάγνωσης του ΔΑΦ ήταν 3,3 έτη.

Οι μεταβολίτες ήταν αυξημένοι πάνω από τον μέσο όρο στην ομάδα γέννησης με ΔΑΦ και συνέχισαν να αυξάνονται κατά περισσότερο από το μισό στην ηλικία των πέντε ετών σε σύγκριση με την ομάδα γέννησης. Αυτοί οι μεταβολίτες περιελάμβαναν μόρια στρες και την πουρίνη 7-μεθυλογουανίνη, η οποία επικαλύπτει το νεοσχηματισμένο mRNA.

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

Συνολικά, τα δεδομένα μπορεί να υποδεικνύουν ότι η αποτυχία αντιστροφής του δικτύου πουρίνης προκαλεί αποτυχία αντιστροφής του δικτύου GABAεργικής δράσης. Η απώλεια ανασταλτικών συνδέσεων μειώνει τη φυσική απόσβεση, επιτρέποντας έτσι την υπερβολική διεγερσιμότητα της σηματοδότησης ασβεστίου στο δίκτυο RAS.

Μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει αυτά τα ευρήματα για την ανάπτυξη καλύτερων εργαλείων διαλογής για νεογνά και βρέφη, με σκοπό τον εντοπισμό ατόμων που διατρέχουν κίνδυνο εμφάνισης ΔΑΦ. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην έγκαιρη αναγνώριση και παρέμβαση για τα παιδιά που έχουν προσβληθεί, βελτιώνοντας τελικά τα αποτελέσματα της θεραπείας και μειώνοντας τη συχνότητα εμφάνισης του ΔΑΦ.