Reakcja immunologiczna matki w czasie ciąży a deficyty społeczne u dzieci z ASD

Odpowiedź immunologiczna matki (maternal immune activation – MIA) w czasie ciąży, może być wywołana przez bodźce zewnętrzne, takie jak zakażenie albo przez zaburzenia autoimmunologiczne.

Badania przeprowadzone w University of Sydney w Australii pokazują, że dzieci z autyzmem częściej wykazują silne objawy w obszarze zachowań społecznych, jeżeli matka miała przewlekłą astmę lub alergię w czasie ciąży. Historia chorób autoimmunologicznych u matki nie wpływa na nasilenie objawów autyzmu w tej grupie, chociaż autorzy nie mogą wykluczyć, że może to być spowodowane dużą liczbą matek, u których rozpoznano problemy autoimmunologiczne już po ciąży.

Mechanizmy leżące u podstaw zwiększonego ryzyka wystąpienia ASD są w dużej mierze nieznane, ale badania wskazują, że być może związane są ze zmianami poziomu cytokin, chemokin lub przeciwciał u matki i/lub dziecka, co powoduje zmianę jego środowiska immunologicznego.

Modele zwierzęce wykazały, że aktywacja immunologiczna w czasie ciąży powoduje u potomstwa wystąpienie fenotypów podobnych do autyzmu z objawami takimi jak: nieprawidłowa komunikacja, zmniejszone uspołecznienie i powtarzające się/ograniczone zachowania.

W ostatnich latach pojawiały się wyniki badań sugerujące, że układ immunologiczny odgrywa ważną rolę w patofizjologii ASD. Jego nasilona reakcja u matki w ciąży, wynikająca z przyczyn genetycznych lub środowiskowych, jest podkreślana jako czynnik, który może zwiększyć ryzyko wystąpienia zaburzeń ze spektrum autyzmu.

Pisałem o tym wiele razy, np. o poważnych stanach zapalnych w czasie ciąży związanych z ryzykiem autyzmu (marzec 2016), autoimmunizacji (wrzesień 2013), autoprzeciwciałach u matek w powiązaniu z autyzmem (lipiec 2013), a także o teorii samoorganizującej się krytyczności i autoimmunizacji (czerwiec 2013).

Źródła:

„Social impairments in autism spectrum disorder are related to maternal immune history profile”

Molecular Psychiatry, 10 października 2017 r.

tutaj

ScienceDaily, 10 października 2017 r.

tutaj

Wadliwa transmisja komórkowa zakłóca rozwój kory mózgowej

W czasie rozwoju mózgu, w fazie embrionalnej, występuje skomplikowana kaskada procesów komórkowych związanych z pewnym rodzajem komórek macierzystych – komórkami progenitorowymi (prekursorowymi). Wytwarzają one neurony i pobudzają prawidłowy rozwój kory. Jeśli nie działają właściwie, mózg może rozwijać się nieprawidłowo.

Poprzednie badania zainspirowały naukowców z UNC School of Medicine, kierowanych przez Evę Anton, do postawienia hipotezy, że coś w procesie przekazywania białek Wnt w komórkach progenitorowych może mieć związek z zakłócaniem rozwoju kory mózgowej. Sugerowały one, że w niektórych przypadkach długa droga do objawów autyzmu rozpoczyna się wraz z zaburzeniem rozwoju komórek macierzystych w korze. Ponadto przeprowadzone wcześniej, przez innych badaczy, analizy genetyczne osób z autyzmem, wskazywały wyraźnie na to, że szlaki sygnałowe Wnt zostały u nich zakłócone.

Białka Wnt to glikoproteiny, których rolą jest przede wszystkim regulacja procesów różnicowania i polaryzacji, migracji i podziałów komórkowych na poziomie komunikacji międzykomórkowej. Zaburzenia w komunikacji zależnej od Wnt prowadzą do różnego rodzaju patologii w organizmie.

