Metabolomikos tyrimas nustato biomarkerius, nuspėjančius naujagimių autizmą

Neseniai atliktame tyrime, paskelbtame žurnale Communications Biology, naujagimių metabolomika naudojama siekiant nustatyti žymenis, kurie gali numatyti vystymąsi autizmo spektro sutrikimai (ASD).

ASD biologiniai žymekliai

Vaikai, sergantys ASD, patiria sunkumų dėl socialinio bendravimo, kalbos, ribotų ar pasikartojančių interesų ar elgesio modelių. Net ir gydant, tik 20 % jų, vaikystėje diagnozavus ASD, gyvena savarankiškai, suaugę.

Ankstesni tyrimai nustatė vaikų ir suaugusiųjų ASD metabolinius ir biocheminius žymenis, kurie skiriasi priklausomai nuo amžiaus, lyties ir simptomų sunkumo. Daugelis šių žymenų yra susiję su smegenų struktūra ir funkcija, imunine sistema, autonomine nervų sistema ir mikrobioma. Tačiau nė vienas genetinis ar aplinkos veiksnys nepaaiškina visų vaikų ASD atvejų.

Korinio atsako į pavojų (CDR) modelis

Cellular Danger Response (CDR) modelis apibūdina medžiagų apykaitos kelius, susiejančius aplinkos ir genetinius stresorius su pakitusiu vystymusi ir ASD. CDR plinta į išorę nuo stresoriaus poveikio vietos po įvairių metabolinių, uždegiminių, autonominių, endokrininių ir neurologinių reakcijų į šiuos sužalojimus ar stresus pokyčių.

Daugiau tikėtina, kad ASD laikysis CDR, kai vaisiaus gyvenime ar ankstyvoje vaikystėje atsiranda stresinių veiksnių. Šie stresoriai veikia keturias sritis, kurios yra CDR dalis: mitochondrijos, oksidacinis stresas, įgimtas imunitetas ir mikrobiomos. Ekstraląstelinis adenozino trifosfatas (eATP) yra pagrindinis reguliatorius visuose CDR keliuose.

ATP kaip signalinė molekulė

ATP yra visų gyvų dalykų Žemėje energijos valiuta. Maždaug 90% ATP susidaro mitochondrijose ir yra naudojama visuose metabolizmo keliuose. Už ląstelės ribų eATP veikia kaip pasiuntinio molekulė, jungiasi prie purinus reaguojančių ląstelės receptorių, kad įspėtų apie pavojų ir sukeltų bendrą CDR atsaką.

ATP metabolizme sergant ASD

Nereguliuojamas purinų metabolizmas ir purinerginis signalizavimas, reaguojant į ATP, buvo nustatytas eksperimentiniuose ir su žmonėmis tyrimuose ir patvirtintas daugiafunkcinėmis analizėmis. EATP vaidmuo yra labai svarbus daugeliui ASD pakitusių neurologinio vystymosi aspektų, įskaitant putliąsias ląsteles ir mikroglijas, nervų jautrinimą ir neuroplastiškumą.

Tyrimų rezultatai

Kūdikiai iš iki ASD ir paprastai besivystančių (TD) grupių nesiskyrė savo aplinkos veiksnių poveikiu nėštumo ir kūdikystės metu. Maždaug 50% vaikų iki ASD grupėje pasireiškė vystymosi regresija, palyginti su 2% TD grupėje. Vidutinis amžius diagnozuojant ASD buvo 3,3 metų.

ASD naujagimių kohortoje metabolitai buvo didesni nei vidutiniai ir po penkerių metų toliau didėjo daugiau nei per pusę, palyginti su naujagimių kohorta. Šie metabolitai apėmė streso molekules ir purino 7-metilguaniną, kuris dengia naujai susidariusią mRNR.

Tyrimo išvados patvirtina, kad ASD yra susijęs su medžiagų apykaitos profiliais, kurie skiriasi nuo paprastai besivystančių vaikų, skiriasi priklausomai nuo amžiaus, lyties ir ligos sunkumo. Šie pokyčiai atsispindi nenormalioje ASD neurobiologijoje.

Apibendrinant, duomenys gali rodyti, kad įprasto purino tinklo atšaukimo gedimas sukelia GABAerginio tinklo apvertimo gedimą. Praradus slopinamuosius ryšius, sumažėja natūralus slopinimas, todėl kalcio signalai RAS tinkle tampa pernelyg sužadinami.

Ateities tyrimai galėtų panaudoti šias išvadas kuriant geresnius naujagimių ir kūdikių atrankos įrankius, siekiant nustatyti asmenis, kuriems gresia ŪSD. Tai gali padėti anksti nustatyti sergančius vaikus ir juos įsikišti, o tai galiausiai pagerins gydymo rezultatus ir sumažins ASD paplitimą.