Metabolomstudie finder biomarkører, der kan forudsige autisme hos nyfødte

Et nyligt studie offentliggjort i tidsskriftet Communications Biology bruger metabolomics hos nyfødte til at identificere markører, der kan forudsige udviklingen af autismespektrumforstyrrelse (ASF).

Biomarkører for ASD

Børn med autismespektrumforstyrrelser (ASF) har vanskeligheder med sociale interaktioner, sprog og begrænsede eller gentagne interesser eller adfærdsmønstre. Selv med behandling lever kun 20 % af dem selvstændigt som voksne efter at have fået diagnosen ASF i barndommen.

Tidligere undersøgelser har identificeret metaboliske og biokemiske markører for autismespektrumforstyrrelser (ASF) hos børn og voksne, der varierer efter alder, køn og symptomernes sværhedsgrad. Mange af disse markører er relateret til hjernestruktur og -funktion, immunsystemet, det autonome nervesystem og mikrobiomet. Der findes dog ingen enkelt genetisk eller miljømæssig faktor, der forklarer alle tilfælde af ASF hos børn.

Cellulær fareresponsmodel (CDR)

Den cellulære fareresponsmodel (CDR) beskriver metaboliske veje, der forbinder miljømæssige og genetiske stressfaktorer med ændret udvikling og autismespektrumforstyrrelser (ASF). CDR strækker sig fra eksponeringspunktet for stressfaktoren og udad og følger forskellige ændringer i metaboliske, inflammatoriske, autonome, endokrine og neurologiske reaktioner på disse skader eller stressfaktorer.

ASD er mere tilbøjelig til at følge CDR, når stressfaktorer opstår i fosterlivet eller den tidlige barndom. Disse stressfaktorer påvirker fire områder, der er en del af CDR: mitokondrier, oxidativ stress, medfødt immunitet og mikrobiomer. Ekstracellulær adenosintrifosfat (eATP) er en fundamental regulator i alle CDR-veje.

ATP som signalmolekyle

ATP er energikilden for alle levende ting på Jorden. Cirka 90% af ATP genereres i mitokondrierne og bruges i alle metaboliske veje. Uden for cellen fungerer eATP som et budbringermolekyle, der binder sig til purinresponsive receptorer på cellen for at advare om fare og fremkalde en generaliseret CDR-respons.

ATP i metabolismen ved ASD

Dysreguleret purinmetabolisme og purinerg signalering som reaktion på ATP er blevet identificeret i eksperimentelle og humane studier og bekræftet af multiomiske analyser. Rollen af eATP er nøglen til flere aspekter af neurologisk udvikling ændret ved ASD, herunder mastceller og mikroglia, neural sensibilisering og neuroplasticitet.

Forskningsresultater

Spædbørn i præ-ASD- og typisk udviklende (TD)-grupperne udviste ingen forskel i deres eksponering for miljøfaktorer under graviditet og spædbarnsalder. Omkring 50 % af spædbørnene i præ-ASD-gruppen viste udviklingsmæssig regression sammenlignet med 2 % i TD-gruppen. Gennemsnitsalderen ved ASD-diagnose var 3,3 år.

Metabolitterne var forhøjede over gennemsnittet i ASD-fødselskohorten og fortsatte med at stige med mere end halvdelen ved femårsalderen sammenlignet med fødselskohorten. Disse metabolitter omfattede stressmolekyler og purinen 7-methylguanin, som dækker nydannet mRNA.

Studiets resultater bekræfter, at autismespektrumforstyrrelser (ASF) er forbundet med metaboliske profiler, der adskiller sig fra typisk udviklede børns, og varierer med alder, køn og sygdommens sværhedsgrad. Disse ændringer afspejles i den unormale neurobiologi ved ASF.

Samlet set kan dataene indikere, at manglende reversering af purin-netværket forårsager manglende reversering af det GABAerge netværk. Tab af hæmmende forbindelser reducerer naturlig dæmpning, hvilket muliggør overdreven excitabilitet af calciumsignalering i RAS-netværket.

Fremtidig forskning kan bruge disse resultater til at udvikle bedre screeningsværktøjer til nyfødte og spædbørn for at identificere dem, der er i risiko for autismespektrumforstyrrelser. Dette kan bidrage til tidlig identifikation og intervention for berørte børn, hvilket i sidste ende forbedrer behandlingsresultaterne og reducerer forekomsten af autismespektrumforstyrrelser.