Исследователи разработали анализ крови на нарушения спектра аутизма (ASD), который превосходит существующие генетические тесты, в то же время представляя доказательства того, что аномальная иммунологическая активность, влияющая на развитие мозга, может помочь объяснить некоторые причины аутизма. Выводы также предлагают новое направление для генетических исследований аутизма и поиска лечения.
Анализ крови, описанный 5 декабря в онлайн-журнале открытого доступа PLOS ONE и основанный на крупнейшем исследовании генной чистки, когда-либо выполненном при аутизме, мог бы позволить раннюю диагностику аутизма примерно у двух третей пациентов до появления явных симптомов ( средний возраст диагноза в США составляет 5 лет).
Исследователи во главе с Секом Вонгом, инструктором HMS педиатрии в Бостонской детской больнице, а также членом программы по информатике больницы (CHIP), проанализировали образцы крови у 66 мужчин-пациентов с АСД (из Бостонских детских и нескольких других больниц в сотрудничестве с Autism Consortium of Boston) и сравнили их с 33 возрастными мальчиками без ASD. Используя микрочипы, они искали сигнатуры РНК, отражающие различия в активности генов или экспрессии между этими двумя группами.
«Поскольку биопсия мозга не является жизнеспособным вариантом для исследований, мы спросили, может ли кровь служить в качестве прокси-фактора для экспрессии генов в мозге», – сказал Исаак Кохане, профессор педиатрии в Бостонских детях и директор CHIP. «Мы обнаружили, что это возможно, хотя мы и другие изначально были скептически настроены».
Анализируя образцы крови, Конг и его коллеги отметили 489 генов как имеющих четкие образцы экспрессии в группе ASD, затем сузили это до группы из 55 генов, которые правильно идентифицировали или исключали аутизм в 76 процентах образцов. Они подтвердили свои результаты во второй группе из 104 пациентов мужского и женского пола с АСД и 82 контрольных точек, достигая общей точности классификации 68 процентов (73 процента для мужчин и 64 процента для женщин).
Подход генной подписи, который Бостонские дети имеют лицензию исключительно на SynapDx (Southborough, Mass.), Может потенциально диагностировать аутизм гораздо чаще, чем имеющиеся в настоящее время генетические тесты. Эти тесты ищут различные мутации, связанные с аутизмом, – от небольших «орфографических» изменений до потерянных или дополнительных копий гена или генов (так называемых вариантов количества копий) для оптовых хромосомных аномалий, – но вместе, известные мутации составляют меньше, чем 20 процентов случаев аутизма.
«Понятно, что ни одна мутация или даже один путь не ответственны за все случаи», – сказал Кохане, который также является старшим исследователем по обоим исследованиям. «Посмотрев на эту 55-генную подпись, которая может сразу захватывать перерывы в нескольких путях, мы можем сказать примерно с 70-процентной точностью, что« у этого ребенка нет аутизма »или« этот ребенок может быть в опасности », полагая его во главе очереди для раннего вмешательства и оценки. И мы можем сделать это относительно недорого и быстро ».
Предыдущие исследования генной экспрессии на образцах крови были ограничены размером исследования и проблемой получения хорошо сопоставленных контрольных групп, отметил Кохан.
55 генов, чье выражение было изменено, также предполагают более одного пути к тому, что мы знаем как аутизм. Основываясь на их генетических подписях, субъекты с ASD, сгруппированные в четыре подгруппы, отмеченные изменениями в разных биологических путях:
• Синаптические пути, особенно долгосрочные потенцирующие пути (необходимые для памяти и обучения) и нейротрофические пути (сигнализирующие нейроны, чтобы выжить, развиваться и расти)
• Иммунные / воспалительные пути
«В нашем примере около половины случаев аутизма имели какие-то изменения в отношении иммунных путей, синаптических путей или и того, и другого», – сказал Конг.
Добавление к нейроиммунной теории аутизма
Большинство современных теорий аутизма сосредоточены на неупорядоченных синапсах (связи между клетками мозга). Но, ссылаясь на предыдущие исследования в медицинской литературе, Кохайн предполагает, что развитие мозга при аутизме может быть нарушено аномальными иммунными ответами на инфекции и другие стрессоры во время младенчества или пренатально. Например, хемокины (воспалительные химические мессенджеры, которые вербуют иммунные клетки для борьбы с инфекциями) оказались чрезмерно экспрессируемыми при некоторых нейрокогнитивных расстройствах, а исследования на животных показали, что пренатальные инфекции связаны с аутичноподобными признаками у потомства.
«Мы знаем, что если у матери ревматоидный артрит или у отца диабет 1 типа, у ребенка повышенный риск аутизма», – сказал Кохан. «Исследования также отметили увеличение аутоиммунного заболевания, так же как аутизм растет».
Предыдущие исследования ткани головного мозга у пациентов с аутизмом обнаружили значительную активацию иммунных клеток в коре головного мозга и мозжечке, а недавние исследования в Boston Children показали, что те же молекулы, используемые иммунной системой, также играют определенную роль в развитии и функционировании мозг. «Можно представить, что инфекционное нападение во время беременности может увеличить хемокины в мозг», – сказал Кохане. «Или может быть что-то внутреннее для мозга, которое вызывает у него воспалительную реакцию. Генетический макияж может создать уязвимость в подгруппе младенцев, но может быть некоторый экологический фактор, который вызывает заболевание в этой подгруппе ».
Предыдущие исследования ткани головного мозга у пациентов с аутизмом обнаружили значительную активацию иммунных клеток в коре головного мозга и мозжечке, а недавние исследования в Boston Children показали, что те же молекулы, используемые иммунной системой, также играют определенную роль в развитии и функционировании мозг.