Estudo metabolómico encontra biomarcadores preditivos de autismo em recém-nascidos

Um estudo recente publicado na revista Communications Biology usa metabolômica em recém-nascidos para identificar marcadores que podem prever o desenvolvimento do transtorno do espectro autista (TEA).

Biomarcadores para TEA

Crianças com TEA apresentam dificuldades com interações sociais, linguagem e interesses ou padrões de comportamento restritos ou repetitivos. Mesmo com tratamento, apenas 20% delas vivem de forma independente como adultos após serem diagnosticadas com TEA na infância.

Estudos anteriores identificaram marcadores metabólicos e bioquímicos para TEA em crianças e adultos que variam de acordo com a idade, o sexo e a gravidade dos sintomas. Muitos desses marcadores estão relacionados à estrutura e função cerebral, ao sistema imunológico, ao sistema nervoso autônomo e ao microbioma. No entanto, nenhum fator genético ou ambiental explica todos os casos de TEA em crianças.

Modelo de resposta ao perigo celular (CDR)

O modelo de resposta celular ao perigo (CDR) descreve vias metabólicas que ligam estressores ambientais e genéticos a alterações no desenvolvimento e ao TEA. A CDR se estende do ponto de exposição ao estressor para fora, acompanhando diversas alterações nas respostas metabólicas, inflamatórias, autonômicas, endócrinas e neurológicas a essas lesões ou estresses.

O TEA tem maior probabilidade de ocorrer após a CDR quando estressores ocorrem na vida fetal ou na primeira infância. Esses estressores afetam quatro áreas que fazem parte da CDR: mitocôndrias, estresse oxidativo, imunidade inata e microbiomas. O trifosfato de adenosina extracelular (eATP) é um regulador fundamental em todas as vias da CDR.

ATP como molécula de sinalização

O ATP é a moeda energética de todos os seres vivos na Terra. Aproximadamente 90% do ATP é gerado nas mitocôndrias e utilizado em todas as vias metabólicas. Fora da célula, o eATP funciona como uma molécula mensageira, ligando-se a receptores celulares sensíveis à purina para alertar sobre perigos e desencadear uma resposta CDR generalizada.

ATP no metabolismo em ASD

O metabolismo desregulado das purinas e a sinalização purinérgica em resposta ao ATP foram identificados em estudos experimentais e em humanos e confirmados por análises multiômicas. O papel do eATP é fundamental para múltiplos aspectos do neurodesenvolvimento alterado no TEA, incluindo mastócitos e microglia, sensibilização neural e neuroplasticidade.

Resultados da pesquisa

Bebês nos grupos pré-TEA e desenvolvimento típico (DT) não diferiram em sua exposição a fatores ambientais durante a gravidez e a infância. Cerca de 50% dos bebês no grupo pré-TEA apresentaram regressão do desenvolvimento, em comparação com 2% no grupo DT. A idade média no diagnóstico de TEA foi de 3,3 anos.

Os metabólitos estavam acima da média na coorte de nascimentos com TEA e continuaram a aumentar em mais da metade aos cinco anos de idade em comparação com a coorte de nascimentos. Esses metabólitos incluíam moléculas de estresse e a purina 7-metilguanina, que reveste o mRNA recém-formado.

Os resultados do estudo confirmam que o TEA está associado a perfis metabólicos diferentes daqueles de crianças com desenvolvimento típico, variando com idade, sexo e gravidade da doença. Essas alterações se refletem na neurobiologia anormal do TEA.

Em conjunto, os dados podem indicar que a falha na reversão da rede de purinas causa a falha na reversão da rede GABAérgica. A perda de conexões inibitórias reduz o amortecimento natural, permitindo assim uma excitabilidade excessiva da sinalização de cálcio na rede RAS.

Pesquisas futuras podem usar essas descobertas para desenvolver melhores ferramentas de triagem para recém-nascidos e bebês, a fim de identificar aqueles em risco de TEA. Isso pode auxiliar na identificação e intervenção precoces em crianças afetadas, melhorando, em última análise, os resultados do tratamento e reduzindo a prevalência de TEA.