STUDIU. Primii biomarkeri imunologici materni care pot identifica o formă de autism au fost evidențiați cu ajutorul AI




Din cele aproximativ 10.000 de modele analizate prin algoritmul de învățare automată dezvoltat de către echipa de la UC Davis MIND Institute, multiple tipare de reactivitate ale auto-anticorpilor materni au fost asociate în mod semnificativ cu diagnosticul și severitatea unei forme de autism. Acesta este primul studiu care utilizează tehnici de învățare automată (o subcategorie de algoritmi de Inteligență Artificială -AI) pentru a identifica cu precizie de 100% un set de biomarkeri asociați cu o anumită formă a tulburării de spectru autist (TSA). Studiul publicat în Molecular Psychiatry s-a concentrat pe o singură formă a TSA, MAR-ASD (Maternal Autoantibody-Related Autism Spectrum Disorder), afecțiune care reprezintă aproximativ 20% din toate cazurile de autism.

„Implicațiile acestui studiu sunt extraordinare. Este pentru prima dată când învățarea automată este utilizată pentru a identifica cu precizie de 100% tiparele specifice MAR-ASD ca potențiali biomarkeri ai riscului de tulburare de spectru autist”, a afirmat prof. dr. Judy Van de Water de la UC Davis.

Obiectivele studiului au inclus crearea și validarea unui test serologic pentru identificarea tiparelor de reactivitate ale auto-anticorpilor materni împotriva a opt proteine identificate anterior și evaluarea relației dintre aceste modele de reactivitate și severitatea TSA.

abonare

Femeie însărcinată

Interacțiunea dintre anticorpii mamei și proteinele cerebrale ale fătului

Cele opt proteine (CRMP1, CRMP2, GDA, NSE, LDHA, LDHB, STIP1 și YBOX) au un grad de exprimare ridicat în creierul fătului, fiind implicate în neurogeneză, metabolism și homeostazia neuronală. Anticorpii MAR ai mamei pot ținti aceste proteine ale fătului (care acționează drept antigeni), devenind astfel auto-anticorpi. Legarea auto-anticorpilor materni de antigenii fătului în perioada vulnerabilă a neurogenezei poate impacta funcționalitatea proteinelor, afectând căile neurodezvoltării cu efecte de durată. Această teorie sugerează o cauză imunologică pentru o parte dintre tulburările de spectru autist. Cu toate acestea, mecanismul exact prin care anticorpii MAR ar traversa bariera hemato-encefalică a fătului și ar fi preluați de celulele neuronale progenitoare nu este încă elucidat.

Rezultatele provin dintr-un studiu retrospectiv

Probe de sânge au fost prelevate de la mame înscrise în studiul CHARGE. Astfel, au fost înrolate 450 de mame ai căror copii au fost diagnosticați cu TSA și 342 de mame ai căror copii au avut un parcurs de neurodezvoltare tipic. Probele au fost randomizate în două grupe experimentale:

  • Setul pentru instruire, cuprinzând 375 de probe prelevate atât de la mamele copiilor diagnosticați cu TSA cât și de la mamele ai căror copii au avut o neurodezvoltare tipică;
  • Setul pentru validare, incluzând 418 probe biologice obținute de la ambele categorii de mame.

Setul de probe pentru instruire a fost utilizat pentru a determina combinațiile de reactivitate ale auto-anticorpilor, specifice pentru TSA, iar scopul setului pentru validare a fost acela de a testa acuratețea tiparelor identificate pentru predicția diagnosticului de TSA.

A fost evaluată doar reactivitatea auto-anticorpilor de tip IgG (prin testări ELISA și Western Blot) deoarece acesta este izotipul capabil să traverseze placenta, fiind astfel o componentă-cheie a mecanismului etiopatogenic al MAR-ASD.

Reactivitatea auto-anticorpilor materni împotriva antigenilor creierului fetal

Deși auto-anticorpii nu au fost corelați în mod individual cu diagnosticul de TSA, au fost identificate mai multe tipare de reactivitate ale auto-anticorpilor specifice pentru TSA împotriva combinațiilor de doi sau mai mulți antigeni. Dintre acestea, trei combinații de antigeni s-au remarcat în mod particular, raportând un Odds Ratio (OR) semnificativ statistic:

  • CRMP1 + GDA (OR = 31,04);
  • CRMP1 + CRMP2 (OR = 26,08);
  • NSE + STIP1 (OR = 22,82).

Conform rezultatelor, dacă mama prezintă auto-anticorpi împotriva CRIMP1 și GDA (cel mai frecvent tipar), riscul acesteia de a avea un copil cu tulburare de spectru autist ar fi de 31 de ori mai mare decât în populația generală. În mod similar pot fi interpretate rezultatele raportate pentru celelalte combinații reprezentative. Așadar, o evaluare precoce a riscului pentru TSA ar putea fi posibilă.

Corelația între tiparul de reactivitate al auto-anticorpilor și severitatea bolii

Au fost analizate 245 de probe ale mamelor cu copii diagnosticați cu TSA pentru a evalua dacă tiparele de reactivitate sunt asociate cu scorul de severitate al afecțiunii (stabilit conform Autism Diagnostic Observation Schedule, ADOS). Dintre cei opt antigeni, CRMP1 a avut cea mai puternică corelație cu severitatea scorului ADOS (OR = 2,3), ceea ce semnifică faptul că prezența auto-anticorpilor împotriva CRMP1 crește considerabil riscul de a avea o formă mai severă de MAR-ASD.

Biomarkeri imunologici materni
„Implicațiile acestui studiu sunt extraordinare. Este pentru prima dată când învățarea automată este utilizată pentru a identifica cu precizie de 100% tiparele specifice MAR-ASD ca potențiali biomarkeri ai riscului de tulburare de spectru autist”, a afirmat prof. dr. Judy Van de Water de la UC Davis.

Implicațiile pentru viitor

Studiul demonstrează valoarea acestei tehnologii în explorarea tiparelor de reactivitate ale auto-anticorpilor ca factori de predicție pentru diagnosticul de TSA. Prin astfel de biomarkeri materni, există posiblitatea unui diagnostic foarte timpuriu al MAR-ASD, pacienții putând beneficia de terapii comportamentale cât mai devreme. Astfel de teste ar putea fi efectuate și pre-concepție, fiind deosebit de utile femeilor care prezintă un risc crescut de a avea un copil cu TSA (femeile cu vârsta de peste 35 ani sau cele care au deja un copil diagnosticat cu autism).

Echipa de cercetători care au condus studiul a declarat faptul că investighează în prezent efectele patologice ale acestor markeri imunologici în modele animale, cu scopul de a dezvolta și variante terapeutice țintite pentru MAR-ASD.

Despre tulburarea din spectrul autismului

TSA se caracterizează prin afectarea, în grade variabile, a capacităţii de relaţionare socială și a comunicării, prezentând totodată tipare comportamentale restrictive sau stereotipe. Este considerată o patologie de neurodezvoltare, având un debut precoce (înainte de vârsta de 3 ani), iar în majoritatea cazurilor simptomele sunt prezente pe parcursul vieții. În România, aproximativ 14% dintre copii suferă de o formă de tulburare de spectru autist, potrivit unui studiu publicat în anul 2017. Deși prevalența TSA a crescut semnificativ în ultimii ani, în prezent nu există biomarkeri diagnostici fiabili pentru această afecțiune.

Citește și: