Autyzm u myszy ma silne podłoże genetyczne

Nowe badania sugerują, że przynajmniej u myszy, najważniejszym czynnikiem powodującym autyzm są prawdopodobnie geny danej osoby.

Modele zwierzęce pozwalają na wykonywanie inwazyjnego fenotypowania, standaryzację środowiska i precyzyjne kontrolowanie genetyczne populacji badanej. Ponad 250 genów odgrywa rolę w etiologii autyzmu. Myszy laboratoryjne ze szczepu BTBR (prezentujące zachowania charakterystyczne dla trzech osiowych objawów autyzmu) mają biologię funkcjonującą podobnie jak u osób z ASD.

Autystyczne myszy umieszczone w specjalnie przygotowanych komorach spędzały więcej czasu z przedmiotami niż z innymi przedstawicielami swojego gatunku i ignorowały inne myszy w klatce. Zdrowe – przeciwnie, poświęcały dużo czasu na obwąchiwanie się i różne, podobne interakcje z innymi myszami.

Naukowcy z University of California w San Francisco, byli w stanie wskazać szereg miejsc w genomie myszy, które mogą być związane z zachowaniami autystycznymi.

Jest to pierwsze badanie, w którym podjęto genetyczne mapowanie zachowań autystycznych w szczepie BTBR, co pozwala zidentyfikować genetyczne tło takich zachowań. Elliott Sherr i jego zespół pracują nad tym, aby zidentyfikować konkretne geny, które mogą być związane przyczynowo z autyzmem u myszy.

Niektóre z zaobserwowanych w genomie tych zwierząt miejsc odpowiadają ludzkim genom. Regiony takie zawierają geny związane z nieprawidłowym rozwojem mózgu i aktywności. W przyszłości będzie można przetestować, również w tym modelu, związek ekspozycji na substancje toksyczne z rozwojem autyzmu .

Źródła:

PLoS ONE, vol. 8 (4), 15 kwietnia 2013 r.

tutaj

US News, 15 kwietnia 2013 r.

tutaj

Mutacje neuroliginy-3, charakterystyczne dla autyzmu, wpływają na funkcjonowanie układu endokannabinoidowego

O znaczeniu neuroliginy-3 (z grupy białek zapewniających prawidłową komunikację między komórkami nerwowymi) w autyzmie pisałem już we wrześniu 2012 i styczniu 2013 r. Spotkało się to z pewnym zainteresowaniem czytelników. Dzisiaj coś nowego na temat tego białka.

Endokannabinoidy, powstające w organizmach ludzi i zwierząt, to substancje organiczne, które biorą udział w wielu procesach fizjologicznych, m. in. w regulowaniu aktywności neuronalnej.

Nowe badanie, prowadzone w Stanford University Medical School pokazuje, że neuroliginy-3, które u osób z autyzmem są zmienione w wyniku mutacji genetycznych, są istotne dla układu endokannabinoidowego. Gdy wprowadzono mutacje związane z autyzmem w neuroliginie-3 u myszy, sygnalizacja była blokowana i ogólnie pobudliwość mózgu została zmieniona.

Jest wysoce prawdopodobne, że zmiany w tym układzie sygnalizacji (który wcześniej nie był uznawany za szczególnie istotny dla autyzmu), mogą przyczyniać się do patofizjologii autyzmu, w niektórych przypadkach. Dane te mogą również stanowić punkt wyjścia dla potencjalnych strategii leczenia.

Źródła:

Neuron, 11 kwietnia 2013 r. (on-line)

tutaj

ScienceDaily, 11 kwietnia 2013 r.

tutaj

Wiek dziadków a ryzyko autyzmu: z pokolenia na pokolenie

Wiemy, że zaawansowany wiek rodziców (szczególnie dotyczy to ojców) w momencie poczęcia powoduje zwiększone ryzyko autyzmu u dziecka. Pisałem o tym m.in. w maju i czerwcu 2010 r.

W badaniach epidemiologicznych wykorzystano szwedzkie dane niespełna sześciu tysięcy osób z autyzmem oraz ponad trzydziestu tysięcy zdrowych.

Okazało się, że mężczyźni, którzy zostali ojcami w wieku lat 50 i więcej byli o 73 procent bardziej narażeni na posiadanie wnuka z autyzmem niż ci, którzy „dorobili się” dziecka w wieku 20-24 lat. Przy czym prawdopodobieństwo było nieco wyższe w przypadku mężczyzn-dziadków posiadających córki (matki późniejszych wnuków autyzmem). W przeglądzie uwzględniono również inne czynniki, np. choroby psychiczne w rodzinie, wykształcenie, region zamieszkania, wiek rodziców dziecka.

Mechanizm jest nieznany, mogą to być różne czynniki genetyczne i środowiskowe. Wydaje się, że mutacja może przechodzić z ojca na syna i następnie być aktywowana dopiero u wnuka.

Generalnie ryzyko autyzmu jest w takich sytuacjach niskie, rozwój większości dzieci i wnuków starszych ojców i dziadków przebiega prawidłowo. Jednak badanie to pokazuje, jak ryzyko autyzmu może rozwinąć się w ciągu pokoleń. Wyniki są spójne z obserwowanymi mutacjami i/lub zmianami epigenetycznymi wiązanymi z zaawansowanym wiekiem ojca.

