Новый тест мочи поможет в раннем выявлении аутизма у детей

Ученые разработали скрининговый инструмент на основе анализа мочи, который может помочь идентифицировать детей с высокой вероятностью развития расстройств аутистического спектра (РАС) в будущем. Это открывает новые возможности для своевременной оценки состояния и оказания поддержки.

Механизм действия и обнаружение метаболитов

В ходе исследования, проведенного учеными Университета штата Аризона (ASU), были изучены образцы мочи 99 детей в возрасте от двух до 11 лет. Среди них 52 ребенка имели диагноз РАС, а 47 развивались «типично». Исследователи измерили концентрацию 17 микробных метаболитов (MDM) – небольших молекул, вырабатываемых микроорганизмами и выводимых с мочой.

Было установлено, что эти MDM значительно, до 1000 раз, более распространены у лиц с РАС по сравнению с контрольной группой, что делает их перспективными биомаркерами для клинических тестов.

На основе полученных данных команда разработала так называемую Систему микробных метаболитов (MDM-система) – инструмент оценки, который с 90-процентной чувствительностью и 100-процентной специфичностью классифицировал детей с РАС в исследовании.

«Многие исследования подтвердили, что у части детей с расстройствами аутистического спектра наблюдаются необычайно высокие концентрации микробных метаболитов в моче, таких как п-крезолсульфат и индоксилсульфат», — пишут исследователи. Они предположили, что эти MDM могут влиять на нейроразвитие через ось «кишечник-мозг» (сложную систему связей между желудочно-кишечным трактом и центральной нервной системой), и что у большинства людей с РАС может присутствовать субфенотип, характеризующийся дисбактериозом кишечника.

Действительно, более 40 других исследований также выявили повышенные уровни микробных метаболитов, которые MDM-система связывала с РАС.

Важность ранней диагностики и биологический подход

Важно отметить, что полученные данные не означают, что метаболиты кишечника вызывают аутизм, или что изменение их уровня как-либо повлияет на само состояние. Тест мочи не предназначен для использования в качестве самостоятельного диагностического инструмента, и, учитывая размер когорты, необходимы более масштабные исследования.

Исследователи подчеркивают, что РАС, как и нейроотличность (различия в работе мозга и мышлении человека), в целом не является состоянием, которое нужно «исправлять» или «лечить». Однако необходимо разрабатывать диагностические инструменты, которые исследуют биологические маркеры, а не только поведенческие паттерны. В настоящее время РАС, как и синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), рассматривается как преимущественно генетическое состояние с наследуемостью до 90%. То есть, оно заложено в геноме.

Ранее опубликованное в апреле исследование в журнале Nature также подчеркивало важность ранней диагностики. Обозреватели отмечают, что отсутствие ранней диагностики, например, СДВГ, может иметь долгосрочные последствия. Это делает тесты, основанные на генетических или биомаркерных данных, чрезвычайно важными.

Представленное исследование дополняет растущее число доказательств того, что микробиом кишечника может вносить вклад в некоторые биологические различия, наблюдаемые при РАС. В конечном итоге это может помочь выявить подгруппы людей, которым может быть полезен более персонализированный подход к поддержке.

Среди 17 выявленных соединений, изучаемых исследователями, были метаболиты тирозина, триптофана и фенилаланина — все это аминокислоты, играющие важную роль в нейротрансмиттерных путях.

Влияние на нейротрансмиттеры и перспективы

По словам Кристины Флинн, первого автора исследования и выпускницы Университета штата Аризона, у 80-90% детей с аутизмом обнаруживаются чрезвычайно высокие уровни одного или нескольких микробных метаболитов. «Использование этого теста поможет определить, какие маленькие дети подвержены высокому риску постановки диагноза аутизм, и даст ориентиры для лечения тех, у кого диагноз уже поставлен, чтобы помочь им жить полноценной жизнью», — заявила она.

У детей с РАС в среднем было повышено три кишечных метаболита по сравнению с контрольной группой. У детей без диагноза в моче вообще не было обнаружено заметных метаболитов.

Профессор Джеймс Адамс, соавтор исследования и сотрудник Центра биодизайна по здоровью через микробиомы, отмечает, что особенно поразительно то, что бактерии производят метаболиты, которые по сути являются измененными версиями серотонина и дофамина. «Это два ключевых нейротрансмиттера, которые влияют на настроение, когнитивные функции и память», — объясняет он. «Это может объяснить многие симптомы и сопутствующие состояния у детей с аутизмом – их социальное общение, тревожность, депрессию и внимание».

Пока неясно, как изменение уровней MDM может повлиять на симптомы РАС, но ученые подчеркивают, что их выводы направлены на улучшение существующих диагностических инструментов, выходящих за рамки традиционных тестов, ориентированных на поведение.

«Мы считаем, что снижение уровней этих метаболитов может помочь этим детям вести более здоровую и счастливую жизнь, и мы призываем проводить скрининг детей раньше, чтобы обеспечить более ранние вмешательства», — добавляет Адамс.

Расширение спектра диагностических инструментов от поведенческих к биологическим является ключевым шагом к обеспечению «здоровой и счастливой жизни».

Флинн выражает надежду на снижение стигматизации и предрассудков, связанных с этим состоянием. «Иногда родители медлят с диагностикой, потому что чувствуют себя недостаточно хорошими родителями и боятся осуждения. Но это не так, потому что если мы можем обнаружить это в моче, это состояние, основанное на биологии. Надеемся, это предотвратит любые колебания со стороны родителей в поиске лечения, и побудит их делать это как можно раньше», — говорит она.

Исследователи также предлагают добавить подтип РАС – «РАС, ассоциированное с микробными метаболитами» (ASD-MDM) – фенотип (совокупность наблюдаемых характеристик), который наблюдается примерно в 90% случаев.

Соавтор исследования, профессор Роза Краймалник-Браун, подчеркивает, что более 15 лет занимается изучением микробиома кишечника и его потенциального влияния на здоровье человека, а расстройства аутистического спектра остаются в центре их исследований. «Я очень рада MDM-тесту, который включает важные микробные метаболиты, ранее предполагаемые как связанные с аутизмом», — добавляет она. «Этот тест может стать отличным способом оценки этого важного микробного вклада».

Доступность и перспективы

В настоящее время тест мочи доступен в США. Партнерская лаборатория Analutos в Великобритании также предлагает этот диагностический инструмент на международном уровне.

По словам Флинн, для многих семей одной из самых больших проблем является ожидание – неизвестность. «Если этот тест хоть немного сократит этот период, это будет значимо, так как раннее вмешательство действительно может помочь», — заключает она.

Исследование было опубликовано в журнале Molecular Psychiatry. Источник: Университет штата Аризона.