Autorzy obecnego badania sprawdzili eksperymentalnie, że taką nieprawidłowość może spowodować usunięcie białka APC, co prowadzi do niekontrolowanych wzorców ekspresji genów w komórkach progenitorowych, zakłócenia szlaku Wnt i zaburzenia prawidłowego rozwoju mózgu. Chcą jeszcze ponadto sprawdzić, czy deregulacja sygnału Wnt powoduje zmiany w ekspresji genów wiązanych z autyzmem. Niektóre z tych genów ulegają ekspresji w komórkach progenitorowych.

Białko APC bierze udział w regulacji wielu procesów w komórce, obejmujących podział, migrację, adhezję i różnicowanie komórek.

Choć wad związanych z komórkami progenitorowymi nie da się leczyć w dojrzałych neuronach mózgu, jednak najprawdopodobniej będzie można próbować określić, co uległo zmianie i co trzeba poprawić u osób z objawami autyzmu spowodowanego przez subtelne, ale istotne zmiany w mózgu przed urodzeniem.

Źródła:

„APC sets the Wnt tone necessary for cerebral cortical progenitor development”

Genes & Development, 15 września 2017 r.

tutaj

ScienceDaily, 20 września 2017 r.

tutaj

Neurotoksyny naturalne i syntetyczne w naszym środowisku

W środowisku, w którym żyjemy jest coraz więcej toksycznych, bioaktywnych substancji, mogących mieć negatywny wpływ na nasze zdrowie i samopoczucie. Niektóre, często w bardzo niskich stężeniach, są szkodliwe dla struktur oraz funkcji centralnego i obwodowego układu nerwowego człowieka. Są więc uważane za neurotoksyczne. Część z nich znacząco zakłóca strukturę i funkcję ludzkiego genomu oraz procesy ekspresji genów, czyli odczytywania informacji genetycznej z DNA. Są one zatem genotoksyczne.

Niektóre osoby lub też populacje mogą być, w związku z predyspozycjami genetycznymi i zwiększoną podatnością na czynniki środowiskowe, w ciągu całego życia bardziej narażone na choroby związane z funkcjonowaniem układu nerwowego. Istnieją dowody na to, że substancje neurotoksyczne, takie jak związki glinu, mogą odgrywać rolę inicjatora lub znacznie przyczyniać się do rozwoju choroby Alzheimera (AD) i zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD).

W 2015 r. zarejestrowano na świecie ponad 2 700 000 nowych patentów. Około 22% (czyli ok. 594 000 z nich) dotyczyło chemii, biochemii lub związanych z medycyną, technologicznego zastosowania związków chemicznych. Aluminium jest obecnie najczęściej używanym na świecie metalem nieżelaznym, jego roczna produkcja na świeicie wynosi około 52 miliony ton, czyli ok. 15 kilogramów na osobę. Równocześnie zwiększa się globalna produkcja i przenikanie do środowiska innych substancji neurotoksycznych, głównie ołowiu, rtęci, chromu, kadmu i tlenków azotu.

Istnieje wiele rodzajów zindywidualizowanych reakcji na ten sam związek chemiczny, który w większości sytuacji może być dość dobrze tolerowany, jednakże w niektórych przypadkach narażenie na jego działanie może doprowadzić do problemów zdrowotnych.

Podatność i predyspozycje do ASD, AD i innych chorób, związanych z funkcjonowaniem układu nerwowego, mogą być oparte na indywidualnym profilu genetycznym, epigenetycznym, biochemicznym i neurochemicznym oraz/lub czynnikach środowiskowych.

Dotyczy to przede wszystkim procesów rozwoju mózgu w przypadku dzieci, lub jego funkcjonowania w trakcie starzenia się oraz w podeszłym wieku. Ponadto wiemy, że bariery fizjologiczne takie jak przewód pokarmowy i bariera krew-mózg mogą nie być w pełni ukształtowane i przepuszczać neurotoksyny do podatnych i wrażliwych komórek.