Źródło:

JAMA Psychiatry, 20 marca 2013 r. (on-line)

tutaj

Dlaczego dziewczynki mogą być chronione przed autyzmem

Chłopcy są cztery razy bardziej narażeni na autyzm niż dziewczynki.

Różnica ta może wynikać z czynników zwiększających ryzyko wśród chłopców, lub też czynników chroniących dziewczynki. Naukowcy z Harvard Medical School postanowili zbadać ten drugi, alternatywny wątek. Zespół przeanalizował dane z dwóch dużych prób bliźniąt ze Szwecji (ponad 6 tys.) oraz Wielkiej Brytanii (prawie 4 tys.).

Wg autorów dziewczynki mają wyższy próg dla potencjalnego rozwoju ASD. Muszą więc mierzyć się z większym obciążeniem, niezależnie od tego, jakie indywidualne genetyczne i środowiskowe czynniki ryzyka mogą u nich powodować rozwój autyzmu.

Takie rodzinne obciążenie ryzykiem autyzmu może być mierzone przez badanie nasilenia objawów ASD u zdrowego rodzeństwa w rodzinach wysokiego ryzyka zaburzeń rozwojowych i psychicznych. Nawet nie chorujący członkowie rodziny przejawiają zwykle łagodne objawy, ale nie na tyle, aby kwalifikować się do rozpoznania.

Jeśli zwiększony poziom ryzyka w rodzinie powoduje manifestowanie się zaburzeń autystycznych u dziewczynek, członkowie ich rodzin powinni prezentować średnio większe ryzyko niż członkowie rodzin dotkniętych autyzmem chłopców.

Ponieważ bliźnięta jednojajowe mają takie same geny, badano bliźnięta dwujajowe, porównując pary, w których tylko jedno miało zaburzenia ze spektrum autyzmu.

I rzeczywiście okazało się, że dziewczynki pochodzą z rodzin o znacznie większym poziomie ryzyka. Ponieważ w badaniu oceniano objawy autyzmu w próbie populacji ogólnej, a nie w grupie szukającej leczenia, wyniki nie pokazują w prosty sposób faktu, że dziewczynki mogą być rzadziej diagnozowane, nawet jeśli spełniają do tego warunki.

Badanie pokazało tylko teorię, że rodziny dziewczynek z ASD mogą mieć wyższy poziom ryzyka wystąpienia zaburzeń, nie wiadomo natomiast czym dokładnie są czynniki chroniące dziewczynki.

Jedna z hipotez wiąże to z genetycznymi czynnikami regulującymi poziom „społecznych” hormonów: wyższy poziom oksytocyny i niższy wazopresyny u dziewczynek.

Źródła:

Proceedings of the National Academy of Sciences, 19 lutego 2013 r.

tutaj

Time, 22 lutego 2013 r.

tutaj

Testy genetyczne a przewidywanie ryzyka autyzmu

Badacze z University of Melbourne wykorzystali dane amerykańskie dotyczące ponad 3 tysięcy dzieci z autyzmem aby zidentyfikować 237 markerów w 146 genach i powiązanych szlakach komórkowych.

Markery ryzyka autyzmu podwyższały wyniki testu genetycznego, podczas gdy markery ochronne zmniejszały wynik. Im wyższa była ogólna ocena, tym wyższe indywidualne ryzyko autyzmu.

Test poprawnie przewidział autyzm z ponad 70-procentową dokładnością u osób pochodzących z centralnej Europy.

Stan Skafidas (główny autor badania) komentuje, że test ten może pomóc we wczesnym wykrywaniu autyzmu u niemowląt i dzieci oraz we wczesnym leczeniu tych, którzy są już zdiagnozowani.

Renee Testa (neuropsycholog kliniczny) podkreśla, że wczesna identyfikacja ryzyka pozwala szybko interweniować w celu poprawy ogólnego funkcjonowania osób z zaburzeniami ze spektrum autyzmu oraz ich rodzin.

Źródło:

The Huffington Post, 12 września 2012 r.

tutaj

Białko SRGAP3 powiązane z zaburzeniami neurorozwojowymi

SRGAP3 to proteina biorąca udział w rozwoju mózgu, mutacje w genie ją kodującym wiązano do tej pory z niepełnosprawnością intelektualną.

Badacze z Niemiec dowodzą, że gdy u myszy jest ona uszkodzona, powoduje to problemy w funkcjonowaniu mózgu podobne do objawów zaburzeń o podłożu neurologicznym u człowieka. Wśród nich wymieniają schizofrenię, wodogłowie, upośledzenie umysłowe i autyzm.

Myszy z nieaktywnym SRGAP3 wykazywały wyraźne zmiany w anatomii mózgu, które spowodowały zmiany w zachowaniu charakterystyczne dla w/w chorób.

Autorzy sugerują, że zaburzenia te mogą być powiązane poprzez białko SRGAP3, które jest jednym z kluczowych czynników w rozwoju mózgu.

