Studiul metabolomic descoperă biomarkeri predictivi ai autismului la nou-născuți

Un studiu recent publicat în revista Communications Biology utilizează metabolomica la nou-născuți pentru a identifica markeri care pot prezice dezvoltarea tulburării din spectrul autist (TSA).

Biomarkeri pentru TSA

Copiii cu TSA au dificultăți în interacțiunile sociale, limbaj și au interese sau modele de comportament restrictive sau repetitive. Chiar și cu tratament, doar 20% dintre ei trăiesc independent ca adulți după ce au fost diagnosticați cu TSA în copilărie.

Studiile anterioare au identificat markeri metabolici și biochimici pentru TSA la copii și adulți, care variază în funcție de vârstă, sex și severitatea simptomelor. Mulți dintre acești markeri sunt legați de structura și funcția creierului, de sistemul imunitar, de sistemul nervos autonom și de microbiom. Cu toate acestea, niciun factor genetic sau de mediu nu explică toate cazurile de TSA la copii.

Modelul de răspuns la pericol celular (CDR)

Modelul de răspuns la pericol celular (RCC) descrie căile metabolice care leagă factorii de stres de mediu și genetici de dezvoltarea alterată și tulburarea spectrului autist (TSA). RCC se extinde de la punctul de expunere la stres spre exterior, urmând diverse modificări ale răspunsurilor metabolice, inflamatorii, autonome, endocrine și neurologice la aceste leziuni sau stresuri.

TSA este mai probabil să urmeze CDR atunci când factorii de stres apar în viața fetală sau în copilăria timpurie. Acești factori de stres afectează patru domenii care fac parte din CDR: mitocondriile, stresul oxidativ, imunitatea înnăscută și microbiomurile. Adenozin trifosfatul extracelular (eATP) este un regulator fundamental în toate căile CDR.

ATP ca moleculă de semnalizare

ATP-ul este moneda de schimb energetică pentru toate ființele vii de pe Pământ. Aproximativ 90% din ATP este generat în mitocondrii și este utilizat în toate căile metabolice. În afara celulei, eATP-ul funcționează ca o moleculă mesageră, legându-se de receptorii celulari care răspund la purine pentru a avertiza asupra pericolului și a declanșa un răspuns CDR generalizat.

ATP în metabolismul în TSA

Metabolismul purinelor și semnalizarea purinergică disreglate ca răspuns la ATP au fost identificate în studii experimentale și umane și confirmate prin analize multiomice. Rolul eATP este cheie pentru multiple aspecte ale neurodezvoltării alterate în TSA, inclusiv mastocitele și microglia, sensibilizarea neuronală și neuroplasticitatea.

Rezultatele cercetării

Sugarii din grupurile cu TSA și cu dezvoltare tipică (TD) nu au prezentat diferențe în ceea ce privește expunerea la factorii de mediu în timpul sarcinii și al copilăriei. Aproximativ 50% dintre sugarii din grupul cu TSA au prezentat un regres al dezvoltării, comparativ cu 2% din grupul TD. Vârsta medie la momentul diagnosticării TSA a fost de 3,3 ani.

Metaboliții au fost crescuți peste medie în cohorta de naștere cu TSA și au continuat să crească cu mai mult de jumătate la vârsta de cinci ani, comparativ cu cohorta de naștere. Acești metaboliți au inclus molecule de stres și purina 7-metilguanină, care acoperă ARNm nou format.

Rezultatele studiului confirmă faptul că TSA este asociată cu profiluri metabolice diferite de cele ale copiilor cu dezvoltare tipică, variind în funcție de vârstă, sex și severitatea bolii. Aceste modificări se reflectă în neurobiologia anormală a TSA.

Luate împreună, datele pot indica faptul că eșecul inversării rețelei purinice duce la eșecul inversării rețelei GABAergice. Pierderea conexiunilor inhibitorii reduce amortizarea naturală, permițând astfel excitabilitatea excesivă a semnalizării calciului în rețeaua RAS.

Cercetările viitoare ar putea folosi aceste descoperiri pentru a dezvolta instrumente de screening mai bune pentru nou-născuți și sugari, pentru a identifica persoanele cu risc de TSA. Acest lucru ar putea ajuta la identificarea și intervenția timpurie pentru copiii afectați, îmbunătățind în cele din urmă rezultatele tratamentului și reducând prevalența TSA.