Uno studio metabolomico trova biomarcatori predittivi dell'autismo nei neonati

Uno studio recente pubblicato sulla rivista Communications Biology utilizza la metabolomica nei neonati per identificare i marcatori che potrebbero predire lo sviluppo del disturbo dello spettro autistico (ASD).

Biomarcatori per ASD

I bambini con ASD presentano difficoltà nelle interazioni sociali, nel linguaggio e hanno interessi o modelli comportamentali ristretti o ripetitivi. Anche con il trattamento, solo il 20% di loro vive in modo indipendente da adulto dopo aver ricevuto la diagnosi di ASD durante l'infanzia.

Studi precedenti hanno identificato marcatori metabolici e biochimici per i disturbi dello spettro autistico (ASD) in bambini e adulti, che variano in base all'età, al sesso e alla gravità dei sintomi. Molti di questi marcatori sono correlati alla struttura e alla funzione cerebrale, al sistema immunitario, al sistema nervoso autonomo e al microbioma. Tuttavia, nessun singolo fattore genetico o ambientale spiega tutti i casi di ASD nei bambini.

Modello di risposta al pericolo cellulare (CDR)

Il modello di risposta cellulare al pericolo (CDR) descrive i percorsi metabolici che collegano fattori di stress ambientali e genetici a uno sviluppo alterato e ai disturbi dello spettro autistico. Il CDR si estende dal momento dell'esposizione allo stress verso l'esterno, seguendo vari cambiamenti nelle risposte metaboliche, infiammatorie, autonome, endocrine e neurologiche a queste lesioni o stress.

L'ASD è più probabile che segua la CDR quando si verificano fattori di stress nella vita fetale o nella prima infanzia. Questi fattori di stress influenzano quattro aree che fanno parte della CDR: mitocondri, stress ossidativo, immunità innata e microbiomi. L'adenosina trifosfato extracellulare (eATP) è un regolatore fondamentale in tutte le vie della CDR.

ATP come molecola di segnalazione

L'ATP è la valuta energetica per tutti gli esseri viventi sulla Terra. Circa il 90% dell'ATP viene generato nei mitocondri e viene utilizzato in tutte le vie metaboliche. All'esterno della cellula, l'eATP funziona come una molecola messaggera, legandosi ai recettori purinici presenti sulla cellula per segnalare il pericolo e indurre una risposta CDR generalizzata.

ATP nel metabolismo nell'ASD

Studi sperimentali e sull'uomo hanno identificato alterazioni del metabolismo purinico e della segnalazione purinergica in risposta all'ATP, confermate da analisi multiomiche. Il ruolo dell'eATP è fondamentale per molteplici aspetti del neurosviluppo alterati nei disturbi dello spettro autistico, tra cui mastociti e microglia, sensibilizzazione neurale e neuroplasticità.

Risultati della ricerca

I neonati nei gruppi pre-ASD e a sviluppo tipico (TD) non presentavano differenze nell'esposizione ai fattori ambientali durante la gravidanza e l'infanzia. Circa il 50% dei neonati nel gruppo pre-ASD mostrava una regressione dello sviluppo, rispetto al 2% nel gruppo TD. L'età media alla diagnosi di ASD era di 3,3 anni.

I metaboliti erano elevati al di sopra della media nella coorte di nascita con ASD e continuavano ad aumentare di oltre la metà all'età di cinque anni rispetto alla coorte di nascita. Questi metaboliti includevano molecole di stress e la purina 7-metilguanina, che riveste l'mRNA di nuova formazione.

I risultati dello studio confermano che l'ASD è associato a profili metabolici diversi da quelli dei bambini con sviluppo tipico, che variano a seconda dell'età, del sesso e della gravità della malattia. Questi cambiamenti si riflettono nella neurobiologia anomala dell'ASD.

Nel complesso, i dati potrebbero indicare che l'incapacità di invertire la rete purinica causa l'incapacità di invertire la rete GABAergica. La perdita di connessioni inibitorie riduce lo smorzamento naturale, consentendo così un'eccessiva eccitabilità della segnalazione del calcio nella rete RAS.

La ricerca futura potrebbe utilizzare questi risultati per sviluppare migliori strumenti di screening per neonati e bambini, al fine di identificare i soggetti a rischio di DSA. Ciò potrebbe contribuire all'identificazione precoce e all'intervento sui bambini affetti, migliorando in definitiva i risultati del trattamento e riducendo la prevalenza dei DSA.