Źródła:

The FASEB Journal, vol. 26 (11), listopad 2012 (on-line: 20.07.2012)

tutaj

ScienceDaily, 31.10.2012 r.

tutaj

Rzadkie mutacje genów neuroligin u mężczyzn z autyzmem

O nowych badaniach genów kodujących neuroliginę-3 (NLGN3) pisałem 21 września 2012 r.

Neuroliginy - białka, które zapewniają prawidłową komunikację między komórkami nerwowymi a są zmienione u osób z autyzmem w wyniku mutacji w genach je kodujących.

Genetyczne czynniki ryzyka dla zaburzeń ze spektrum autyzmu pozostają w dużej mierze nieznane. Obecnie panuje tendencja do badania rzadkich wariantów sekwencji. Często odbywa się to poprzez sekwencjonowanie egzomu. O tej metodzie badań genetycznych pisałem we wrześniu 2012 r.

Takie podejście nie pokazuje jednak pełnego spektrum zmienności genetycznej, która może przyczynić się do danego fenotypu.

Badacze z Emory University (Atlanta) oraz University of Washington (Seattle) określili, dzięki tej metodologii, dwa warianty genu kodującego neuroliginę-3 (NLGN3), które mogą mieć wpływ na regulację genów.

Dane te wpisują się w nurt badań związanych z sekwencjonowaniem materiału genetycznego osób dotkniętych autyzmem w celu identyfikacji rzadkich wariantów, które potencjalnie mogą przyczynić się do zaburzenia.

Zainteresowanych szczegółami odsyłam do tekstu źródłowego.

Źródło:

Molecular Autism, vol. 3, 28 września 2012 r.

tutaj

Autyzm a czynniki żywieniowe wpływające na zdolność radzenia sobie organizmu z toksynami – nowe badania

Nowe badanie sugeruje, że epidemia autyzmu wśród dzieci w USA może być związana z typową amerykańską dietą. Okazuje się, że niedobory mineralne spowodowane przez czynniki żywieniowe (np. wysokocukrowy syrop kukurydziany - HFCS) mogą mieć potencjalny wpływ na to,  jak ludzki organizm uwalnia się od toksycznych substancji (np. pestycydów czy rtęci).

Główny autor badania, Renee Dufault (US Public Health Service), opracowała nowatorskie podejście o nazwie "macroepigenetics", które opisuje subtelne, uboczne efekty konsumpcji HFCS, jak również innych czynników dietetycznych na organizm człowieka i ich związek z chorobami przewlekłymi.

Używając tego modelu naukowcy mogą wziąć pod uwagę czynniki żywieniowe i środowiskowe oraz predyspozycje genetyczne i obserwować, jak one między sobą współdziałają i przyczyniają się do rozwoju stanu zdrowia człowieka.

Autyzm i pokrewne zaburzenia spowodowane są poprzez nieprawidłowy rozwój mózgu. Jak więc czynniki środowiskowe i dietetyczne mogą wspólnie przyczyniać się do rozwoju tego zaburzenia?

Spożywanie HFCS wiąże się z utratą cynku. Jego niedobór ma negatywny wpływ na zdolność organizmu do wydalania metali ciężkich (np. arsenu, kadmu i rtęci). Udowodniono już ich negatywny wpływ na rozwój mózgu u małych dzieci. Podobnie rzecz ma się z wapniem. Jego utrata pogłębia negatywny wpływ ołowiu na płód oraz rozwój mózgu u małych dzieci. Ponadto niedobór wapnia może osłabiać zdolność organizmu do eliminowania związków fosforoorganicznych, które należą do grupy pestycydów. Wywierają one szczególnie toksyczny wpływ na młody, rozwijający się mózg.

Tak więc rozwój układu nerwowego może przebiegać niekorzystnie gdy ekspresja genów jest zmieniona przez dietetyczne czynniki transkrypcyjne lub też przez ekspozycję na toksyczne czynniki środowiskowe.

Wzorce ekspresji genów różnią się pod względem geograficznym pomiędzy populacjami oraz w samych populacjach. Istnieje regionalna specyfika interakcji geny-środowisko. Badanie to rzuca spojrzenie na współdziałanie kilku czynników, które mogłoby prowadzić do rozwoju autyzmu. Takie efekty epigenetyczne mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie.

Źródło:

Clinical Epigenetics, vol. 4 (6), 10 kwietnia 2012 r.

tutaj

cały artykuł w .pdf

tutaj

Autyzm i epilepsja a leczenie dietą

Część osób z autyzmem cierpi również z powodu epilepsji. Spory, międzynarodowy zespół badaczy z University of California w San Diego oraz Yale University doszedł do wniosku (korzystając z techniki sekwencjonowania egzomu), że w pewnej formie autyzmu można interweniować poprzez dietetyczną suplementację.

Sekwencjonowanie egzomu – analogicznie do sekwencjonowania genomu jest to wyodrębnianie informacji zawartej w egzonach, które są odcinkami genów kodującymi sekwencję aminokwasów w cząsteczce białka.

Istnieje mutacja genetyczna, która przyśpiesza metabolizm niektórych aminokwasów u osób z autyzmem i epilepsją. Chodzi o aminokwasy rozgałęzione BCAA (branched chain amino acids). Nie są one wytwarzane w organizmie w sposób naturalny, lecz muszą być dostarczane w diecie.

W okresach głodu ludzkość wytworzyła zdolność wyłączania ich metabolizmu, lecz mechanizm ten jest wadliwy u niektórych osób z autyzmem.

Komórki nerwowe dzieci z autyzmem, które miały mutację genu kodującego BCAA oraz padaczkę lub zaburzenia czynności fal mózgowych, zachowywały się prawidłowo w obecności BCAA. Ponadto w modelu zwierzęcym myszy z tą mutacją, analogicznym zachowaniem i atakami epilepsji leczone z pomocą suplementacji BCAA wykazywały poprawę neurobehawioralną.

Następnym krokiem powinny być badania sprawdzające czy taka suplementacja może zmniejszać objawy padaczki i/lub autyzmu u ludzi.

Źródła:

Science, 06 września 2012 r. (on-line)

tutaj

ScienceDaily, 06 września 2012 r.

tutaj

Nowe badanie: zakłócenia w transmisji sygnałów nerwowych mogą być odwracalne?

Od lat trwają badania nad neuroliginami, białkami, które zapewniają prawidłową komunikację między komórkami nerwowymi a są zmienione u osób z autyzmem w wyniku mutacji w genach je kodujących.

Regulują one ilość receptorów w błonie postsynaptycznej, są więc kluczowe dla prawidłowego powstawania i funkcjonowania połączeń nerwowych. Geny neuroligin są odpowiedzialne za regulowanie równowagi pomiędzy funkcjami hamującymi i pobudzającymi synaps.

Wcześniejsze badania wykazały, że u szczurów z neuronami pozbawionymi neuroligin połączenia pomiędzy komórkami nerwowymi były zmienione w bardzo podobny sposób jak u dzieci z autyzmem.

Badacze z Biozentrum w Universität Basel (Szwajcaria) w modelu zwierzęcym sprawdzali efekty pozbawienia genu kodującego neuroliginę-3 (NLGN3) w analogii do autyzmu.

Defekty synaptycznej transmisji sygnału związane były ze wzrostem poziomu receptorów glutaminianu, co hamowało procesy adaptacji w przekazywaniu informacji (uczenie się) i negatywnie wpływało na funkcjonowanie mózgu w dalszej perspektywie.

Istotą tych badań jest stwierdzenie, że taka sytuacja jest odwracalna.

Gdy naukowcy przywrócili produkcję neuroliginy-3 u myszy, komórki nerwowe zmniejszyły produkcję receptorów glutaminianu do normalnego poziomu. Defekty strukturalne w mózgu typowe dla autyzmu zniknęły. Wniosek jest taki, że można by oddziaływać na te receptory farmakologicznie w celu ograniczenia zaburzeń charakterystycznych dla autyzmu.

Źródła:

Science, 13 września 2012 r. (on-line)
tutaj

ScienceDaily, 14 września 2012 r.
tutaj

Universität Basel, 14 września 2012 r. (w języku niemieckim)
tutaj

Geny czy środowisko - rzeczowa dyskusja

Oto przykład wymiany myśli przedstawicieli dwóch nurtów badań.

Richard C. Deth (Northeastern University, Boston) krytycznie odnosi się do tez zawartych w artykule H. C. Mefford`a, M. L. Batshaw`a i E. P. Hoffman`a z dn. 23 lutego 2012 r. opublikowanego w The New England Journal of Medicine.

Zarzuca on autorom pracy, że doskonale uzasadniając hipotezę genomowych źródeł autyzmu nie wspominają o niewielkim ilościowo udziale czynników genetycznych, w porównaniu z wkładem tych pozagenowych (np. środowiskowych). W ten sposób tworzą fałszywe wrażenie, że autyzm jest głównie zaburzeniem genetycznym.

Gwałtowny wzrost rozpoznań autyzmu przeczy tej idei, a badania sugerują, że czynniki środowiskowe odgrywają ważną rolę w podatności na autyzm, natomiast rola czynników genetycznych jest dość umiarkowana.

Szczególnie ważne doniesienia podkreślają rolę stresu oksydacyjnego i deficytu glutationu. Metaboliczne efekty toksycznych ekspozycji mogą być modyfikowane. Autorzy, wg Deth`a, utrwalają mit autyzmu jako zaburzenia głównie genetycznego. Jest to niedźwiedzia przysługa dla tych, którzy mogą korzystać z leczenia i odwraca uwagę od przyczyn pozagenetycznych.

Tyle Richard C. Deth.

Natomiast Heather C. Mefford (University of Washington, Seattle) odpowiada na krytykę.

Podkreśla koncentrację w w/w pracy na genetycznych aspektach zaburzeń rozwojowych. Zwraca uwagę, że wyraźne rozróżnienie pomiędzy genami i środowiskiem jest sztuczne. Obecnie jest oczywiste, że środowisko może wpływać na ekspresję genów i że genetyczne różnice mogą wpływać na reakcje organizmu na środowiskowe czynniki stresogenne.

Przyznaje rację Deth`owi w stwierdzeniu, że kilka mutacji jest związanych z autyzmem. Jest prawdopodobne, że bardziej subtelne interakcje pomiędzy genami i środowiskiem odgrywają ważną rolę w powstawaniu tego zaburzenia.

