Wczesne interwencje w badaniach przesiewowych pod kątem autyzmu można usprawnić, skupiając się na mikrobiomie, co jest obiecujące w identyfikowaniu przedobjawowych zaburzeń równowagi związanych z zaburzeniami neurorozwojowymi.
Naukowcy odkryli różnice w mikroorganizmach jelitowych i metabolitach niemowląt, które o lata poprzedzają objawy i diagnozę chorób takich jak autyzm. To nowe podejście może pomóc w przyszłych badaniach przesiewowych i leczeniu, podkreślając potencjał zdrowia mikrobiomu we wczesnym dzieciństwie, który może wpływać na długoterminowy rozwój układu nerwowego.
Wczesne badania przesiewowe i potrzeby badawcze w kierunku autyzmu
Wczesne badania przesiewowe w kierunku zaburzeń neurorozwojowych, takich jak autyzm, są koniecznością niezwykle istotne w pomaganiu dzieciom rozwinąć konieczne umiejętności życiowe. Amerykańska Akademia Pediatrii radzi ekranizacja wszystkim dzieciom z powodu opóźnień rozwojowych, szczególnie tym urodzonym przedwcześnie lub z niską masą urodzeniową.
Jednak amerykańska grupa zadaniowa ds. usług prewencyjnych już to zrobiła podkreślił potrzebę dalszych badań w celu sprawdzenia skuteczności obecnych metod badań przesiewowych w kierunku autyzmu. Metody te zazwyczaj opierają się na listach kontrolnych kamieni milowych rozwoju i obserwowane zachowaniaktóre mogą ujawnić się dopiero po pominięciu kluczowych etapów rozwoju.
Opracowywanie nowych narzędzi diagnostycznych
Naukowcy i klinicyści pracują nad opracowaniem prostych, niezawodnych narzędzi, które mogłyby zidentyfikować wczesne oznaki lub czynniki ryzyka choroby, zanim objawy staną się oczywiste. Chociaż wczesne badanie przesiewowe może prowadzić do ryzyko nadmiernej diagnozyzrozumienie potrzeb rozwojowych dziecka może pomóc rodzinom w korzystaniu z zasobów, które szybciej zaspokoją te potrzeby.
Jesteśmy badacze, którzy przestudiować rolę, jaką mikrobiom odgrywa w różnych stanach, takich jak choroby psychiczne, choroby autoimmunologiczne, otyłość, poród przedwczesny i inne. W naszych niedawno opublikowanych badaniach na szwedzkich dzieciach odkryliśmy, że drobnoustroje i metabolity wytwarzane przez nie w jelitach niemowląt – zarówno w kale, jak i we krwi pępowinowej – może pomóc w monitorowaniu ryzyka dla dziecka zaburzeń neurorozwojowych, takich jak autyzm. Różnice te można wykryć już w chwili urodzenia lub w pierwszym roku życia. Markery te były widoczne średnio przez ponad dziesięć lat przed zdiagnozowaniem dzieci.
Mikroby jelitowe jako potencjalne biomarkery
Biomarkery to wskaźniki biologiczne – takie jak geny, białka lub metabolity we krwi, kale lub innych rodzajach próbek – które sygnalizują obecność stanu w określonym momencie. Tam są brak znanych biomarkerów autyzmu. Wysiłki mające na celu znalezienie biomarkerów zostały w dużej mierze utrudnione przez fakt, że autyzm ma wiele potencjalnych ścieżek które do tego prowadzą, a badacze mają tendencję do ignorowania działania tych przyczyn razem jako całość.
Jednym z potencjalnych biomarkerów schorzeń neurorozwojowych, takich jak autyzm, jest drobnoustroje jelitowe. Połączenie między jelitami a mózgiem, czyli oś jelitowo-mózgowajest obszarem dużego zainteresowania naukowców. Mikroorganizmy jelitowe odgrywają znaczącą rolę w zdrowiu, w tym w odporności,[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>neurotransmitter balance, digestive health, and much more.
A lot of work has been done around mapping what a “typical” microbiome looks like based on age and organ system. Researchers have shown that the microbiome is personalized enough that it can distinguish two people or two households even better than genetics, with differences in colonization starting very early in life.
The microbiome undergoes immense changes during childhood. It shapes and is shaped by the immune system and influenced by life changes and events. It is also influenced by factors like genetics, environment, lifestyle, infection, and medications.
