การศึกษาด้านเมตาโบโลมิกส์พบว่าตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสามารถทำนายออทิสติกในทารกแรกเกิดได้

การศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน วารสาร Communications Biology ใช้เมตาโบโลมิกส์ในทารกแรกเกิดเพื่อระบุเครื่องหมายที่อาจทำนายการพัฒนา ความผิดปกติของสเปกตรัมออทิสติก (ASD)

ไบโอมาร์กเกอร์สำหรับ ASD

เด็กที่เป็น ASD มีปัญหาในการมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคม ภาษา และความสนใจหรือรูปแบบพฤติกรรมที่จำกัดหรือซ้ำซาก แม้จะได้รับการรักษาแล้ว มีเพียง 20% ของผู้ป่วยเท่านั้นที่ใช้ชีวิตได้เองเมื่อโตเป็นผู้ใหญ่หลังจากได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น ASD ในวัยเด็ก

จากการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าเครื่องหมายทางเมตาบอลิซึมและชีวเคมีของ ASD ในเด็กและผู้ใหญ่นั้นแตกต่างกันไปตามอายุ เพศ และความรุนแรงของอาการ เครื่องหมายเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างและการทำงานของสมอง ระบบภูมิคุ้มกัน ระบบประสาทอัตโนมัติ และไมโครไบโอม อย่างไรก็ตาม ไม่มีปัจจัยทางพันธุกรรมหรือสิ่งแวดล้อมเพียงปัจจัยเดียวที่สามารถอธิบาย ASD ในเด็กได้ทั้งหมด

แบบจำลองการตอบสนองต่ออันตรายจากเซลล์ (CDR)

แบบจำลองการตอบสนองต่ออันตรายจากเซลล์ (CDR) อธิบายถึงเส้นทางเมตาบอลิซึมที่เชื่อมโยงความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและพันธุกรรมกับพัฒนาการที่เปลี่ยนแปลงไปและ ASD CDR แพร่กระจายออกจากจุดที่ได้รับการสัมผัสกับความเครียด โดยเกิดขึ้นตามการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในการตอบสนองของเมตาบอลิซึม การอักเสบ ระบบประสาทอัตโนมัติ ระบบต่อมไร้ท่อ และระบบประสาทต่อการบาดเจ็บหรือความเครียดเหล่านี้

ASD มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นตาม CDR เมื่อความเครียดเกิดขึ้นในชีวิตของทารกในครรภ์หรือในวัยเด็กตอนต้น ปัจจัยกดดันเหล่านี้ส่งผลต่อสี่พื้นที่ที่เป็นส่วนหนึ่งของ CDR ได้แก่ ไมโตคอนเดรีย ความเครียดออกซิเดชัน ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด และไมโครไบโอม อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตนอกเซลล์ (eATP) เป็นตัวควบคุมพื้นฐานในทุกเส้นทางของ CDR

ATP เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณ

ATP คือสกุลเงินพลังงานสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก ประมาณ 90% ของ ATP ถูกสร้างขึ้นภายในไมโตคอนเดรีย และใช้ในวิถีทางเมแทบอลิซึมทั้งหมด ภายนอกเซลล์ eATP ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสาร ซึ่งจับกับตัวรับที่ตอบสนองต่อพิวรีนบนเซลล์เพื่อเตือนถึงอันตรายและกระตุ้นการตอบสนองของ CDR โดยทั่วไป

ATP ในการเผาผลาญใน ASD

เมแทบอลิซึมของพิวรีนที่ผิดปกติและการส่งสัญญาณของพิวริเนอร์จิคเพื่อตอบสนองต่อ ATP ได้รับการระบุในการศึกษาทดลองและในมนุษย์ และได้รับการสนับสนุนจากการวิเคราะห์แบบหลายโอมิกส์ บทบาทของ eATP เป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาทางระบบประสาทหลายด้านที่เปลี่ยนแปลงใน ASD รวมถึงแมสต์เซลล์และไมโครเกลีย ความไวของระบบประสาท และความยืดหยุ่นของระบบประสาท

ผลการวิจัย

ทารกจากกลุ่มก่อน ASD และกลุ่มที่กำลังพัฒนาโดยทั่วไป (TD) ไม่มีความแตกต่างในการสัมผัสกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในระหว่างตั้งครรภ์และในวัยทารก เด็กประมาณ 50% ในกลุ่มก่อน ASD มีพัฒนาการถดถอย เทียบกับ 2% ในกลุ่ม TD อายุเฉลี่ยที่ได้รับการวินิจฉัย ASD คือ 3.3 ปี

เมตาบอไลต์ได้รับการยกระดับสูงกว่าค่าเฉลี่ยในกลุ่มทารกแรกเกิด ASD และเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องมากกว่าครึ่งที่ห้าปีเมื่อเทียบกับกลุ่มแรกเกิด เมตาบอไลต์เหล่านี้รวมถึงโมเลกุลความเครียดและพิวรีน 7-เมทิลกัวนีน ซึ่งเคลือบ mRNA ที่เกิดขึ้นใหม่

ผลการศึกษายืนยันว่า ASD มีความเกี่ยวข้องกับรูปแบบการเผาผลาญที่แตกต่างจากเด็กที่กำลังพัฒนาโดยทั่วไป ซึ่งแตกต่างกันไปตามอายุ เพศ และความรุนแรงของโรค การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สะท้อนให้เห็นในชีววิทยาทางระบบประสาทที่ผิดปกติของ ASD

เมื่อนำมารวมกัน ข้อมูลอาจบ่งชี้ว่าความล้มเหลวของการกลับตัวของเครือข่ายพิวรีนปกติทำให้เกิดความล้มเหลวของการกลับตัวของเครือข่าย GABAergic การสูญเสียการเชื่อมต่อแบบยับยั้งจะลดการหน่วงตามธรรมชาติ จึงทำให้การส่งสัญญาณแคลเซียมเกิดความตื่นเต้นมากเกินไปในเครือข่าย RAS

การวิจัยในอนาคตอาจใช้ข้อค้นพบเหล่านี้เพื่อพัฒนาเครื่องมือคัดกรองที่ดีขึ้นสำหรับทารกแรกเกิดและทารก เพื่อระบุผู้ที่มีความเสี่ยงต่อ ASD สิ่งนี้อาจช่วยในการระบุตัวตนและการแทรกแซงเด็กที่ได้รับผลกระทบตั้งแต่เนิ่นๆ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงผลการรักษาในท้ายที่สุดและลดความชุกของ ASD