การศึกษาเมตาโบโลมิกส์พบว่าไบโอมาร์กเกอร์สามารถทำนายออทิซึมในทารกแรกเกิดได้

การศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Communications Biologyใช้เมตาโบโลมิกส์ในเด็กแรกเกิดเพื่อระบุเครื่องหมายที่อาจคาดการณ์การพัฒนาของโรคออทิสติกสเปกตรัม (ASD) ได้

ไบโอมาร์กเกอร์สำหรับ ASD

เด็กที่เป็น ASD มีปัญหาในการเข้าสังคม ภาษา ความสนใจ หรือรูปแบบพฤติกรรมที่จำกัดหรือซ้ำซาก แม้จะได้รับการรักษาแล้ว มีเพียง 20% เท่านั้นที่ใช้ชีวิตได้ด้วยตัวเองเมื่อโตเป็นผู้ใหญ่หลังจากได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น ASD ในวัยเด็ก

การศึกษาครั้งก่อนๆ ระบุตัวบ่งชี้ทางเมตาบอลิซึมและชีวเคมีของ ASD ในเด็กและผู้ใหญ่ ซึ่งแตกต่างกันไปตามอายุ เพศ และความรุนแรงของอาการ ตัวบ่งชี้เหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างและการทำงานของสมอง ระบบภูมิคุ้มกัน ระบบประสาทอัตโนมัติ และไมโครไบโอม อย่างไรก็ตาม ไม่มีปัจจัยทางพันธุกรรมหรือสิ่งแวดล้อมเพียงปัจจัยเดียวที่สามารถอธิบาย ASD ในเด็กได้ทั้งหมด

แบบจำลองการตอบสนองต่ออันตรายของเซลล์ (CDR)

แบบจำลองการตอบสนองต่ออันตรายของเซลล์ (CDR) อธิบายถึงเส้นทางการเผาผลาญที่เชื่อมโยงปัจจัยกดดันจากสิ่งแวดล้อมและพันธุกรรมกับพัฒนาการที่เปลี่ยนแปลงและ ASD CDR ขยายจากจุดที่ได้รับปัจจัยกดดันออกสู่ภายนอก โดยพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในการตอบสนองของระบบเผาผลาญ การอักเสบ ระบบประสาทอัตโนมัติ ระบบต่อมไร้ท่อ และระบบประสาทต่อการบาดเจ็บหรือความเครียดเหล่านี้

ASD มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นตาม CDR มากขึ้นเมื่อเกิดความเครียดในชีวิตของทารกในครรภ์หรือในวัยเด็กตอนต้น ความเครียดเหล่านี้ส่งผลต่อสี่พื้นที่ที่เป็นส่วนหนึ่งของ CDR ได้แก่ ไมโตคอนเดรีย ความเครียดออกซิเดชัน ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด และไมโครไบโอม อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตนอกเซลล์ (eATP) เป็นตัวควบคุมพื้นฐานในเส้นทาง CDR ทั้งหมด

ATP เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณ

ATP คือพลังงานที่ไหลเวียนอยู่ในทุกสิ่งมีชีวิตบนโลก ประมาณ 90% ของ ATP ถูกสร้างขึ้นภายในไมโตคอนเดรียและถูกใช้ในทุกกระบวนการเผาผลาญ eATP ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสารภายนอกเซลล์ โดยจับกับตัวรับที่ตอบสนองต่อพิวรีนบนเซลล์เพื่อเตือนถึงอันตรายและกระตุ้นให้เกิดการตอบสนอง CDR ทั่วไป

ATP ในกระบวนการเผาผลาญใน ASD

จากการศึกษาเชิงทดลองและในมนุษย์พบว่าการเผาผลาญพิวรีนผิดปกติและการส่งสัญญาณพิวรีนในการตอบสนองต่อ ATP และได้รับการยืนยันจากการวิเคราะห์มัลติโอมิกส์ บทบาทของ eATP เป็นกุญแจสำคัญในหลายๆ ด้านของการพัฒนาทางประสาทที่เปลี่ยนแปลงไปใน ASD รวมถึงมาสต์เซลล์และไมโครเกลีย ความไวต่อความรู้สึกทางประสาท และความสามารถในการปรับเปลี่ยนของระบบประสาท

ผลงานวิจัย

ทารกในกลุ่มก่อนเกิด ASD และกลุ่มพัฒนาตามปกติ (TD) ไม่แตกต่างกันในเรื่องการสัมผัสกับปัจจัยสิ่งแวดล้อมระหว่างตั้งครรภ์และวัยทารก ทารกประมาณ 50% ในกลุ่มก่อนเกิด ASD แสดงให้เห็นถึงการถดถอยของพัฒนาการเมื่อเทียบกับ 2% ในกลุ่ม TD อายุเฉลี่ยเมื่อได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น ASD คือ 3.3 ปี

เมตาบอไลต์เพิ่มสูงขึ้นเหนือค่าเฉลี่ยในกลุ่มที่เกิด ASD และยังคงเพิ่มขึ้นมากกว่าครึ่งหนึ่งเมื่ออายุ 5 ขวบเมื่อเทียบกับกลุ่มที่เกิด เมตาบอไลต์เหล่านี้รวมถึงโมเลกุลความเครียดและพิวรีน 7-เมทิลกัวนีน ซึ่งเคลือบ mRNA ที่เพิ่งก่อตัว

ผลการศึกษาพบว่า ASD เกี่ยวข้องกับโปรไฟล์การเผาผลาญที่แตกต่างจากเด็กที่มีพัฒนาการตามปกติ โดยแตกต่างกันไปตามอายุ เพศ และความรุนแรงของโรค การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สะท้อนให้เห็นในระบบประสาทชีววิทยาที่ผิดปกติของ ASD

เมื่อนำข้อมูลทั้งหมดมารวมกันอาจบ่งชี้ว่าความล้มเหลวในการย้อนกลับเครือข่ายพิวรีนส่งผลให้ความล้มเหลวในการย้อนกลับเครือข่าย GABAergic การสูญเสียการเชื่อมต่อที่ยับยั้งจะลดการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติ ส่งผลให้สัญญาณแคลเซียมในเครือข่าย RAS เกิดการกระตุ้นที่มากเกินไป

การวิจัยในอนาคตอาจใช้ผลการวิจัยเหล่านี้เพื่อพัฒนาวิธีการคัดกรองที่ดีขึ้นสำหรับทารกแรกเกิดและทารกเพื่อระบุผู้ที่มีความเสี่ยงต่อ ASD ซึ่งอาจช่วยในการระบุและการแทรกแซงในระยะเริ่มต้นสำหรับเด็กที่ได้รับผลกระทบ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยปรับปรุงผลลัพธ์ของการรักษาและลดการเกิด ASD ได้