Taka „ludzka indywidualność biochemiczna” może predysponować do genotoksycznego działania konkretnego związku chemicznego lub neurotoksyny.

Źródło:

„Natural and Synthetic Neurotoxins in Our Environment: From Alzheimer’s Disease (AD) to Autism Spectrum Disorder (ASD)”

Journal of Alzheimers Disease & Parkinsonism, 26.07.2016 r.

tutaj

Dolnośląskie Stowarzyszenie na Rzecz Autyzmu

Aluminium w szczepionkach

Ten temat przewijał się już na moim blogu kilka razy. O powiązaniu aluminium (w postaci adjuwantu) z autyzmem pisałem w czerwcu 2011 roku, grudniu 2011 roku, i maju 2013 roku. O rozbieżnościach w ustalaniu norm stężenia aluminium u dzieci pisałem w styczniu 2012 roku. Obecnie przedstawiam najważniejsze tezy z artykułu Neila Z. Millera, dziennikarza, który dokonał przeglądu problemu w oparciu o badania naukowe.

Aluminium jest neurotoksyną, liczne badania dostarczają wiarygodnych dowodów na to, że niekorzystnie wpływa na funkcje biologiczne i może przyczyniać się do chorób neurodegeneracyjnych i autoimmunologicznych. Badania pokazują, że aluminium przechodzi przez łożysko i gromadzi się w tkankach płodu.

Niemowlęta i małe dzieci otrzymują szczepionki, które zawierają aluminium jako adjuwant. Dzieje się to w krytycznych okresach rozwoju mózgu. Nie jest obecnie możliwe przewidywanie, które dziecko ulegnie zatruciu aluminium, a które nie.

Adjuwanty – chemiczne substancje dodawane do szczepionek w celu pobudzania lub zwiększania reakcji immunologicznej organizmu. Najpowszechniejsze obecnie to: wodorotlenek glinu, fosforan glinu i fosforan wapnia.

Niemowlęta i małe dzieci na całym świecie przyjmują duże ilości aluminium z wielu szczepień. Liczne badania dostarczają niezbitych dowodów na to, że aluminium może być szkodliwe dla zdrowia. Może pozostawać w komórkach długo po szczepieniu, może powodować zaburzenia neurologiczne i autoimmunologiczne. W okresie wczesnego rozwoju, mózg dziecka jest bardziej podatny na toksyny a nerki są mniej zdolne do ich wyeliminowania. Dzieci są więc bardziej niż dorośli narażone na działania niepożądane związane z występowaniem związków glinu w szczepionkach. Poziomy toksyczności aluminium publikowane przez FDA wskazują, że dwumiesięczne dzieci, które są szczepione w USA zgodnie z wytycznymi CDC, mogą otrzymywać takie jego ilości, które są znacznie większe niż poziom bezpieczeństwa.

W USA, w latach 1999-2002, kilka szczepionek zawierających rtęć zostało wycofanych z kalendarza szczepień. Produkcję szczepionek dla dzieci zawierających thimerosal zakończono w 2001 roku, ale te, których termin ważności nie minął, pozostały w sprzedaży do stycznia 2003 r. Następnie zostały one zastąpione szczepionkami o niskiej zawartości rtęci lub bez niej. W kolejnych latach ilość diagnoz autyzmu nadal rosła, co skłoniło władze sanitarne do stwierdzenia, że autyzm nie jest powiązany z rtęcią w szczepionkach oraz że zasady szczepień są bezpieczne i właściwe. Jednocześnie do kalendarza szczepień dodawano kolejne szczepionki zawierające wysoki poziom aluminium: w 2000 r. cztery dawki szczepionki na pneumokoki, a w 2005 r. dwie dawki innej – na wirusa zapalenia wątroby typu A. Przed 2000 r. dzieci otrzymywały do 18 miesiąca życia 3,925 mikrogramów aluminium. Po dodaniu nowych szczepionek zaczęły otrzymywać w tym samym okresie życia 4925 mikrogramów aluminium, jest to wzrost jego ilości o 25%.

