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Une étude métabolomique révèle des biomarqueurs prédictifs de l'autisme chez les nouveau-nés
Dernière revue: 14.06.2024
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Une étude récente publiée dans la revue Communications Biology utilise la métabolomique chez les nouveau-nés pour identifier des marqueurs susceptibles de prédire le développement troubles du spectre autistique (TSA).
Biomarqueurs pour les TSA
Les enfants atteints de TSA éprouvent des difficultés dans les interactions sociales, le langage, ainsi que des intérêts ou des modèles de comportement limités ou répétitifs. Même avec un traitement, seulement 20 % d'entre eux vivent de manière autonome à l'âge adulte après avoir reçu un diagnostic de TSA dans l'enfance.
Des études antérieures ont identifié des marqueurs métaboliques et biochimiques des TSA chez les enfants et les adultes qui varient en fonction de l'âge, du sexe et de la gravité des symptômes. Beaucoup de ces marqueurs sont liés à la structure et au fonctionnement du cerveau, au système immunitaire, au système nerveux autonome et au microbiome. Cependant, aucun facteur génétique ou environnemental n'explique à lui seul tous les cas de TSA chez les enfants.
Modèle de réponse cellulaire au danger (CDR)
Le modèle Cellular Danger Response (CDR) décrit les voies métaboliques reliant les facteurs de stress environnementaux et génétiques à un développement altéré et aux TSA. Le CDR se propage à partir du point d'exposition au facteur de stress, suite à divers changements dans les réponses métaboliques, inflammatoires, autonomes, endocriniennes et neurologiques à ces blessures ou stress.
Les TSA sont plus susceptibles de suivre le CDR lorsque des facteurs de stress surviennent au cours de la vie fœtale ou de la petite enfance. Ces facteurs de stress affectent quatre domaines qui font partie du CDR : les mitochondries, le stress oxydatif, l’immunité innée et les microbiomes. L'adénosine triphosphate extracellulaire (eATP) est un régulateur fondamental dans toutes les voies CDR.
L'ATP comme molécule de signalisation
L'ATP est la monnaie énergétique de tous les êtres vivants sur Terre. Environ 90 % de l’ATP est généré dans les mitochondries et est utilisé dans toutes les voies métaboliques. En dehors de la cellule, l'eATP fonctionne comme une molécule messagère, se liant aux récepteurs sensibles aux purines sur la cellule pour avertir du danger et déclencher une réponse CDR généralisée.
ATP dans le métabolisme des TSA
Un métabolisme dérégulé des purines et une signalisation purinergique en réponse à l'ATP ont été identifiés dans des études expérimentales et humaines et étayés par des analyses multi-omiques. Le rôle de l'eATP est essentiel dans de multiples aspects du développement neurologique altérés par les TSA, notamment les mastocytes et les microglies, la sensibilisation neurale et la neuroplasticité.
Résultats de la recherche
Les nourrissons des groupes pré-TSA et en développement typique (TD) ne différaient pas dans leur exposition aux facteurs environnementaux pendant la grossesse et la petite enfance. Environ 50 % des enfants du groupe pré-TSA ont présenté une régression développementale, contre 2 % dans le groupe TD. L'âge moyen au moment du diagnostic de TSA était de 3,3 ans.
Les métabolites étaient supérieurs à la moyenne dans la cohorte de nouveau-nés atteints de TSA et ont continué à augmenter de plus de moitié à cinq ans par rapport à la cohorte de nouveau-nés. Ces métabolites comprenaient des molécules de stress et la purine 7-méthylguanine, qui recouvre l'ARNm nouvellement formé.
Les résultats de l'étude confirment que les TSA sont associés à des profils métaboliques qui diffèrent de ceux des enfants au développement typique, variant selon l'âge, le sexe et la gravité de la maladie. Ces changements se reflètent dans la neurobiologie anormale des TSA.
Prises ensemble, les données peuvent indiquer que l'échec de l'inversion normale du réseau purique entraîne l'échec de l'inversion du réseau GABAergique. La perte des connexions inhibitrices réduit l'amortissement naturel, permettant ainsi à la signalisation calcique de devenir surexcitable dans le réseau RAS.
De futures recherches pourraient utiliser ces résultats pour développer de meilleurs outils de dépistage pour les nouveau-nés et les nourrissons afin d'identifier ceux à risque de TSA. Cela peut faciliter l'identification et l'intervention précoces pour les enfants affectés, ce qui, à terme, améliorera les résultats du traitement et réduira la prévalence des TSA.