Źródła:

dyskusja nad artykułem:

The New England Journal of Medicine, 07 czerwca 2012 r. (.pdf)

tutaj

oryginalny artykuł:

The New England Journal of Medicine, 23 lutego 2012 r. (.pdf)

tutaj

Nowe dowody na rolę środków zmniejszających palność w autyzmie

Badania wykazały, że narażenie myszy na środki zmniejszające palność (polibromowane difenyloetery PBDE) przed, podczas i po ciąży, w interakcji ze znaną mutacją genetyczną może osłabiać procesy uczenia się i pamięci oraz zmniejszyć ilość zachowań społecznych u ich potomstwa.

Chodzi o mutację genu MECP2, związaną z zespołem Retta, który dotyka głównie dziewczynki.

Mutacje punktowe genu MECP2 wykrywane są u 80% dziewcząt manifestujących postać klasyczną zespołu i u ok. 40% postaci nietypowych. Białko kodowane przez MECP2 odpowiada za proces transkrypcji, czyli „przepisywania” informacji z DNA do mRNA jądra komórkowego.

Dawki PBDE podawane myszom przez 10 tygodni były podobne do tych, które występują w organizmach ludzi.

Wyniki sugerują, że genetyczne ryzyko deficytów w umiejętnościach społecznych, w interakcji ze środowiskowymi czynnikami chemicznymi, może spowodować nasilenie zachowań autystycznych.

Środki zmniejszające palność mają spowalniać palenie się różnego rodzaju sprzętów w razie pożaru. Są wykorzystywane w meblach, materiałach wyposażenia wnętrz, sprzęcie elektronicznym, wykrywane w kurzu, jedzeniu i powietrzu (pisałem o tym w sierpniu 2012 r.).

To badanie pokazuje, że nawet niska ekspozycja na substancje chemiczne może być ważnym czynnikiem ryzyka w populacji wrażliwej na choroby społeczne i neurologiczne.

O wpływie środków zmniejszających palność na odpowiedź immunologiczną u dzieci z autyzmem pisałem też w marcu 2011 r.

Źródła:

Environmental Health News, 10 lipca 2012 r.

tutaj

Human Molecular Genetics, 01 czerwca 2012 r., vol. 21 (11)

tutaj

Kwas foliowy przyjmowany we wczesnym okresie ciąży wiąże się ze zmniejszeniem ryzyka wystąpienia autyzmu u dziecka

Nowe badanie przeprowadzone w MIND Institute (University of California w Davis) sugeruje, że kobiety spożywające zalecaną dzienną dawkę kwasu foliowego w pierwszym miesiącu ciąży wykazują zmniejszone ryzyko urodzenia dziecka z autyzmem.

W szczególności dotyczyło to sytuacji, gdy matka i/lub jej dziecko miało konkretny wariant genetyczny (MTHFR 77 C> T), związany z mniej efektywnym metabolizmem kwasu foliowego.

Zebrano dane 837 matek z Północnej Kalifornii dzieci w wieku 2-5 lat, podzielono je na trzy grupy: dzieci z autyzmem, opóźnieniem rozwoju oraz prawidłowym rozwojem.

Średnie dzienne spożycie kwasu foliowego oceniano na podstawie ilości i częstotliwości spożywania suplementów diety, jak również żywności z dodatkiem kwasu foliowego np. wzbogaconych płatków śniadaniowych lub batonów energetycznych.

U matek prawidłowo rozwijających się dzieci odnotowano większe niż przeciętnie spożycie kwasu foliowego, były one bardziej skłonne do wypełniania zaleceń przyjmowania go w ciągu pierwszego miesiąca ciąży niż matki dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu i opóźnieniem rozwoju.

Kwas foliowy stanowi pewnego rodzaju ochronę w rozwoju zarodkowym mózgu ułatwiając reakcje metylacji DNA, co prowadzi do zmian w sposobie, w jaki jest odczytywany kod genetyczny.

Przyjmowanie kwasu foliowego przed i w czasie wczesnej ciąży jest rekomendowane od dziesięcioleci po badaniach, które wykazały zapobieganie w ten sposób nawet o 70 procent wadom cewy nerwowej lub niewłaściwemu tworzeniu się mózgu i rdzenia kręgowego u zarodka.

Źródła:

News from UC Davis Health System, 13 czerwca 2012 r.

tutaj

The American Journal of Clinical Nutrition, 30 maja 2012 r. (on-line)

tutaj

Nieswoiste zapalenia jelit a profile ekspresji genów u dzieci z autyzmem

Objawy przewlekłych problemów przewodu pokarmowego u dzieci ze spektrum autyzmu są dosyć częste. Nie wiadomo natomiast czy zaburzenia przewodu pokarmowego (GI) i zmiany zapalne błony śluzowej jelita u dzieci z ASD stanowią odmianę nieswoistego zapalenia jelit (IBD).

Nieswoiste zapalenia jelit – przewlekle choroby zapalne przewodu pokarmowego, glównie jelita grubego lub cienkiego. Najważniejsze to choroba Leśniowskiego-Crohna oraz wrzodziejące zapalenie jelita grubego.

Wykonano biopsję jelita dwóch grup dzieci: z ASD i objawami żołądkowo-jelitowymi oraz zdrowych z chorobą Leśniowskiego-Crohna (CD). Pobrano dwa rodzaje próbek od każdego dziecka: jedna z odcinka jelita z aktywnymi zmianami zapalnymi i jedna z odcinka wykazującego normalną błonę śluzową. Wykorzystano metodę profilowania ekspresji genów.

Dla każdej z dwóch grup dzieci różnice zostały ustalone przez porównanie tkanki zapalnej w obrębie grupy do tkanek kontrolnych z tej samej grupy. Następnie różnice w ekspresji genów porównywano pomiędzy grupami ASD-GI i CD.

Wyniki wskazują, że grupa dzieci ze spektrum autyzmu i zaburzeniami przewodu pokarmowego przedstawia profil ekspresji genów znacząco podobny do choroby Leśniowskiego-Crohna i zgodny z większą kategorią nieswoistych zapaleń jelit.

Źródło:

International Meeting for Autism Research, Toronto, 17-19 maja 2012 r. (materiały konferencyjne)

tutaj

Nowe badania pokazujące związek autyzmu i zaburzeń pokarmowych

Badacze z Keck School of Medicine w University of Southern California, opublikowali opracowanie podkreślające znaczenie słuchania przez lekarzy relacji rodziców dotyczących problemów w funkcjonowaniu przewodu pokarmowego u ich autystycznych dzieci. Pozwala to rozważyć znaczenie diagnozowania tych dzieci w kierunku zaburzeń przewodu pokarmowego (GID).

W Neurogenetic Institute (Keck School) zbadano 121 dzieci, głównie chłopców, z autyzmem i bez autyzmu, średni wiek wynosił 11 lat. Podzielono je na trzy grupy: dzieci z autyzmem (ASD) i zaburzeniami przewodu pokarmowego (GID), dzieci z ASD i bez GID, dzieci z GID i bez ASD. Najczęstszą dolegliwością były problemy gastryczne pod postacią zaparć, którym towarzyszył silny ból brzucha.

Wszyscy rodzice wypełnili odpowiedni kwestionariusz w celu sprawdzenia prawidłowości relacjonowania problemów ich dzieci. Dane porównano z rozpoznaniem gastroenterologa dziecięcego.

Badania wykazały, że rodzice byli w 92% dokładni w obserwacji i w ich przekazywaniu.

Pat Levitt, główny autor badania mówi: „To pokazuje, że kiedy pediatra przyjmuje matkę, która mówi, że jej dziecko ma poważne problemy jelitowe wskazane jest, aby lekarz skierował dziecko do specjalisty gastrologa”.

Ponadto, rodzice prowadzili przez siedem dni dzienniczek diety swoich dzieci. Wyniki nie wykazały różnic w rodzaju pożywienia któregokolwiek z dzieci z zaburzeniami przewodu pokarmowego (GID).

Analizowano również jakie leki modyfikujące zachowanie przyjmowały dzieci z autyzmem i nie stwierdzono różnic pomiędzy dziećmi z GID i bez GID.

Zbadano także związek pomiędzy nasileniem objawów autyzmu i GID. Okazało się, że dzieci z GID miały problemy językowe nasilone sześć razy więcej niż te bez GID.

Poza tym dzieci z problemami jelitowymi prezentowały częściej trudności w obszarze umiejętności społecznych.

Wyniki te są zgodne z hipotezą, że GID w ASD stanowi plejotropowy wyraz genetycznych czynników ryzyka.

O tym czym jest efekt plejotropowy (definicja) pisałem w lutym 2010 r.

Źródła:

Autism Research

09 stycznia 2012 r.

tutaj

HealthCanal.com

08 lutego 2012 r.

tutaj

PCB a mechanizmy wzrostu dendrytów i autyzm

Polichlorowane bifenyle (PCB) uruchomiają komórkowy łańcuch wydarzeń, który prowadzi do powstawania nadmiaru dendrytów i burzy normalne wzorce neuronalnych połączeń w mózgu.

Mówią o tym wyniki ogłoszonych w ubiegłym tygodniu dwóch, powiązanych ze sobą, badań.

W pierwszym z nich (University of California w Davis) sprawdzano wzrost ilości dendrytów u urodzonych szczurów, których matki narażone były na ekspozycję na PCB. W drugim (Washington State University) analizowano jak PCB wpływa na neurony szczura w kulturach komórkowych, w stadiach rozwojowych podobnych do tych w trzecim trymestrze ciąży u ludzi. W obu badaniach poziomy PCB były podobne do występujących w diecie człowieka (np. w mleku matki) i znalezionych ludzkich tkankach (np. w łożysku).

Autorzy sądzą, ekspozycja na PCB może zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia autyzmu u dzieci, u których genetyczna predyspozycja modyfikuje procesy tworzenia połączeń między neuronami.

Ocena mózgów szczurów narażonych na PCB we wczesnym okresie życia wykazała znaczną nadprodukcję dendrytów. Badania komórkowe udowodniły, że PCB inicjowały sygnalizacyjne szlaki wapniowe, które prowadziły do powstania nieprawidłowej architektury mózgu. Natomiast przyrost dendrytów była normalny, gdy komórkowy szlak został zablokowany.

