מחקר מטבולומי מוצא סמנים ביולוגיים המנבאים אוטיזם אצל יילודים

מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Communications Biology משתמש במטבולומיקה אצל יילודים כדי לזהות סמנים שעשויים לחזות התפתחות של הפרעת ספקטרום אוטיסטי (ASD).

ביומרקרים לאוטיזם

ילדים עם ASD מתקשים באינטראקציות חברתיות, בשפה ובתחומי עניין או דפוסי התנהגות מוגבלים או חוזרים על עצמם. אפילו עם טיפול, רק 20% מהם חיים באופן עצמאי כמבוגרים לאחר שאובחנו עם ASD בילדות.

מחקרים קודמים זיהו סמנים מטבוליים וביוכימיים לאוטיזם אצל ילדים ומבוגרים, המשתנים בהתאם לגיל, מין וחומרת התסמינים. רבים מהסמנים הללו קשורים למבנה ותפקוד המוח, למערכת החיסון, למערכת העצבים האוטונומית ולמיקרוביום. עם זאת, אין גורם גנטי או סביבתי יחיד המסביר את כל מקרי האוטיזם אצל ילדים.

מודל תגובת סכנה סלולרית (CDR)

מודל תגובת הסכנה התאית (CDR) מתאר מסלולים מטבוליים המקשרים גורמי לחץ סביבתיים וגנטיים להתפתחות שונה ול-ASD. CDR משתרע מנקודת החשיפה לגורם הלחץ החוצה, ועוקב אחר שינויים שונים בתגובות מטבוליות, דלקתיות, אוטונומיות, אנדוקריניות ונוירולוגיות לפציעות או לחצים אלו.

אוטיזם נוטה יותר להופיע בעקבות CDR כאשר גורמי לחץ מתרחשים בחיי העובר או בילדות המוקדמת. גורמי לחץ אלה משפיעים על ארבעה תחומים המהווים חלק מ-CDR: מיטוכונדריה, עקה חמצונית, חסינות מולדת ומיקרוביום. אדנוזין טריפוספט חוץ-תאי (eATP) הוא מווסת בסיסי בכל מסלולי CDR.

ATP כמולקולת איתות

ATP הוא מטבע האנרגיה של כל היצורים החיים על פני כדור הארץ. כ-90% מה-ATP נוצר בתוך המיטוכונדריה ומשמש בכל מסלולי המטבוליזם. מחוץ לתא, eATP מתפקד כמולקולה שליחתית, הנקשרת לקולטנים המגיבים לפורינים בתא כדי להתריע מפני סכנה ולעורר תגובת CDR כללית.

ATP בחילוף חומרים באוטיזם

מטבוליזם פורינים לא מווסת ואיתות פורינרגי בתגובה ל-ATP זוהו במחקרים ניסיוניים ובבני אדם ואושרו על ידי ניתוחי מולטיאומיקס. תפקידו של eATP הוא מפתח להיבטים מרובים של התפתחות עצבית המשתנה באוטיזם, כולל תאי מאסט ומיקרוגליה, רגישות עצבית ונוירופלסטיות.

תוצאות המחקר

תינוקות בקבוצות טרום-ASD ובקבוצות המתפתחות באופן טיפוסי (TD) לא נבדלו בחשיפתם לגורמים סביבתיים במהלך ההריון והינקות. כ-50% מהתינוקות בקבוצת טרום-ASD הראו רגרסיה התפתחותית בהשוואה ל-2% בקבוצת TD. הגיל הממוצע באבחון ASD היה 3.3 שנים.

רמות המטבוליטים היו גבוהות מהממוצע בקבוצת הלידה של ילדים עם אוטיזם והמשיכו לעלות ביותר ממחצית בגיל חמש בהשוואה לקבוצת הלידה. מטבוליטים אלה כללו מולקולות לחץ ואת הפורין 7-מתילגואנין, אשר מצפה mRNA חדש שנוצר.

ממצאי המחקר מאשרים כי אוטיזם קשור לפרופילים מטבוליים שונים מאלה של ילדים המתפתחים בצורה רגילה, בהתאם לגיל, מין וחומרת המחלה. שינויים אלה משתקפים בנוירוביולוגיה החריגה של אוטיזם.

יחד, הנתונים עשויים להצביע על כך שכישלון בהיפוך רשת הפורינים גורם לכישלון בהיפוך הרשת הגאבא-ארגית. אובדן קשרים מעכבים מפחית את הריסון הטבעי, ובכך מאפשר עירור מוגזם של איתות סידן ברשת RAS.

מחקרים עתידיים יוכלו להשתמש בממצאים אלה כדי לפתח כלי סינון טובים יותר עבור יילודים ותינוקות כדי לזהות את אלו הנמצאים בסיכון לאוטיזם. זה יכול לסייע בזיהוי מוקדם והתערבות עבור ילדים שנפגעו, ובסופו של דבר לשפר את תוצאות הטיפול ולהפחית את שכיחות ה-ASD.