Jeżeli związki aluminium dostarczane są bezpośrednio do ciała, z pominięciem przewodu pokarmowego i skóry, to ich wchłanianie jest bardziej efektywne, powodując zwiększone prawdopodobieństwo toksycznego wpływu na organizm. Miliony dzieci rocznie otrzymują szczepionki zawierające rtęć i aluminium. Dowody eksperymentalne pokazują szkodliwość sytuacji, gdy organizm jest narażony na dwa lub więcej metale toksyczne, które mogą zwiększać ryzyko występowania zaburzeń neurorozwojowych.

Szczepionki są zwykle zalecane zdrowym ludziom, więc normy ich bezpieczeństwa i skuteczność powinny być bez zarzutu.

Źródło:

„Aluminum in Childhood Vaccines Is Unsafe”

Journal of American Physicians and Surgeons, vol. 21 (4), 2016 r.

tutaj

Rozwojowy niedobór witaminy D i autyzm

Niedobór witaminy D jest w wielu badaniach wskazywany jako jeden z czynników (szczególnie w interakcji z innymi możliwymi czynnikami) ryzyka powstawania autyzmu u dzieci. O kilku z takich doniesień pisałem już wcześniej, np. w lutym 2015 roku o niskim poziomie witaminy D w chwili urodzenia, co może być czynnikiem ryzyka autyzmu, albo też o jej niedoborach występujących u osób z autyzmem – również w lutym 2015 roku.

Witamina D jest aktywnym neurosteroidem i odgrywa kluczową rolę neuroprotekcyjną (ochrona komórek nerwowych przed uszkodzeniem) w rozwijającym się mózgu.

Neurosteroidy – związki steroidowe wpływające na pobudliwość neuronów. Witamina D – grupa steroidów rozpuszczalnych w tłuszczach.

Odgrywa ona ważną rolę w proliferacji i różnicowaniu komórek, immunomodulacji (zmienia odpowiedź odpornościową na stan zapalny), regulowaniu procesów neurotransmisji oraz steroidogenezy. Badania na zwierzętach sugerują, że przejściowy niedobór witaminy D w okresie prenatalnym jest związany ze zmianami w rozwoju mózgu (powoduje on dysregulację części białek biorących udział w procesach rozwoju CUN).

Źródło:

„Developmental Vitamin D deficiency and Autism: Putative pathogenic mechanisms”

The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 24 grudnia 2016 r.

tutaj

Metabolizm tryptofanu i puryn u dzieci z autyzmem

Ze względu na brak biomarkerów laboratoryjnych, które mogłyby identyfikować zaburzone procesy metaboliczne w organizmie, od kilkudziesięciu lat autyzm diagnozuje się poprzez obserwację zachowania. Objawy behawioralne są u osób z ASD jednym z efektów zaburzenia procesów prawidłowego rozwoju i funkcjonowania mózgu, które zaczynają się już w okresie prenatalnym.

Metabolomika zajmuje się badaniem oraz analizą metabolitów powstających w żywych komórkach. Oznacza się całe zestawy produktów reakcji metabolicznych powstałych w wyniku przemian fizjologicznych lub patologicznych zachodzących w komórce, tkance lub całym organizmie.

Obecne badanie pokazuje potencjalne narzędzie do identyfikacji biomarkerów, które mogą być charakterystyczne dla autyzmu. Po wielowymiarowej analizie statystycznej i pogrupowaniu według szlaku metabolicznego porównywano metabolity moczowe grupy 30 dzieci z ASD i 30 dzieci zdrowych zbadane wcześniej przy pomocy chromatografii oddziaływań hydrofilowych oraz spektrometrii mas. Badanie dotyczyło dzieci w wieku do 7 lat. Największe różnice widać było w szlakach metabolicznych tryptofanu i puryn. Ponadto znacząco różnił się metabolizm witaminy B6, witaminy B2, witaminy B5, koenzymu A, piramidyn oraz biosynteza aminokwasów (fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan).