Eksperyment pomógł zidentyfikować, po raz pierwszy, czynnik spustowy dla tego komórkowego łańcucha zdarzeń jakim są receptory rianodynowe RyR regulujące wydzielanie wapnia. Badania te pokazały, że RyR to niezbędny element w procesie, który kontroluje wzrost dendrytów.

Wcześniej Isaac Pessah (autor jednego z badań) wykazał, że receptory RyR są selektywnie aktywowane przez PCB niedioksynopodobne.

Mówi on: „Wapniowe szlaki sygnalizacyjne są wiązane z niektórymi formami zaburzeń ze spektrum autyzmu i mimo, że narażenie środowiskowe samo w sobie nie powoduje autyzmu, te nowe badania dostarczają dowodów, że PCB mogą mieć wpływ na powstawanie ryzyka autyzmu u dzieci predysponowanych genetycznie.”

Źródła:

ScienceDaily, 25 kwietnia 2012 r.

tutaj

Environmental Health Perspectives, 25 kwietnia 2012 r. (badania sygnalizacji wapniowej)

tutaj

Environmental Health Perspectives, 25 kwietnia 2012 r. (badania dendrytów)

tutaj

Kolejne dowody pokazujące zaburzenia układu immunologicznego w autyzmie

W badaniach prowadzonych w University of Kansas Medical Center stwierdzono istotnie niższe poziomy kilku cytokin w osoczu u dzieci z autyzmem w porównaniu z niespokrewnionymi dziećmi zdrowymi z rodzin, które miały dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu. Grupa badana liczyła 99 dzieci w wieku od 5 do 10 lat.

Korzystano z technologii nanocząstek w celu zbadania wzorów cytokin z krwi obwodowej, co wymaga bardzo małej ilości osocza do analizy i wykorzystuje standardowe zestawy do oznaczania cytokin.

Różnice znaleziono szczególnie w cytokinach związanych z limfocytami T pomocniczymi oraz zaangażowanych w hematopoezę (różnicowanie się komórek krwi) wpływającą na produkcję przeciwciał niezbędnych do normalnej aktywności układu odpornościowego.

Układ odpornościowy i czynniki genetyczne łączone są z biologiczną podstawą autyzmu. To badanie pokazuje zaburzenia systemu odpornościowego u dzieci z klasycznym autyzmem, które mogą być związane z czynnikami genetycznymi – białka cytokin są kodowane przez geny rozproszone w ludzkich chromosomach.

Źródło:

International Journal of Developmental Neuroscience, kwiecień 2012, vol. 30 (2)

tutaj

Autyzm a czynniki żywieniowe wpływające na zdolność radzenia sobie organizmu z toksynami – nowe badania

Nowe badanie sugeruje, że epidemia autyzmu wśród dzieci w USA może być związana z typową amerykańską dietą.

Okazuje się, że niedobory mineralne spowodowane przez czynniki żywieniowe (np. wysokocukrowy syrop kukurydziany – HFCS), mogą mieć potencjalny wpływ na to, jak ludzki organizm uwalnia się od toksycznych substancji (np. pestycydów czy rtęci).

Główny autor badania, Renee Dufault (US Public Health Service), opracowała nowatorskie podejście o nazwie "macroepigenetics", które opisuje subtelne, uboczne efekty konsumpcji HFCS, jak również innych czynników dietetycznych na organizm człowieka i ich związek z chorobami przewlekłymi.

Używając tego modelu naukowcy mogą wziąć pod uwagę czynniki żywieniowe i środowiskowe oraz predyspozycje genetyczne i obserwować, jak one między sobą współdziałają i przyczyniają się do rozwoju stanu zdrowia człowieka.

Autyzm i pokrewne zaburzenia powodowane są poprzez nieprawidłowy rozwój mózgu. Jak więc czynniki środowiskowe i dietetyczne mogą wspólnie przyczyniać się do ich powstawania?

Spożywanie HFCS wiąże się z utratą cynku. Jego niedobór ma negatywny wpływ na zdolność organizmu do wydalania metali ciężkich (np. arsenu, kadmu i rtęci). Udowodniono już ich negatywny wpływ na rozwój mózgu u małych dzieci. Podobnie rzecz ma się z wapniem. Jego utrata pogłębia negatywny wpływ ołowiu na płód oraz rozwój mózgu u małych dzieci. Ponadto niedobór wapnia może osłabiać zdolność organizmu do eliminowania związków fosforoorganicznych, które należą do grupy pestycydów. Wywierają one szczególnie toksyczny wpływ na młody, rozwijający się mózg.

Tak więc rozwój układu nerwowego może przebiegać niekorzystnie gdy ekspresja genów jest zmieniona przez dietetyczne czynniki transkrypcyjne lub też przez ekspozycję na toksyczne czynniki środowiskowe.

Wzorce ekspresji genów różnią się pod względem geograficznym pomiędzy populacjami oraz w samych populacjach. Istnieje regionalna specyfika interakcji geny-środowisko.

Badanie to rzuca spojrzenie na współdziałanie kilku czynników, które mogłoby prowadzić do rozwoju autyzmu. Takie efekty epigenetyczne mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie.

