Kajian Metabolomik mendapati biomarker meramalkan autisme pada bayi baru lahir

Kajian terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Communications Biology menggunakan metabolomik pada bayi baru lahir untuk mengenal pasti penanda yang mungkin meramalkan perkembangan gangguan spektrum autisme (ASD).

Biomarker untuk ASD

Kanak-kanak dengan ASD mengalami kesukaran dengan interaksi sosial, bahasa dan minat atau corak tingkah laku yang terhad atau berulang. Walaupun dengan rawatan, hanya 20% daripada mereka hidup berdikari sebagai orang dewasa selepas didiagnosis dengan ASD pada zaman kanak-kanak.

Kajian terdahulu telah mengenal pasti penanda metabolik dan biokimia untuk ASD pada kanak-kanak dan orang dewasa yang berbeza-beza bergantung pada umur, jantina dan keterukan gejala. Kebanyakan penanda ini berkaitan dengan struktur dan fungsi otak, sistem imun, sistem saraf autonomi, dan mikrobiom. Walau bagaimanapun, tiada faktor genetik atau persekitaran tunggal menjelaskan semua kes ASD pada kanak-kanak.

Model tindak balas bahaya selular (CDR)

Model Respons Bahaya Selular (CDR) menerangkan laluan metabolik yang menghubungkan tekanan alam sekitar dan genetik kepada perkembangan yang diubah dan ASD. CDR merebak ke luar dari titik pendedahan kepada tekanan, berikutan pelbagai perubahan dalam tindak balas metabolik, keradangan, autonomi, endokrin dan neurologi kepada kecederaan atau tekanan ini.

ASD lebih berkemungkinan mengikuti CDR apabila tekanan berlaku dalam kehidupan janin atau awal kanak-kanak. Tekanan ini menjejaskan empat kawasan yang merupakan sebahagian daripada CDR: mitokondria, tekanan oksidatif, imuniti semula jadi, dan mikrobiom. Adenosin trifosfat ekstraselular (eATP) ialah pengawal selia asas dalam semua laluan CDR.

ATP sebagai molekul isyarat

ATP ialah mata wang tenaga untuk semua hidupan di Bumi. Kira-kira 90% ATP dijana dalam mitokondria dan digunakan dalam semua laluan metabolik. Di luar sel, eATP berfungsi sebagai molekul penghantar, mengikat kepada reseptor responsif purin pada sel untuk memberi amaran tentang bahaya dan mencetuskan tindak balas CDR umum.

ATP dalam metabolisme dalam ASD

Metabolisme purin yang tidak terkawal dan isyarat purinergik sebagai tindak balas kepada ATP telah dikenal pasti dalam kajian eksperimen dan manusia serta disokong oleh analisis multi-omik. Peranan eATP adalah kunci kepada pelbagai aspek pembangunan saraf yang diubah dalam ASD, termasuk sel mast dan mikroglia, pemekaan saraf dan neuroplastisitas.

Hasil penyelidikan

Bayi daripada kumpulan pra-ASD dan biasanya membangun (TD) tidak berbeza dalam pendedahan mereka kepada faktor persekitaran semasa kehamilan dan bayi. Kira-kira 50% kanak-kanak dalam kumpulan pra-ASD menunjukkan regresi perkembangan berbanding dengan 2% dalam kumpulan TD. Purata umur semasa diagnosis ASD ialah 3.3 tahun.

Metabolit dinaikkan melebihi purata dalam kohort bayi baru lahir ASD dan terus meningkat lebih daripada separuh pada lima tahun berbanding kohort baru lahir. Metabolit ini termasuk molekul tekanan dan purin 7-metilguanine, yang menyaluti mRNA yang baru terbentuk.

Penemuan kajian mengesahkan bahawa ASD dikaitkan dengan profil metabolik yang berbeza daripada profil kanak-kanak yang biasanya berkembang, berbeza mengikut umur, jantina dan keterukan penyakit. Perubahan ini ditunjukkan dalam neurobiologi abnormal ASD.

Secara keseluruhan, data mungkin menunjukkan bahawa kegagalan pembalikan rangkaian purin normal menyebabkan kegagalan pembalikan rangkaian GABAergik. Kehilangan sambungan perencatan mengurangkan redaman semula jadi, dengan itu membenarkan isyarat kalsium menjadi terlalu terangsang dalam rangkaian RAS.

Penyelidikan masa depan boleh menggunakan penemuan ini untuk membangunkan alat pemeriksaan yang lebih baik untuk bayi baru lahir dan bayi untuk mengenal pasti mereka yang berisiko untuk ASD. Ini boleh membantu dalam mengenal pasti awal dan campur tangan untuk kanak-kanak yang terjejas, yang akhirnya akan meningkatkan hasil rawatan dan mengurangkan kelaziman ASD.