Natuklasan ng pag-aaral ng metabolismo ang mga biomarker na predictive ng autism sa mga bagong silang

Ang isang kamakailang pag-aaral na inilathala sa journal Communications Biology ay gumagamit ng metabolomics sa mga bagong silang upang makilala ang mga marker na maaaring mahulaan ang pag-unlad ng autism spectrum disorder (ASD).

Mga biomarker para sa ASD

Ang mga batang may ASD ay nahihirapan sa mga pakikipag-ugnayan sa lipunan, wika, at pinaghihigpitan o paulit-ulit na mga interes o pattern ng pag-uugali. Kahit na may paggamot, 20% lamang sa kanila ang nabubuhay nang nakapag-iisa bilang mga nasa hustong gulang pagkatapos ma-diagnose na may ASD sa pagkabata.

Natukoy ng mga nakaraang pag-aaral ang mga metabolic at biochemical marker para sa ASD sa mga bata at matatanda na nag-iiba ayon sa edad, kasarian, at kalubhaan ng sintomas. Marami sa mga marker na ito ay nauugnay sa istraktura at paggana ng utak, ang immune system, ang autonomic nervous system, at ang microbiome. Gayunpaman, walang isang genetic o environmental factor ang nagpapaliwanag sa lahat ng kaso ng ASD sa mga bata.

Modelo ng Cellular Danger Response (CDR).

Ang modelo ng cellular danger response (CDR) ay naglalarawan ng mga metabolic pathway na nag-uugnay sa mga environmental at genetic stressors sa binagong pag-unlad at ASD. Ang CDR ay umaabot mula sa punto ng pagkalantad ng stressor palabas, kasunod ng iba't ibang pagbabago sa metabolic, inflammatory, autonomic, endocrine, at neurological na mga tugon sa mga pinsala o stress na ito.

Ang ASD ay mas malamang na sumunod sa CDR kapag ang mga stress ay nangyayari sa buhay ng sanggol o maagang pagkabata. Ang mga stressor na ito ay nakakaapekto sa apat na bahagi na bahagi ng CDR: mitochondria, oxidative stress, innate immunity, at microbiome. Ang extracellular adenosine triphosphate (eATP) ay isang pangunahing regulator sa lahat ng mga landas ng CDR.

Ang ATP bilang isang molekula ng senyas

Ang ATP ay ang pera ng enerhiya para sa lahat ng nabubuhay na bagay sa Earth. Humigit-kumulang 90% ng ATP ay nabuo sa loob ng mitochondria at ginagamit sa lahat ng metabolic pathway. Sa labas ng cell, ang eATP ay gumaganap bilang isang messenger molecule, na nagbubuklod sa purine-responsive na mga receptor sa cell upang bigyan ng babala ang panganib at makakuha ng pangkalahatang tugon ng CDR.

ATP sa metabolismo sa ASD

Ang dysregulated purine metabolism at purinergic signaling bilang tugon sa ATP ay natukoy sa mga eksperimental at pag-aaral ng tao at nakumpirma ng multiomics analysis. Ang papel ng eATP ay susi sa maraming aspeto ng neurodevelopment na binago sa ASD, kabilang ang mga mast cell at microglia, neural sensitization, at neuroplasticity.

Mga resulta ng pananaliksik

Ang mga sanggol sa pre-ASD at typically developing (TD) na grupo ay hindi naiiba sa kanilang pagkakalantad sa mga salik sa kapaligiran sa panahon ng pagbubuntis at pagkabata. Humigit-kumulang 50% ng mga sanggol sa pre-ASD group ang nagpakita ng developmental regression kumpara sa 2% sa TD group. Ang ibig sabihin ng edad sa diagnosis ng ASD ay 3.3 taon.

Ang mga metabolite ay nakataas sa itaas ng average sa ASD birth cohort at patuloy na tumaas ng higit sa kalahati sa edad na lima kumpara sa birth cohort. Kasama sa mga metabolite na ito ang mga molekula ng stress at ang purine na 7-methylguanine, na bumabalot sa bagong nabuong mRNA.

Ang mga natuklasan sa pag-aaral ay nagpapatunay na ang ASD ay nauugnay sa mga metabolic profile na naiiba sa mga karaniwang umuunlad na mga bata, na nag-iiba sa edad, kasarian, at kalubhaan ng sakit. Ang mga pagbabagong ito ay makikita sa abnormal na neurobiology ng ASD.

Kung sama-sama, maaaring ipahiwatig ng data na ang pagkabigo na baligtarin ang purine network ay nagdudulot ng pagkabigo na baligtarin ang GABAergic network. Ang pagkawala ng mga koneksyon sa pagbabawal ay binabawasan ang natural na pamamasa, sa gayon ay nagbibigay-daan sa labis na excitability ng calcium signaling sa network ng RAS.

Maaaring gamitin ng pananaliksik sa hinaharap ang mga natuklasan na ito upang bumuo ng mas mahusay na mga tool sa screening para sa mga bagong silang at mga sanggol upang matukoy ang mga nasa panganib para sa ASD. Ito ay maaaring makatulong sa maagang pagkilala at interbensyon para sa mga apektadong bata, sa huli ay pagpapabuti ng mga resulta ng paggamot at pagbabawas ng pagkalat ng ASD.