U dzieci z autyzmem tryptofan przekształcany jest w kwas ksanturenowy i kwas chinolinowy kosztem przekształceń w kwas kinureninowy oraz melatoninę. Również mikrobiom jelit przyczynia się do zmian w procesie metabolizmu tryptofanu.

Kilka z tych szlaków, zwłaszcza związanych z tryptofanem, purynami i metabolizmem mikrobiomu jelitowego, jest zaburzonych również w modelach zwierzęcych ASD. Procesy te mogą stanowić patofizjologiczne wyjaśnienie specyficznych objawów występujących u wielu dzieci z autyzmem, takich jak drgawki i zaburzenia snu.

Źródło:

„Urinary metabolomics of young Italian autistic children supports abnormal tryptophan and purine metabolizm”

Molecular Autism, 24 listopada 2016 r.

tutaj

Wiek rodziców i ryzyko autyzmu – kolejne badania

Znamy wiele różnych doniesień naukowych, które wskazują na ten związek. Pisałem o takich badaniach m. in. w kwietniu 2013 r., a także w kwietniu 2014 r.

Naukowcy z Danii zaprezentowali nowe badania, których wyniki pokazują wpływ wieku matki i ojca oraz różnicy wiekowej między nimi na stopień ryzyka pojawienia się autyzmu u dziecka. Wykorzystano dane dotyczące 1,7 miliona osób urodzonych w Danii w okresie od stycznia 1978 do stycznia 2009 roku, z czego u około 6,5% zdiagnozowano schizofrenię lub autyzm. Wzięto pod uwagę szereg czynników medycznych i społeczno-gospodarczych, które mogły być zakłócające.

W przypadku starszych ojców i matek istniało większe ryzyko wystąpienia ASD u dziecka, nie dotyczyło to schizofrenii. Ryzyko autyzmu było zdecydowanie mniejsze u młodszych rodziców, jeśli chodzi o młodsze matki pojawiło się większe ryzyko wystąpienia schizofrenii u potomstwa. W sytuacji gdy różnica wieku między rodzicami była duża – wzrastało ryzyko pojawienia się obu zaburzeń u dziecka, w porównaniu do rodziców w zbliżonym wieku. Jednakże sytuacja taka występowała tylko do pewnego momentu. Wysokie ryzyko związane z jednym starszym rodzicem (ojcem lub matką) było niejako łagodzone, gdy drugi był dużo młodszy.

Źródła:

„Opposite differential risks for autism and schizophrenia based on maternal age, paternal age, and parental age differences”

Evolution, Medicine, and Public Health, vol. 2016 (1)

tutaj

ScienceDaily, 03 października 2016 r.

tutaj

Mutacje w mitochondrialnym DNA powiązane z autyzmem

Badacze z Cornell University w Ithaca odkryli u dzieci z rozpoznaniem zaburzeń ze spektrum autyzmu większą, niż u zdrowych członków ich rodzin, ilość szkodliwych mutacji w DNA mitochondrialnym.

O zaburzeniach funkcjonowania mitochondriów, jako jednej z możliwych przyczyn pojawiania się objawów autyzmu, pisałem już wielokrotnie. Na blogu znajduje się 16 wcześniejszych wpisów z etykietą „mitochondria”.

Nie do końca jasne są biologiczne mechanizmy tego związku. W obecnym badaniu analizowano mitochondrialny DNA (mtDNA) u 903 dzieci z ASD oraz ich zdrowego rodzeństwa i matek. Obserwowano unikalny wzór mutacji, gdzie w pojedynczej komórce występują zarówno zmutowane, jak i prawidłowe sekwencje mtDNA (heteroplazmia). Dzieci z autyzmem miały 2,2 razy więcej potencjalnie patogennych mutacji w porównaniu do rodzeństwa i 1,5 raza więcej mutacji niesynonimicznych (punktowych, zmieniających kodowany aminokwas). Mutacje mogą być dziedziczone po matce lub powstawać spontanicznie w trakcie indywidualnego rozwoju. Naukowcy zauważyli, że ryzyko związane z tymi mutacjami jest najbardziej widoczne u dzieci z niższym IQ i uboższym repertuarem zachowań społecznych, w porównaniu do zdrowego rodzeństwa. Szkodliwe mutacje występujące w mitochondrialnym DNA wiążą się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia problemów neurologicznych i rozwojowych, w tym zaburzeń ze spektrum autyzmu.

