Estudo metabolômico encontra biomarcadores preditivos de autismo em recém-nascidos

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

Biomarcadores para TEA

Crianças com TEA apresentam dificuldades com interações sociais, linguagem e interesses ou padrões de comportamento limitados ou repetitivos. Mesmo com tratamento, apenas 20% deles vivem de forma independente quando adultos após serem diagnosticados com TEA na infância.

Estudos anteriores identificaram marcadores metabólicos e bioquímicos para TEA em crianças e adultos que variam dependendo da idade, sexo e 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 Cellular Danger Response (CDR) descreve vias metabólicas que ligam estressores ambientais e genéticos a alterações no desenvolvimento e TEA. A CDR se espalha a partir do ponto de exposição ao estressor, seguindo várias alterações nas respostas metabólicas, inflamatórias, autonômicas, endócrinas e neurológicas a essas lesões ou estresses.

É mais provável que o TEA siga a CDR quando os estressores ocorrem na vida fetal ou na primeira infância. Esses estressores afetam quatro áreas que fazem parte do CDR: mitocôndrias, estresse oxidativo, imunidade inata e microbiomas. A adenosina trifosfato extracelular (eATP) é um regulador fundamental em todas as vias CDR.

ATP como molécula sinalizadora

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

ATP no metabolismo no TEA

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

Resultados da pesquisa

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

Os metabólitos estavam elevados acima da média na coorte de recém-nascidos com TEA e continuaram a aumentar em mais da metade aos cinco anos em comparação com a coorte de recém-nascidos. 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 que diferem daqueles de crianças com desenvolvimento típico, variando de acordo com idade, sexo e gravidade da doença. Essas alterações se refletem na neurobiologia anormal do TEA.

Tomados em conjunto, os dados podem indicar que a falha na reversão normal da rede purina causa falha na reversão da rede GABAérgica. A perda de conexões inibitórias reduz o amortecimento natural, permitindo assim que a sinalização do cálcio se torne superexcitável na rede RAS.

Pesquisas futuras poderiam usar essas descobertas para desenvolver melhores ferramentas de triagem para recém-nascidos e bebês, a fim de identificar aqueles em risco de TEA. Isto pode ajudar na identificação precoce e na intervenção das crianças afetadas, o que acabará por melhorar os resultados do tratamento e reduzir a prevalência do TEA.