Oamenii de știință caută semne timpurii de autism

rapidly growing baby brains

La scurt timp după ce biologul de sisteme Juergen Hahn a publicat o lucrare care descrie o modalitate de a prezice dacă un copil are autism dintr-o probă de sânge, notele părinților au început să sosească. „Am o grămadă de părinți care îmi scriu acum care vor să-și testeze copiii”, spune Hahn, de la Institutul Politehnic Rensselaer din Troy, NY „Nu pot face asta”.

Asta pentru că, în ciuda promisiunii lor, rezultatele grupului său, raportate pe 16 martie PLOS Biologie Computațională, sunt preliminare – nicăieri aproape de un debut într-un cadru clinic. Testul va trebui confirmat și repetat la diferiți copii înainte de a putea fi utilizat pentru a ajuta la diagnosticarea autismului. Totuși, munca lui Hahn și a colegilor, împreună cu alte lucrări recente, ilustrează modul în care vânătoarea pentru o semnătură biologică concretă a autismului, un biomarker, câștigă viteză.

În prezent, pediatrii, psihologii copii și terapeuții se bazează pe observații și chestionare comportamentale, măsuri cu limitări. Cu excepția testelor genetice pentru câteva mutații rare, nu există extrageri de sânge, scanări ale creierului sau alte teste biologice care să poată dezvălui dacă un copil are – sau va face – autism.

Testele obiective ar fi incredibil de utile, ajutând la asigurarea unui diagnostic precoce care ar putea duce la terapie în primul an de viață, când creierul este cel mai maleabil. Un biomarker de încredere ar putea ajuta, de asemenea, la distingerea diferitelor tipuri de autism, diviziuni care ar putea dezvălui cine ar beneficia de anumite terapii. Și unii biomarkeri pot dezvălui o înțelegere mai profundă a modului în care creierul se dezvoltă în mod normal.

Oamenii de știință sunt în același timp optimi și realiști cu privire la perspectiva de a descoperi biomarkeri solidi pentru autism. „Avem instrumente grozave pe care nu le-am avut niciodată până acum”, spune psihiatrul Joseph Piven de la Școala de Medicină a Universității din Carolina de Nord din Chapel Hill. Oamenii de știință pot evalua genele rapid și ieftin, pot aduna informații sofisticate despre forma și comportamentul creierului și se pot baza pe colaborări mari de cercetare organizate care vizează înțelegerea autismului. „Aceasta fiind spuse, am făcut asta suficient de mult pentru a știu că oamenii fac tot felul de afirmații: „În următorii cinci ani sau următorii 10 ani, vom face asta”, spune Piven. Realitatea, spune el, este mai provocatoare.

Hahn este de acord. „Cred că va dura mai mult timp” pentru a găsi biomarkeri utili din punct de vedere clinic, spune el. „Nu este ceea ce părinții vor să audă. Chestia este că aceasta este o boală medicală foarte dificilă, cu multe manifestări diferite.”

Cercetătorii au descoperit diferențe în creier între persoanele cu și fără autism, inclusiv dimensiunea și modelele de creștere, conexiunile dintre zone și comportamentul celulelor creierului. Dar variabilitatea simptomelor autismului – și a cauzelor – i-a determinat pe oamenii de știință să privească dincolo de creier în căutarea biomarkerilor.

„Autismul poate să nu fie pur și simplu o tulburare a creierului”, spune neurologul Eric Courchesne de la Universitatea din California, San Diego. Oamenii de știință caută indicii importante despre autism în microbii intestinali, celulele pielii, sistemul imunitar și factorii care circulă în sânge.

Acesta a fost rațiunea din spatele experimentului lui Hahn și al colegilor, care a comparat compușii din sângele a 83 de copii cu autism cu cei a 76 de copii fără tulburare. Cercetătorii s-au concentrat asupra unui grup de molecule implicate în autism. Aceste molecule desfășoară o serie complicată de reacții metabolice numite metabolism și transsulfurare cu un singur carbon dependent de folat. Lucrările anterioare au sugerat că aceste procese sunt modificate la persoanele cu autism.

Hahn și colegii au dezvoltat un instrument statistic care a examinat relațiile dintre 24 dintre aceste molecule. În loc să se uite la concentrarea fiecărui jucător în parte, echipa s-a întrebat dacă o viziune mai globală ar ajuta. „Ați putea găsi în acestea modele care să vă ofere un model mult mai predictiv decât dacă le-ați privi unul câte unul?” el intreaba. Răspunsul, au arătat rezultatele lor, a fost da.

Instrumentul statistic a numit corect 97,6% dintre copiii cu autism și 96,1% dintre copiii fără. Doar doi din 83 de copii din spectrul autismului au fost clasificați greșit ca fiind neurotipici, iar trei din 76 de copii fără autism au fost clasificați greșit ca fiind autisti. În comparație cu alte metode descrise în literatura științifică, „cifrele pe care le-am obținut au fost foarte, foarte bune”, spune Hahn.