Mitochondria odgrywają kluczową rolę w metabolizmie, więc wyniki tego badania mogą pomóc wyjaśnić zaburzenia metaboliczne wiązane z ASD i innymi zaburzeniami neurorozwojowymi. Badanie mutacji w mtDNA rodzin wysokiego ryzyka może przyczynić się do poprawy diagnostyki i leczenia tych chorób.

Źródła:
„Genetic Evidence for Elevated Pathogenicity of Mitochondrial DNA Heteroplasmy in Autism Spectrum Disorder”
PLOS Genetics, 28 października 2016 r.
tutaj
EurekAlert!, 28 października 2016 r.
tutaj

Wirtualna rzeczywistość i trening społeczny osób z autyzmem

Kształtowanie umiejętności potrzebnych w różnych sytuacjach społecznych przy pomocy narzędzi wirtualnej rzeczywistości (VR) stwarza bezpieczne warunki, dzięki którym osoby z autyzmem nie muszą się obawiać konsekwencji swoich zachowań.

W Center for BrainHealth (University of Texas w Dallas) badano grupę 30 osób z wysokofunkcjonującym autyzmem (HFA) w wieku od 7 do 16 lat. Przeszli oni w ciągu pięciu tygodni dziesięć godzinnych sesji treningowych z użyciem VR. Uczyli się strategii i ćwiczyli konkretne sytuacje: spotkanie z inną osobą po raz pierwszy, konfrontację z prześladowcą, zapraszanie kogoś na imprezę.

Uczestnicy wchodzili za pośrednictwem wirtualnych awatarów w interakcje z dwoma badaczami. Jeden spełniał rolę trenera wspierającego poprzez instrukcje i wskazówki. Drugi był partnerem rozmowy, odgrywał rolę odpowiednio kolegi z klasy, prześladowcy, nauczyciela lub inną, w zależności od scenariusza. Uczestnicy, którzy ukończyli szkolenie wykazywali wzrost umiejętności związanych z poznaniem społecznym, zgłaszali również poprawę relacji z innymi w świecie rzeczywistym. Testy ujawniły ponadto znaczną poprawę w rozpoznawaniu emocji, rozumieniu perspektywy innych osób oraz zdolności do rozwiązywania problemów.

Kilka wcześniejszych badań pokazało skuteczność VR jako opcji terapeutycznej i edukacyjnej dla osób z autyzmem. Prace te dotyczyły przede wszystkim rozpoznawania emocji i uczenia prostych umiejętności językowych. Niektóre koncentrowały się na treningu umiejętności społecznych i rozwiązywaniu problemów interpersonalnych.

Technologia komputerowa jest z reguły bardzo motywująca i satysfakcjonująca dla osób z autyzmem, zwłaszcza dzieci z HFA. Sesje VR zapewniają kontrolowane środowisko, w którym indywidualne potrzeby stykają się z informacją zwrotną stymulującą zdolność do zwiększania doświadczenia i w związku z tym uczenia się. Ogólnie rzecz ujmując VR oferuje bardzo zachęcającą, interaktywną zindywidualizowaną platformę treningu i usprawniania poznania społecznego u dzieci z autyzmem.

Źródła:

„Virtual Reality Social Cognition Training for children with high functioning autism”

Computers in Human Behavior, vol. 62, wrzesień 2016 r.

tutaj

ScienceDaily, 20 września 2016 r.

tutaj