Autyzm, geny i ekspozycja na ultradźwięki

Badania prowadzone w University of Washington Health Sciences/UW Medicine pokazują nasilenie objawów u chłopców z autyzmem, którzy w pierwszym trymestrze ciąży byli eksponowani na ultradźwięki związane z badaniem USG. Nie dotyczy to wszystkich dzieci z diagnozą autyzmu, lecz szczególnie tych, u których stwierdzono pewną wadę genetyczną – warianty liczby kopii CNV. Narażenie na ultradźwięki w drugim i trzecim trymestrze nie powodowało zagrożenia. Dzieci badane uzyskiwały niższe wyniki w testach niewerbalnego ilorazu inteligencji, a także prezentowały znacząco więcej zachowań powtarzalnych w stosunku do grupy kontrolnej (dzieci z autyzmem i CNV, ale bez ekspozycji na ultradźwięki).

Warianty liczby kopii (CNV) to delecje i duplikacje fragmentów DNA, które występują pojedynczo, w kilku powtórzeniach, wcale lub poprzestawiane. Osoby z autyzmem mają średnio o 19% więcej CNV, które zakłócają funkcjonowanie genów (dane z projektu AUTISM MOLGEN).

Wnioski z tego badania opierają się na określonym, trzyczęściowym modelu wyjaśniającym zróżnicowanie objawów autyzmu u poszczególnych osób: 1) czynniki genetyczne powodujące predyspozycję do jego wystąpienia, 2) czynniki zewnętrze (środowiskowe), czyli stresor, 3) określony czas pojawienia się czynników środowiskowych.

Wyniki potwierdzają wnioski z wcześniejszych eksperymentów prowadzonych w modelu zwierzęcym, o których pisałem w grudniu 2013 r.

W ciąży niezagrożonej USG nie przynosi żadnych medycznych korzyści, natomiast może zwiększać ryzyko uszkodzeń. W USA, w niektórych stanach, prenatalne USG odbywa się również poza systemem opieki zdrowotnej (np. w centrach handlowych, na zasadzie pamiątkowego „pierwszego” zdjęcia) i jest wykonywane przez osoby nie posiadające kwalifikacji medycznych. FDA (Food and Drug Administration) zaleca wykorzystywanie diagnostyki USG w czasie ciąży wyłącznie wtedy, gdy zachodzi konieczność medyczna.

O CNV w kontekście autyzmu informacje pojawiały się kilka razy na tym blogu, np. w lutym 2015 (mutacje takie powiązane są z różnymi fazami rozwoju mózgu).

O ultradźwiękach i możliwym wpływie badania USG na rozwijający się mózg płodu pisałem również w październiku 2011 r.

Źródła: “Severity of ASD symptoms and their correlation with the presence of copy number variations and exposure to first trimester ultrasound.”

Autism Research, 01 września 2016 r. (on-line)

tutaj

badania w modelu zwierzęcym

„Mice Exposed to Diagnostic Ultrasound In Utero Are Less Social and More Active in Social Situations Relative to Controls”

Autism Research, 18 listopada 2013 r. (on-line)

tutaj

ScienceDaily, 01 września 2016 r.

tutaj

Stan zapalny u matki w czasie ciąży a zakłócenie rozwoju układu nerwowego u dziecka

Wiemy, że stany zapalne występujące u matki podczas ciąży wpływają na funkcję łożyska i wiążą się ze zwiększonym ryzykiem zaburzenia rozwoju układu nerwowego u dziecka. Mechanizmy leżące u podstaw tego zjawiska pozostają niejasne. W obecnym badaniu obserwowano wpływ stanu zapalnego, wywołanego u ciężarnych samic myszy poprzez podanie odpowiedniego immunostymulatora, na rozwój neurologiczny płodu.
Podczas prawidłowego rozwoju, serotonina jest syntetyzowana na drodze enzymatycznych przemian z l-tryptofanu i poprzez łożysko matki dociera do płodu i jego mózgu. Tam moduluje krytyczne procesy neurorozwojowe. Gdy matka przechodzi stan zapalny dochodzi do nasilenia procesów konwersji tryptofanu do serotoniny w łożysku, m. in. poprzez zwiększenie dostępności hydroksylazy tryptofanowej (enzymu przekształcającego tryptofan w 5-hydroksytryptofan – prekursor serotoniny). Okazuje się, że może to być mechanizm związany z zakłócaniem procesów rozwoju układu nerwowego w okresie płodowym. Farmakologiczne hamowanie aktywności hydroksylazy blokuje te efekty.
Dane te pokazują kluczową rolę funkcji łożyska w rozwoju mózgu dziecka i jak proces ten ulega zmianie w wyniku niekorzystnych zjawisk, takich jak stany zapalne u matki.