Aceste rezultate sunt „destul de interesante ca exemplu de analiză de sânge”, spune neurologul Dwight German de la Universitatea din Texas Southwestern Medical Center din Dallas. Dar, în calitate de cercetător care lucrează și la biomarkeri ai autismului pe bază de sânge, german este familiarizat cu o avertizare uriașă: sângele poate fi volubil. Medicamentele, vârsta și chiar ora din zi pot influența factorii din sânge, spune el. „Există o mulțime de teste pe care trebuie să le faci pentru a arăta că ceea ce măsori are legătură cu tulburarea și nu cu ceea ce au mâncat la micul dejun”, spune el.

Dacă aceste diferențe metabolice sunt prezente imediat după naștere, testul de sânge ar putea fi un indicator extrem de precoce al autismului. Dar trebuie depusă mult mai multă muncă pentru a valida noua abordare, inclusiv teste pe copii mai mici de 3 ani, spune Hahn.

Trebuie rezolvate și alte probleme. Când au fost testați pe 47 de frați ai persoanelor cu autism, copii care probabil împărtășesc genetica și mediul cu un frate autist, dar care nu au ei înșiși tulburarea, performanța instrumentului statistic s-a înrăutățit puțin. Instrumentul a clasificat incorect patru dintre cei 47 de frați ca având autism.

Pentru distincții mai stricte între copiii cu risc ridicat ca aceștia, oamenii de știință au avut succes privind înapoi la creier. Recent, Piven și colegii au studiat bebelușii născuți din părinți care au avut deja un copil autist. Acești „frați bebeluși” au aproximativ o șansă din cinci de a dezvolta autism ei înșiși, o rată mai mare decât cea a unui copil fără un frate autist. Studiind acest grup cu risc ridicat, Piven și colegii săi au descoperit caracteristici ale creierului care sunt asociate cu un risc și mai mare.

Cercetătorii bănuiseră că la un moment dat devreme în viață, creierul crește prea mult la copiii care vor dezvolta autism. Piven și colegii săi au scanat creierul a 106 bebeluși cu frați mai mari cu autism la vârsta de 6, 12 și 24 de luni. Cercetătorii au inclus și 42 de sugari cu risc scăzut.

La vârsta de 6 și 12 luni, cei 15 bebeluși care au dezvoltat autism au avut o creștere mai mare în suprafața exterioară a creierului, cortexul, decât atât bebelușii cu risc ridicat care nu au dezvoltat autism, cât și bebelușii cu risc scăzut. , au raportat cercetătorii pe 16 februarie Natură. Un program de calculator care a analizat creșterea creierului a prezis dacă acești sugari cu risc ridicat vor dezvolta autism. La un al doilea set de bebeluși, clasificarea a funcționat bine, apelând cu succes opt din 10 bebeluși care vor dezvolta autism până la vârsta de 24 de luni.

Alte lucrări ale lui Piven și colegii au evidențiat alte diferențe ale creierului la copiii cu risc ridicat. Bebelușii care vor dezvolta autism au mai mult lichid cefalorahidian pe o anumită parte a stratului exterior al creierului decât cei care nu dezvoltă această tulburare. Dar rezultatele, publicate online pe 6 martie în Psihiatrie biologicăa căzut sub puterea predictivă a rezultatelor creșterii excesive a creierului, spune Piven.

Ambele studii de scanare a creierului se aplică numai copiilor cu risc ridicat. Nu se știe dacă teste similare ar funcționa pe copiii fără frați cu autism. Dar este posibil ca aceste tipuri de descoperiri detaliate să poată ajuta la distingerea varietăților de autism, iar acestea sunt distincții care trebuie făcute înainte ca oamenii de știință să poată face progrese, spune Piven. „Noi sunam [autism] un singur lucru, dar sunt multe, multe lucruri diferite. Și până când nu reușim să ne confruntăm cu asta într-un mod mai semnificativ, este un fel de problemă insolubilă.”

Psihiatrul pentru copii și adolescenți Robert Henren, de la Universitatea din California, San Francisco, își imaginează o perioadă în care această colecție de tulburări individuale numite colectiv autism sunt toate catalogate în detaliu, datorită biomarkerilor. „Îi vom numi autism 23 sau autism 14 și vom spune: „Știm că acesta este procesul care are loc și așa ne vom personaliza tratamentele pentru această persoană.”

Pe drumul către acest obiectiv, este puțin probabil un mare progres, spune Piven. Nu este ca descoperirea penicilinei pentru infecțiile bacteriene. „O dai și 10 zile mai târziu, totul este în regulă. Nu va fi așa.” Chiar și așa, amploarea și entuziasmul domeniului sunt promițătoare, spune el. „Toată această idee de a privi biomarkerii timpurii este un nou mod de a gândi și avem capacități enorme de a face această realitate.”

Laura Sanders

Despre Laura Sanders

Laura Sanders este scriitoarea de neuroștiințe. Ea deține un doctorat. în biologie moleculară de la Universitatea din California de Sud.