Биомаркеры аутизма

           Новые потенциальные биомаркеры для аутизма , как и для других психических расстройств , идентифицируются каждый день, поэтому список биомаркеров необходимо периодически часто обновлять и правильно интерпретировать, однако, для этого требует серьезная подхотовка в биохимии и биофизике , а также привлечение специалистов по биоинформатике и клинициста , знакомого с психопатологией и неврологией психического расстройства.  Мы видим, что в данном случае речь идет о команде специалистов , работающих с биомаркерами конкретного пациента.

Генетические биомаркеры

            Литература поддерживает роль наследственности в восприимчивости к расстройствам аутистического спектра (ASD) , у монозиготных близнецов намного выше уровень согласованности ASD (92%), чем у дизиготных близнецов (10%).  Несмотря на высокую наследственность, ауьтизм  демонстрируют гетерогенные клинические симптомы и генетическую архитектуру, которые отчасти препятствуют выявлению общих факторов генетической восприимчивости ( "уязвимости" ). Несмотря на то, что  исследования сцепления, исследования ассоциаций генов-кандидатов и цитогенетические исследования выявили наличие нескольких хромосомных областей присутствия локусов восприимчивости к аутизму, они не всегда последовательно идентифицировали и реплицировали общие генетические варианты, которые увеличивают риск возникновения расстройств аутистического спектра , кроме некоторых, разве что , явно генетических нарушений, таких как синдром хрупкой Х хромосомы или туберозный склероз.

           Поскольку аутизм не является единым расстройством ( "клиническим объектом" ) , его можно рассматривать как  проявление изменения поведения десятков или, возможно, сотен генетических и геномных расстройств. Было подсчитано , что существует более 500 отчетливых генетических локусов , которые могут быть связаны с ASD. Кроме того, последние  исследования показали, что существует множество эпигенетических механизмов, которые могут исказить или "объяснить" наследственные влияния.  Складывается впечатление, что окружающая среда может на самом деле объяснить этиологию аутизма в гораздо большей степени , чем генетика. По данным некоторых исследователей,  роль наследственности при большинстве болезней оценивается на уровне 38%, а общий компонент окружающей среды - 58%. Наследственность расстройств аутистического спектра  оценивается примерно в 50%. 

        Исследование основ аутизма  показывают, что это не моногенное расстройство, находящееся  в зависимости от тенденций Менделяна, за исключением нескольких исследованных больных и членов их семей в качестве заметных исключений. Фактически, литература показывает, что риск развития аутизма обусловлен вариациями во многих генах, ни один из которых не является окончательно ответственным за расстройство аутистического спектра , хотя некоторые больные , как отмечалось выше,  с нарушениями одного гена, такой как хрупкий Х, также отвечают критериям расстройств аутистического спектра.

        Исследования ассоциаций по всему геному идентифицировали, с репликацией, De Novo вариации ,которые тесно связаны (с достаточной мощностью) с аутизмом  (Tab: делеции нейрексина 1 (нейрексин-1) локуса, дупликации в 7q11.23 дубликаты в 15q11-13 и удаления и дубликаты в 16p11.2. В более ранних исследованиях были обнаружены редкие функциональные мутации в генах, кодирующих NRXN1, SHANK3 и SHANK2, которые являются белками,  влияющими на функционирование синапсов и связаных с другими известными генетическими нарушениями.  Кроме того, полное секвенирование экзома, подтвержденное четырьмя сообщениями, обнаружило генетические мутации, связанные с аутизмом, включая SNC2A, CHD8, DYRKIA, POG2, GRIN2B и KATNAL2.

        Изучение определенных генов при определенных, признанных расстройствах с социальным дефицитом, таких как синдром хрупкой Х хромосомы и туберозный склероз, может пролить свет на генетические основы расстройств аутистического спектра. Эта стратегия дает основание полагать, что ASD является результатом множества вариаций среди генов, которые сходятся к достаточно разнородному  фенотипу. Ярким примером реализации такой стратегии является контактин 4 (CNTN4) и его связь с социальной и интеллектуальной недостаточностью  при синдроме рецидивирующей делеции.  Мутации в соответствующих генах идентифицированы при идиопатических формах аутизма. Точно так же мутации в CNTNAP2 связаны с различными результатами патологического процесса , такими как задержка речи, нарушения функциональной связности, избирательный мутизм и беспокойство. Что еще более важно в области ASD, изменения в CNTNAP2 отмечены в родословных родственников.

          Исследователи идентифицировали общие генетические варианты на 5p14.1, которые связаны с восприимчивостью к расстройствам аутистического спектра , и воспроизвели эти результаты в отдельных анализах.  Вклад хромосомы 5p14 в клеточную адгезию и ее связь с восприимчивостью к аутизму подтверждает вывод о том, что определенные гены этого класса помогают создать особую связность и структуру мозга, что в конечном итоге приводит к расстройствам аутистического спектра. Помимо потенциальной роли соседних генов CDH10 и CDH9, анализ ассоциаций на основе путей оказывает дополнительную поддержку молекулам адгезии нейрональных клеток в придании восприимчивости к ASD, предполагая, что специфические генетические варианты в этом классе генов могут участвовать в формировании структуры и функциональной связности головного мозга, приводящими к клиническим проявлениям аутистического спектра.

         Среди общих полиморфизмов, связанных с риском аутизма, полиморфизм метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR) является одним из наиболее широко изученных генетических корреляций с аутизмом.

Метаболические биомаркеры

         Исследователи выделили четыре основных механизма, которые наиболее часто  изучались в течение последнего десятилетия: иммунологический / воспалительный процесс, окислительный стресс, токсиканты окружающей среды и митохондриальные аномалии. Кроме того, накапливаются интересные данные исследования липидов, систем желудочно-кишечного тракта, активации микроглии и микробиома, а также того, как все они могут также способствовать созданию платформы биомаркеров, связанных с расстройствами аутистического спектра. Напомним читателю, что мозг очень уязвим к окислительному стрессу, особенно у детей на ранних этапах развития. Поскольку экологические события ( факторы внешней среды ) и метаболические дисбалансы влияют на окислительный стресс и метилирование, они также могут влиять и на экспрессию генов.

        В большинстве случаев , результаты разных исследований охватывают один из основных провоцирующих заболевание механизмов: нарушения работы мозга, которое выявляется на периферии, например, изменение уровня серотонин и его метаболитом, сульфатов. Уменьшение количества тромбоцитов может быть связано с уровнем серотонина и  гамма-аминомасляной кислоты. на мозга также влияют:  низкий уровень окситоцина (который влияет на социальную коммуникацию) , вазопрессина , связанного с агрессией , низкий уровень витамина D или системную аномалию, которая также приводит к определенным последствиям в структурах мозга.  Серотонин также способствует про-социальному поведению и правильной оценке эмоциональных, социальных сигналов и может влиять на состояние  иммунной системы.  Витамин D обладает многими эффектами, включая регуляцию синтеза серотонина, уменьшение материнских антител, которые атакуют мозг плода, модулирование синтеза окситоцина, снижение воспаления желудочно-кишечного тракта за счет снижения уровня серотонина в кишечнике , репарацию ДНК, противовоспалительное действие, анти-аутоиммунную активность,  увеличение регуляторных Т-клеток, защиту митохондрий, стимуляцию антиоксидантного пути и увеличение глутатиона.