Źródło:

"Maternal Inflammation Disrupts Fetal Neurodevelopment via Increased Placental Output of Serotonin to the Fetal Brain"

The Journal of Neuroscience, 01 czerwca 2016, vol. 36 (22)
tutaj

Poważny stan zapalny w czasie ciąży a ryzyko autyzmu

Zespół naukowców z kilku uczelni w USA (Massachusetts Institute of Technology, University of Massachusetts Medical School, University of Colorado, New York University Langone Medical Center) próbował wyjaśnić mechanizm problemu pokazanego w 2010 r. w badaniach duńskich. Otóż zaobserwowano wtedy, że wirusowe zakażenie w trakcie ciąży (grypa, wirusowe zapalenie żołądka i infekcja dróg moczowych), związane z pobytem w szpitalu, koreluje ze zwiększoną częstotliwością występowania zaburzeń ze spektrum autyzmu u potomstwa. Gdy infekcja miała miejsce w pierwszym trymestrze ciąży, ryzyko autyzmu określono jako trzykrotnie wyższe, choroba w drugim trymestrze dawała 1,5-krotnie wyższe ryzyko wystąpienia później ASD.

Obecne badania prowadzono na gryzoniach, których matki poddano aktywacji immunologicznej. Zaobserwowano, że następuje wtedy wzmożona produkcja interleukiny-17 (IL-17), czyli cytokiny prozapalnej, która wydaje się ingerować w proces rozwoju mózgu.

IL-17 jest elementem odpowiedzi immunologicznej zależnej od limfocytów efektorowych pomocniczych Th17 (jest wydzielana m. in. przez nie). Indukują one m. in. procesy zapalne i są związane z patogenezą chorób autoimmunologicznych. Z kolei Th17 są aktywowane przez cytokiny IL-6, które odgrywają rolę w związku pomiędzy zakażeniem i zachowaniami przypominającymi autyzm u gryzoni, co zostało wykazane w innych badaniach.

O interleukinie-6 pisałem we wrześniu 2010 r. w kontekście wpływu rtęci na aktywację komórek tucznych i w efekcie produkcję IL-6, co zakłócało funkcjonowanie bariery krew-mózg i ułatwiało powstawanie stanów zapalnych w mózgu.

W wyniku wspomnianej aktywacji układu odpornościowego zauważono u potomstwa deficyty społeczne, występowanie powtarzalnych zachowań oraz nieprawidłowości w komunikacji. Po podaniu matce przeciwciał blokujących IL-17 obserwowano natomiast u dzieci łagodniejsze objawy behawioralne. Podobny efekt pojawił się gdy blokowano Th17 przez wywołaniem stanu zapalnego – nie występowały w/w objawy. Tak było w modelu zwierzęcym, nie wiadomo czy podobny rezultat mógłby wystąpić u ludzi.

Jak IL-17 może wpływać na rozwijający się płód? Komórki mózgowe u płodów matek dotkniętych zapaleniem powodują aktywację receptorów IL-17. Narażenie na działanie substancji chemicznych prowokuje komórki do wzmożonej produkcji receptorów IL-17 wzmacniając ten proces.

U młodych myszy badacze odkryli nieprawidłowości w tych warstwach komórek kory mózgowej, w których odbywa się większość procesów poznawczych oraz związanych z przetwarzaniem sensorycznym. Podobną dezorganizację stwierdzano również w badaniach osób z autyzmem.

Źródła:

“The maternal interleukin-17a pathway in mice promotes autism-like phenotypes in offspring”

Science, vol. 351 (6276), 26 lutego 2016 r.

tutaj

ScienceDaily, 28 stycznia 2016 r.

tutaj