Проучване на метаболомиката открива биомаркери, предсказващи аутизъм при новородени

Неотдавнашно проучване, публикувано в списанието Communications Biology, използва метаболомика при новородени, за да идентифицира маркери, които могат да предскажат развитието разстройства от аутистичния спектър (ASD).

Биомаркери за ASD

Децата с РАС изпитват затруднения със социалните взаимодействия, езика и ограничени или повтарящи се интереси или поведенчески модели. Дори и с лечение, само 20% от тях живеят самостоятелно като възрастни, след като са били диагностицирани с ASD в детството.

Предишни проучвания идентифицираха метаболитни и биохимични маркери за ASD 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 ASD при деца.

Модел за отговор на клетъчна опасност (CDR)

Моделът Cellular Danger Response (CDR) описва метаболитни пътища, свързващи екологични и генетични стресори с променено развитие и ASD. CDR се разпространява навън от точката на излагане на стресора, следвайки различни промени в метаболитните, възпалителните, автономните, ендокринните и неврологичните реакции към тези наранявания или стресове.

По-вероятно е ASD да последва CDR, когато стресовите фактори се появят в живота на плода или в ранна детска възраст. 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

ATP 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-информатор, свързвайки се с чувствителни към пурин рецептори в клетката, за да предупреди за опасност и да предизвика генерализиран CDR отговор.

АТФ в метаболизма при ASD

Дисрегулираният метаболизъм на пурини и пуринергичното сигнализиране в отговор на АТФ са идентифицирани в експериментални и човешки проучвания и са подкрепени от мултиомични анализи. Ролята на eATP е ключова за множество аспекти на неврологичното развитие, променено при ASD, включително мастни клетки и микроглия, неврална сенсибилизация и невропластичност.

Резултати от изследване

Кърмачетата от групите преди ASD и типично развиващи се (TD) не се различават по отношение на излагането си на фактори на околната среда по време на бременност и ранна детска възраст. Около 50% от децата в групата преди ASD показват регресия в развитието в сравнение с 2% в групата с TD. Средната възраст при диагностициране на ASD е 3,3 години.

Метаболитите бяха повишени над средното ниво в кохортата новородени с ASD и продължиха да се увеличават с повече от половината на пет години в сравнение с кохортата новородени. Тези метаболити включват стресови молекули и пурин 7-метилгуанин, който покрива новообразуваната иРНК.

Резултатите от проучването потвърждават, че РАС е свързано с метаболитни профили, които се различават от тези на обикновено развиващите се деца, вариращи според възрастта, пола и тежестта на заболяването. Тези промени са отразени в анормалната невробиология на ASD.

Взети заедно, данните може да показват, че неуспехът на нормалното обръщане на пуриновата мрежа причинява неуспех на обръщането на GABAergic мрежата. Загубата на инхибиторни връзки намалява естественото затихване, като по този начин позволява калциевото сигнализиране да стане свръхвъзбудимо 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 ASD. Това може да помогне за ранното идентифициране и интервенция на засегнатите деца, което в крайна сметка ще подобри резултатите от лечението и ще намали разпространението на ASD.