Метаболомно проучване открива биомаркери, предсказващи аутизъм при новородени

Скорошно проучване, публикувано в списанието Communications Biology, използва метаболомика при новородени, за да идентифицира маркери, които могат да предскажат развитието на разстройство от аутистичния спектър (РАС).

Биомаркери за аутизъм

Децата с разстройство от аутистичния спектър (РАС) имат трудности със социалните взаимодействия, езика и ограничени или повтарящи се интереси или модели на поведение. Дори с лечение, само 20% от тях живеят самостоятелно като възрастни, след като са били диагностицирани с РАС в детството.

Предишни проучвания са идентифицирали метаболитни и биохимични маркери за разстройство от аутистичния спектър (РАС) при деца и възрастни, които варират в зависимост от възрастта, пола и тежестта на симптомите. Много от тези маркери са свързани със структурата и функцията на мозъка, имунната система, автономната нервна система и микробиома. Въпреки това, нито един генетичен или екологичен фактор не обяснява всички случаи на РАС при деца.

Модел за клетъчна реакция при опасност (CDR)

Моделът на клетъчна реакция на опасност (CDR) описва метаболитни пътища, свързващи екологични и генетични стресори с променено развитие и разстройства от аутистичния спектър (РАС). CDR се простира от точката на излагане на стресора навън, следвайки различни промени в метаболитните, възпалителните, автономните, ендокринните и неврологичните реакции към тези наранявания или стрес.

Разстройствата на аутистичния спектър (РАС) са по-склонни да последват CDR (комбинация от рецептори на урината), когато стресови фактори се появят във феталния живот или ранното детство. Тези стресори засягат четири области, които са част от CDR: митохондрии, оксидативен стрес, вроден имунитет и микробиоми. Извънклетъчният аденозин трифосфат (eATP) е основен регулатор във всички CDR пътища.

АТФ като сигнална молекула

АТФ е енергийната валута за всички живи същества на Земята. Приблизително 90% от АТФ се генерира в митохондриите и се използва във всички метаболитни пътища. Извън клетката, eATP функционира като молекула-транспортьор, свързвайки се с пурин-чувствителни рецептори в клетката, за да предупреди за опасност и да предизвика генерализиран CDR отговор.

АТФ в метаболизма при аутизъм

Дисрегулиран пуринов метаболизъм и пуринергична сигнализация в отговор на АТФ са идентифицирани в експериментални и човешки изследвания и потвърдени чрез мултиомични анализи. Ролята на eATP е ключова за множество аспекти на невроразвитието, променено при ASD, включително мастоцити и микроглия, невронна сенсибилизация и невропластичност.

Резултати от изследването

Бебетата в групата преди РАС и типично развиващите се (ТР) не се различаваха по отношение на излагането си на фактори на околната среда по време на бременност и ранна детска възраст. Около 50% от бебетата в групата преди РАС показаха регресия в развитието в сравнение с 2% в групата с ТР. Средната възраст при диагностициране на РАС е била 3,3 години.

Метаболитите са били повишени над средното ниво в кохортата при раждане с РАС и са продължили да се увеличават с повече от половината на петгодишна възраст в сравнение с кохортата при раждане. Тези метаболити включват стресови молекули и пурин 7-метилгуанин, който покрива новообразуваната иРНК.

Резултатите от проучването потвърждават, че разстройствата от аутистичния спектър (РАС) са свързани с метаболитни профили, които се различават от тези на типично развиващите се деца, варирайки в зависимост от възрастта, пола и тежестта на заболяването. Тези промени се отразяват в анормалната невробиология на РАС.

Взети заедно, данните могат да показват, че неуспехът в обръщането на пуриновата мрежа води до неуспех в обръщането на GABAергичната мрежа. Загубата на инхибиторни връзки намалява естественото затихване, като по този начин позволява прекомерна възбудимост на калциевата сигнализация в RAS мрежата.

Бъдещи изследвания биха могли да използват тези открития, за да разработят по-добри инструменти за скрининг на новородени и кърмачета, за да идентифицират тези, които са изложени на риск от разстройство от аутистичния спектър (РАС). Това би могло да помогне за ранното идентифициране и интервенция при засегнатите деца, като в крайна сметка подобри резултатите от лечението и намали разпространението на РАС.