Metabolomitutkimuksessa löydettiin biomarkkereita, jotka ennustavat autismia vastasyntyneillä.

Communications Biology -lehdessä julkaistussa tuoreessa tutkimuksessa käytetään vastasyntyneiden metabolomiikkaa tunnistaakseen markkereita, jotka voivat ennustaa autismin kirjon häiriön (ASD) kehittymistä.

ASD:n biomarkkerit

Autismikirjon häiriötä sairastavilla lapsilla on vaikeuksia sosiaalisten vuorovaikutusten, kielenkäytön ja rajoittuneiden tai toistuvien kiinnostuksen kohteiden tai käyttäytymismallien kanssa. Hoidosta huolimatta vain 20 % heistä elää itsenäisesti aikuisina saatuaan autismikirjon häiriön lapsuudessa.

Aiemmissa tutkimuksissa on tunnistettu lasten ja aikuisten autismikirjon häiriön metabolisia ja biokemiallisia markkereita, jotka vaihtelevat iän, sukupuolen ja oireiden vakavuuden mukaan. Monet näistä markkereista liittyvät aivojen rakenteeseen ja toimintaan, immuunijärjestelmään, autonomiseen hermostoon ja mikrobiomiin. Mikään yksittäinen geneettinen tai ympäristötekijä ei kuitenkaan selitä kaikkia lasten autismikirjon häiriön tapauksia.

Solujen vaaravasteen (CDR) malli

Solujen vaaravasteen (CDR) malli kuvaa aineenvaihduntareittejä, jotka yhdistävät ympäristöön ja perimään liittyvät stressitekijät muuttuneeseen kehitykseen ja autismikirjon häiriöihin. CDR ulottuu stressitekijälle altistumispisteestä ulospäin ja seuraa erilaisia muutoksia aineenvaihdunnallisissa, tulehduksellisissa, autonomisen hermoston, hormonaalisissa ja neurologisissa vasteissa näihin vammoihin tai stressitekijöihin.

ASD seuraa todennäköisemmin CDR:ää, jos stressitekijöitä esiintyy sikiöaikana tai varhaislapsuudessa. Nämä stressitekijät vaikuttavat neljään CDR:ään kuuluvaan alueeseen: mitokondrioihin, oksidatiiviseen stressiin, synnynnäiseen immuniteettiin ja mikrobiomiin. Solunulkoinen adenosiinitrifosfaatti (eATP) on perustavanlaatuinen säätelijä kaikissa CDR-reiteissä.

ATP signaalimolekyylinä

ATP on energiavaluutta kaikille eläville olennoille maapallolla. Noin 90 % ATP:stä syntyy mitokondrioissa ja sitä käytetään kaikissa aineenvaihduntareiteissä. Solun ulkopuolella eATP toimii viestimolekyylinä, joka sitoutuu solun puriinireseptoreihin varoittaakseen vaarasta ja saadakseen aikaan yleisen CDR-vasteen.

ATP aineenvaihdunnassa ASD:ssä

Puriinien aineenvaihdunnan ja puriinisignaloinnin säätelyhäiriöitä ATP:n vasteena on tunnistettu kokeellisissa ja ihmisillä tehdyissä tutkimuksissa, ja ne on vahvistettu multiomiikka-analyyseillä. eATP:n rooli on avainasemassa useissa ASD:hen liittyvien neurologisen kehityksen osa-alueissa, mukaan lukien mastosolut ja mikroglia, hermoston herkistyminen ja neuroplastisuus.

Tutkimustulokset

Pre-ASD-ryhmän ja tyypillisesti kehittyvien (TD) ryhmien imeväiset eivät eronneet altistumisessaan ympäristötekijöille raskauden ja imeväisikäisten aikana. Noin 50 %:lla pre-ASD-ryhmän imeväisistä havaittiin kehityksellistä taantumista verrattuna 2 %:iin TD-ryhmän imeväisistä. Keskimääräinen ikä ASD-diagnoosin aikaan oli 3,3 vuotta.

Aineenvaihduntatuotteiden määrä oli keskimääräistä koholla ASD-syntymäkohortissa ja niiden määrä kasvoi edelleen yli puolella viiden vuoden iässä verrattuna syntymäkohorttiin. Näihin aineenvaihduntatuotteisiin kuuluivat stressimolekyylit ja puriini 7-metyyliguaniini, joka päällystää vasta muodostunutta mRNA:ta.

Tutkimustulokset vahvistavat, että autismikirjon häiriöihin (ASD) liittyy aineenvaihduntaprofiileja, jotka poikkeavat tyypillisesti kehittyvien lasten profiileista ja vaihtelevat iän, sukupuolen ja sairauden vaikeusasteen mukaan. Nämä muutokset heijastuvat autismikirjon häiriön poikkeavassa neurobiologiassa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että puriiniverkoston toiminnan peruuttamatta jättäminen voi johtaa GABAergisen verkoston toiminnan peruuttamatta jättämiseen. Estävien yhteyksien menetys vähentää luonnollista vaimennusta, mikä mahdollistaa kalsiumsignaloinnin liiallisen herkkyyden RAS-verkostossa.

Tulevassa tutkimuksessa voitaisiin käyttää näitä havaintoja parempien seulontatyökalujen kehittämiseen vastasyntyneille ja imeväisille, jotta voidaan tunnistaa ASD:n riskiryhmään kuuluvat. Tämä voisi auttaa sairastuneiden lasten varhaisessa tunnistamisessa ja interventiossa, mikä lopulta parantaisi hoitotuloksia ja vähentäisi ASD:n esiintyvyyttä.