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