Microbial Imbalances and Neurodevelopment
Gastrointestinal symptoms such as diarrhea, pain, and constipation are common in children with autism and ADHD, with as many as 30% to 70% of autism patients also diagnosed with functional gastrointestinal disorders. Untreated GI issues can also lead to additional sleep and behavioral disorders among these children. A small pilot study found that children with autism showed improvements in gastrointestinal and autism-related symptoms after having healthy microbes transferred into their guts, with some benefits lasting up to two years.
Twoje jelita i mózg są ze sobą ściśle powiązane.
Większość badań nad mikrobiomem i warunkami neurorozwojowymi ogranicza się jednak do osób, u których już zdiagnozowano tę chorobę ADHD, autyzmlub inne schorzenia, a badania te często dają mieszane wyniki. Ograniczenia te rodzą ważne pytanie: czy mikrobiom odgrywa bezpośrednią rolę w rozwoju autyzmu i innych schorzeń neurorozwojowych, czy też zmiany w składzie mikrobiomu są konsekwencją samych schorzeń?
Niektóre badania sugerują, że mikrobiom ma niewielki lub żaden związek z przyszłym autyzmem. Badania te mają jednak zauważalne ograniczenie: nie badają braku równowagi mikrobiologicznej przed postawieniem diagnozy lub wystąpieniem objawów. Zamiast tego badania te skupiają się na dzieciach, u których już zdiagnozowano autyzm, porównując je z ich rodzeństwem i niespokrewnionymi dziećmi neurotypowymi. W większości przypadków dane i próbki dotyczące diety są zbierane kilka lat po postawieniu diagnozy, co oznacza, że w badaniu nie można sprawdzić, czy brak równowagi mikrobiologicznej powoduje autyzm.
Wczesne wykrywanie poprzez badania mikrobiologiczne
Zastanawialiśmy się, czy badanie bakterii występujących u małych dzieci, zanim zostaną zdiagnozowane lub wykażą objawy autyzmu lub innych schorzeń, może dać nam wskazówkę dotyczącą ich rozwoju neurologicznego. Zbadaliśmy więc krew pępowinową i kał pobrane w wieku około 1 roku od uczestników trwającego badania zwanego Wszystkie dzieci w południowo-wschodniej Szwecjiktóre monitoruje stan zdrowia około 17 000 dzieci urodzonych w latach 1997–1999 i ich rodziców. Obserwujemy te dzieci od urodzenia i u prawie 1200 z nich do 23. roku życia zdiagnozowano później zaburzenie neurorozwojowe.
Znaleźliśmy znaczące różnice w składzie bakterii i poziomach metabolitów, które rozwinęły się przed wystąpieniem objawów schorzeń neurorozwojowych – takich jak zaburzenia żołądkowo-jelitowe, rozdrażnienie i problemy ze snem – a także w przypadku formalnych diagnoz medycznych. Różnice te dotyczyły wielu schorzeń, w tym autyzmu, ADHD i zaburzeń mowy.
Następnie powiązaliśmy bakterie z neuroprzekaźnikami – sygnałami chemicznymi, które pomagają komórkom mózgowym komunikować się – oraz witaminami, takimi jak ryboflawina i witamina B, znajdującymi się w kale dziecka. Dany poprzednie badania w przypadku dzieci i dorosłych, u których zdiagnozowano już zaburzenie neurorozwojowe, spodziewaliśmy się znaleźć różnice w składzie mikrobiomu i stanie zdrowia pomiędzy osobami z zaburzeniami neurorozwojowymi i bez nich.
Ale byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy jak wcześnie te różnice się ujawnią. Zaobserwowaliśmy zmienność drobnoustrojów i metabolitów wpływających na zdrowie układu odpornościowego i mózgu, między innymi w kale pobranym z pieluszek dzieci w wieku około 1 roku oraz we krwi pępowinowej pobranej po urodzeniu.
Brak równowagi w składzie mikrobiologicznym – jak to nazywają mikrobiolodzy dysbioza – zaobserwowaliśmy, co sugeruje, że niepełny powrót do zdrowia po wielokrotnym stosowaniu antybiotyków może mieć ogromny wpływ na dzieci w tym wrażliwym okresie. Podobnie zaobserwowaliśmy, że powtarzające się infekcje ucha są powiązane z: dwukrotnie większe prawdopodobieństwo rozwoju autyzmu.