Źródło:

Clinical Epigenetics, 10 kwietnia 2012 r., vol. 4 (6)

tutaj

cały artykuł w .pdf

tutaj

Wariant genetyczny i autoprzeciwciała związane z posiadaniem dziecka z autyzmem

Badania przeprowadzone przez naukowców z University of California w Davis pokazują, że kobiety w ciąży z daną odmianą genu (allelu) są bardziej skłonne do produkcji przeciwciał skierowanych przeciwko tkance mózgu płodu oraz, że dzieci tych matek otrzymują częściej diagnozę autyzmu.
Badano działanie genu MET (którego związek z autyzmem jest znany) wśród 200 matek dzieci z autyzmem i 150 matek dzieci prawidłowo rozwijających się w wieku pomiędzy 24 a 60 miesiącem życia w momencie włączenia do badania.
Okazało się, że allel C genu MET występuje częściej u kobiet z zaburzeniami immunologicznymi, które mogą przyczynić się do rozwoju autyzmu.
Jedną z nieprawidłowości przypisanych do allelu C jest obecność przeciwciał przeciwko białkom mózgu płodu we krwi matek. Występują one tylko u niektórych matek z dzieckiem autystycznym, a nie znaleziono ich u matek dzieci rozwijających się prawidłowo. Uważa się, że przeciwciała te mogą w jakiś sposób szkodzić rozwijającemu się mózgowi płodu, a w niektórych przypadkach nawet powodować autyzm. Wydają się one mieć patologiczne znaczenie dla mózgu, zmieniając sposób, w jaki przebiega jego rozwój.
Ponadto poziom cytokiny IL-10, ważnego markera przeciwzapalnego, był niższy u kobiet z allelem C genu MET.
IL-10 (Interleukina 10) jest dobrze zbadaną grupą cytokin o działaniu immunosupresyjnym. Pełni ona rolę czynnika hamującego odpowiedź immunologiczną, m. in. wstrzymuje proces wytwarzania cytokin zapalnych. Niższy poziom IL-10 niesie ze sobą prawdopodobieństwo występowania stanu zapalnego.
Te wyniki mogą znacznie zwiększyć naszą wiedzę o pochodzeniu niektórych przypadków autyzmu i mogą bezpośrednio prowadzić do profilaktyki i leczenia.
"Pierwszy raz wykazano, że czynnik genetyczny ma istotne znaczenie w leczeniu autyzmu i jego skutków" mówi Judy Van de Water, jedna z autorek badania.
I dalej: "Nasze badania wykazały, że rodzaj wyłącznika bezpieczeństwa, który reguluje system odpornościowy i zapobiega jego aktywności w kierunku mózgu rozwijającego się płodu jest wadliwy u niektórych kobiet. Jak się okazuje - u ich dzieci rozwija się później autyzm" (Van de Water).
Związek pomiędzy autyzmem i aberracjami w układzie odpornościowym staje się obecnie powszechnie przyjmowanym przedmiotem badań.

Źródła:
Translational Psychiatry, vol. 1, 18.10.2011 r. (on-line)
tutaj
News from UC Davis Health System, 18.10.2011 r.
tutaj

Wcześniejsze badania genu MET.
Współwystępowanie z autyzmem i zaburzoną pracą jelit:
Pediatrics, 1.03.2009 r., vol. 123 (3)
tutaj
Powiązanie z autyzmem w ogóle:
PNAS, 07.11.2006 r., vol. 103 (45)
tutaj

Zaburzenia trawienia węglowodanów i dysbioza jelitowa u dzieci z autyzmem i zaburzeniami gastrycznymi

Zaczynamy rozumieć interakcje pomiędzy florą jelitową a jej gospodarzem. Istnieje już wiele dowodów na to, że mikroflora ta może wpływać na cały organizm. Ma ona związek z odpowiedzią immunologiczną, rozwojem mózgu oraz zachowaniem.
Niektóre dzieci z autyzmem wykazują wyraźny, specyficzny profil funkcjonowania jelit. Obserwuje się u nich niedobór disacharydaz oraz transporterów heksoz. Profil ten sprzyja problemom takim jak nieprawidłowe trawienie, zespół złego wchłaniania, czy też dysbioza błony śluzowej jelit.

Disacharydazy – enzymy biorące udział w rozpadzie dwucukrów (disacharydów) do cukrów prostych.
Heksozy – cukry proste.
Dysbioza – stan, w którym skład mikroflory jelit jest nieprawidłowy.

Analiza metagenomiczna flory bakteryjnej w jelitach dzieci z autyzmem ujawnia zmniejszenie ilości Bacteroidetes, wzrost ilości Firmicutes w stosunku do Bacteroidetes oraz wzrost ilości Betaproteobacteria. Świadczy to o występowaniu u nich innej flory bakteryjnej.
Wyniki te wskazują na związek pomiędzy ekspresją genów związanych z jelitami u ludzi a strukturą flory bakteryjnej. Mogą one umożliwić wgląd w patofizjologię zaburzeń żołądkowo-jelitowych u dzieci z autyzmem poprzez określenie specyficznych mechanizmów molekularnych i mikrobiologicznych.
O badaniach aktywności jelitowych disacharydaz u dzieci z autyzmem pisałem również w lipcu bieżącego roku.

Źródło:
PloS ONE, 16 września 2011 r.
tutaj