מחקר מטבולומי מוצא סמנים ביולוגיים המנבאים אוטיזם ביילודים

מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Communications Biology משתמש במטבולומיקה ביילודים כדי לזהות סמנים שעשויים לחזות התפתחות הפרעות בספקטרום האוטיסטי (ASD).

סמנים ביולוגיים עבור ASD

ילדים עם ASD חווים קשיים עם אינטראקציות חברתיות, שפה ותחומי 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 ל-ASD בילדים ומבוגרים המשתנים בהתאם לגיל, למין ולחומרת התסמינים. רבים מסמנים אלו קשורים למבנה ותפקוד המוח, למערכת החיסון, למערכת העצבים האוטונומית ולמיקרוביום. עם זאת, אף גורם גנטי או סביבתי לא מסביר את כל המקרים של ASD בילדים.

מודל תגובת סכנה סלולרית (CDR)

מודל תגובת הסכנה הסלולרית (CDR) מתאר מסלולים מטבוליים המקשרים בין גורמי לחץ סביבתיים וגנטיים להתפתחות שונה ו-ASD. CDR מתפשט החוצה מנקודת החשיפה לגורם הלחץ, בעקבות שינויים שונים בתגובות המטבוליות, הדלקתיות, האוטונומיות, האנדוקריניות והנוירולוגיות לפציעות או לחצים אלו.

יש סיכוי גבוה יותר ל-ASD לעקוב אחר CDR כאשר גורמי לחץ מתרחשים בחיי העובר או בילדות המוקדמת. גורמי לחץ אלו משפיעים על ארבעה אזורים שהם חלק מה-CDR: מיטוכונדריה, מתח חמצוני, חסינות מולדת ומיקרוביום. אדנוזין טריפוספט חוץ תאי (eATP) הוא מווסת בסיסי בכל מסלולי ה-CDR.

ATP כמולקולת איתות

ATP הוא מטבע האנרגיה לכל היצורים החיים על פני כדור הארץ. כ-90% מה-ATP נוצר בתוך המיטוכונדריה ומשמש בכל המסלולים המטבוליים. מחוץ לתא, eATP מתפקד כמולקולת שליח, נקשר לקולטנים המגיבים לפורין בתא כדי להתריע על סכנה ולעורר תגובת CDR כללית.

ATP במטבוליזם ב-ASD

מטבוליזם פורין לא מווסת ואיתות פורינרגי בתגובה ל-ATP זוהו במחקרים ניסיוניים ואנושיים ונתמכים על ידי ניתוחים מולטי-omics. תפקידו של eATP הוא המפתח להיבטים מרובים של התפתחות נוירופית שהשתנתה ב-ASD, כולל תאי פיטום ומיקרוגליות, רגישות עצבית ונוירופלסטיות.

תוצאות מחקר

תינוקות מקבוצות טרום-ASD וקבוצות מתפתחות בדרך כלל (TD) לא היו שונים בחשיפה שלהם לגורמים סביבתיים במהלך ההריון והינקות. כ-50% מהילדים בקבוצת טרום-ASD הראו רגרסיה התפתחותית לעומת 2% בקבוצת ה-TD. הגיל הממוצע באבחון ASD היה 3.3 שנים.

מטבוליטים עלו מעל הממוצע בקבוצת יילודים של ASD והמשיכו לעלות ביותר ממחצית לאחר חמש שנים בהשוואה לעוקבת היילודים. מטבוליטים אלו כללו מולקולות מתח ואת הפורין 7-methylguanine, אשר מצפה mRNA שזה עתה נוצר.

ממצאי המחקר מאשרים ש-ASD קשור לפרופילים מטבוליים השונים מאלה של ילדים מתפתחים בדרך כלל, המשתנים לפי גיל, מין וחומרת המחלה. שינויים אלו באים לידי ביטוי בנוירוביולוגיה החריגה של ASD.

יחד, הנתונים עשויים להצביע על כך שכשל בהיפוך רשת פורין רגיל גורם לכשל בהיפוך רשת GABAergic. אובדן של חיבורים מעכבים מפחית את השיכוך הטבעי, ובכך מאפשר לאיתות סידן להיות מעורר יתר על המידה ברשת RAS.

מחקר עתידי יכול להשתמש בממצאים אלה כדי לפתח כלי סקר טובים יותר עבור יילודים ותינוקות כדי לזהות אנשים בסיכון ל-ASD. זה עשוי לסייע בזיהוי והתערבות מוקדמים עבור ילדים שנפגעו, מה שבסופו של דבר ישפר את תוצאות הטיפול ויפחית את השכיחות של ASD.