Dzieci, które wielokrotnie stosowały antybiotyki i miały zaburzenia równowagi mikrobiologicznej, były znacznie bardziej narażone na rozwój autyzmu. Dokładniej, dzieci z nieobecnością Nadchodzi Coprococcusbakterię powiązaną ze zdrowiem psychicznym i jakością życia, oraz zwiększoną częstością występowania Citrobacterbakterii znanej z oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, w połączeniu z wielokrotnym stosowaniem antybiotyków były od dwóch do czterech razy bardziej narażone na rozwój zaburzeń neurorozwojowych.
Niezbędne są antybiotyki w leczeniu niektórych infekcji bakteryjnych u dzieci i podkreślamy, że nasze ustalenia nie sugeruj unikania ich stosowania całkowicie. Rodzice powinni stosować antybiotyki, jeśli zostały przepisane przez pediatrę i uznane za konieczne. Nasze badanie sugeruje raczej, że powtarzające się stosowanie antybiotyków we wczesnym dzieciństwie może sygnalizować dysfunkcję układu odpornościowego lub zaburzenia w rozwoju mózgu, na które może wpływać mikrobiom jelitowy. W każdym razie ważne jest rozważenie, czy dzieci mogłyby odnieść korzyść z leczenia przywracającego florę bakteryjną jelit po zażyciu antybiotyków, a jest to obszar, który aktywnie badamy.
Kolejnym zaburzeniem równowagi mikrobiologicznej u dzieci, u których później zdiagnozowano zaburzenia neurorozwojowe, było zmniejszenie Akkermansia muciniphilabakteria wzmacniająca błonę śluzową jelit i powiązana z neuroprzekaźnikami ważnymi dla zdrowia neurologicznego.
Nawet po nas uwzględniono czynniki które mogłyby mieć wpływ na skład drobnoustrojów jelitowych, np. sposób porodu i karmienie piersią, związek między niezrównoważoną florą bakteryjną a przyszłą diagnozą utrzymywał się. Te braki równowagi poprzedzały rozpoznanie autyzmu, ADHD lub niepełnosprawności intelektualnej średnio o 13–14 lat, co obalało założenie, że zaburzenia równowagi mikroflory jelitowej wynikają z diety.
Znaleźliśmy to lipidy i kwasy żółciowe zostały wyczerpane we krwi pępowinowej noworodków z przyszłym autyzmem. Związki te dostarczają składników odżywczych dla pożytecznych bakterii, pomagają utrzymać równowaga immunologicznaoraz wpływają na układy neuroprzekaźników i ścieżki sygnalizacyjne w mózgu.
Badania przesiewowe mikrobiomu w opiece pediatrycznej
Badania przesiewowe mikrobiomu nie są powszechną praktyką podczas wizyt u zdrowych dzieci. Jednak nasze odkrycia sugerują, że wykrycie braku równowagi w liczbie pożytecznych i szkodliwych bakterii, szczególnie w krytycznych okresach wczesnego rozwoju dziecka, może dostarczyć klinicystom i rodzinom istotnych informacji.
Jeszcze długa droga przed nami, zanim takie badania przesiewowe staną się standardową częścią opieki pediatrycznej. Naukowcy nadal potrzebują sprawdzonych metod analizy i interpretacji danych dotyczących mikrobiomu w warunkach klinicznych. Nie jest również jasne, w jaki sposób różnice bakteryjne zmieniają się w czasie u dzieci na całym świecie – nie tylko to, które bakterie są obecne, czy nie, ale także w jaki sposób mogą kształtować odpowiedź immunologiczną i metabolizm. Jednak nasze odkrycia potwierdzają rosnącą liczbę dowodów na to, że wczesny mikrobiom jelitowy odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu neurorozwoju.
Napisane przez:
- Angelica P. Ahrens, asystentka naukowa w dziedzinie analityki danych i mikrobiologii, Uniwersytet Florydy
- Eric W. Triplett, profesor i kierownik katedry mikrobiologii i nauki o komórkach na Uniwersytecie Florydy
- Johnny Ludvigsson, emerytowany profesor nauk biomedycznych i klinicznych, Uniwersytet w Linköping
Na podstawie artykułu pierwotnie opublikowanego w Rozmowa.
