Bycie częścią tego badania było dla mnie czymś bardzo znaczącym” – mówi Patao

W rezultacie mózg płodu może być pozbawiony składników odżywczych, których potrzebuje do prawidłowego wzrostu.

Przeczytaj: Bariery w zbieraniu mózgów do badań nad autyzmem

Układ odpornościowy płodu może również zakłócać rozwój mózgu. Pewne cząsteczki, zwane cytokinami, które kontrolują migrację komórek w układzie odpornościowym, są również kluczowe dla neuronów i komórek odpornościowych, aby mogły dotrzeć do swoich prawidłowych lokalizacji w układzie nerwowym. „Dwa systemy rozmawiają ze sobą w sposób, z którego nie zdawaliśmy sobie sprawy”, mówi Judy Van de Water, neuroimmunolog z University of California w Davis.

Infekcje w czasie ciąży mogą zakłócać tę sygnalizację. Pomyślna ciąża obejmuje zawiły taniec odpornościowy: odporność kobiety musi zostać osłabiona, aby nie zaatakowała płodu jako obcego najeźdźcy, ale musi również zachować wystarczającą czujność, aby odeprzeć szkodliwe infekcje. Jednak nawet jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, poważne infekcje mogą zwiększyć jej odpowiedź immunologiczną, ze szkodą dla jej dziecka. Na przykład badanie z 1977 r. wykazało zaskakująco wysoką częstość występowania autyzmu (1 na 13) wśród dzieci matek zarażonych różyczką w czasie ciąży. A badanie z 2015 roku, które obserwowało ponad 2,3 miliona dzieci urodzonych w Szwecji w latach 1984-2007 wykazało, że kobiety hospitalizowane z powodu infekcji w czasie ciąży mają około 30 procent większe szanse na posiadanie dziecka z autyzmem w porównaniu z innymi ciężarnymi kobietami.

W tym ryzyku, przynajmniej częściowo, może pośredniczyć stan zapalny i zakłócona sygnalizacja immunologiczna u matki. Badanie z 2013 roku obejmujące 1,2 miliona urodzeń w Finlandii wykazało, że kobiety z najwyższym poziomem białka C-reaktywnego, powszechnego markera stanu zapalnego we krwi, są o 80% bardziej narażone na zdiagnozowanie u dzieci autyzmu niż kobiety z najniższym poziomem. W zeszłym roku Van de Water i jej współpracownicy donieśli, że kobiety, które miały autystyczne dzieci z niepełnosprawnością intelektualną, miały podwyższony poziom niektórych cytokin we krwi w połowie ciąży.

Niektóre cytokiny wydają się być szczególnie ważne w mediacji ryzyka autyzmu. U myszy aktywacja immunologiczna przyczynia się do autyzmu tylko wtedy, gdy podzbiór komórek odpornościowych, zwanych komórkami pomocniczymi T 17, uwalnia cytokinę zwaną interleukiną 17. U myszy bez tych komórek zapalenie w czasie ciąży nie wydaje się prowadzić do autyzmu. Komórki T-helper 17 są produkowane w odpowiedzi na określone bakterie jelitowe, co zwiększa prawdopodobieństwo, że kobiety w ciąży z tymi bakteriami są szczególnie podatne na rodzaj zapalenia, który przyczynia się do autyzmu. Wyeliminowanie tych specyficznych bakterii z jelit ciężarnych kobiet może zmniejszyć ryzyko autyzmu u ich dzieci – możliwość, którą badają naukowcy.

Otyłość, cukrzyca przed i podczas ciąży, stres i choroby autoimmunologiczne u matki są również związane z autyzmem u jej dziecka: wszystkie wywołują stany zapalne lub osłabiają sygnalizację immunologiczną w inny sposób. Te dowody, zebrane razem, nazywane są „hipotezą aktywacji układu odpornościowego matki”. Metaanaliza 32 artykułów opublikowanych na początku tego roku wykazała, że ​​u kobiet otyłych lub z nadwagą przed zajściem w ciążę o 36 procent częściej niż u kobiet o prawidłowej masie ciała zostanie później zdiagnozowany autyzm.

Praca Van de Water wykazała, że ​​niektóre reakcje autoimmunologiczne mogą nawet bezpośrednio uszkodzić mózg płodu. (W czasie ciąży kobiece przeciwciała mogą przenikać przez łożysko, a nawet przez płodową barierę krew-mózg). W 2013 roku zespół Van de Water poinformował, że 23 procent matek dzieci autystycznych ma przeciwciała przeciwko białkom płodowo-mózgowym, w porównaniu z 1 procentem. matek typowych dzieci. Nikt nie wie, dlaczego te kobiety mogą mieć te przeciwciała – to „pytanie za 50 milionów dolarów”, mówi Van de Water – ale naukowcy twierdzą, że mogą to być kolejny produkt uboczny zwariowanego układu odpornościowego matki. Czynniki poza ciałem matki mogą również wywierać silne działanie.

Biurko Manisha Arory w Icahn School of Medicine w Mount Sinai w Nowym Jorku to chaotyczna mieszanina na wpół pustych kubków po kawie, książek o filozofii i dziecięcych zębów. Maleńkie zęby zostały przekazane na badania niezwiązane z autyzmem, ale mimo to mogą odkryć tajemnice dotyczące tego stanu, mówi.

Arora to wiele rzeczy: dentysta, naukowiec i ojciec 6-letnich trojaczków. Mówi cicho i często mówi metaforami. W swoim życiu zawodowym stara się zrozumieć, jak narażenia chemiczne we wczesnym okresie życia wpływają na rozwój mózgu, pasję ukształtowaną przez dzieciństwo na pograniczu Zambii i obecnego Zimbabwe. Pamięta ciężarówki rozpylające pestycydy, takie jak DDT na ziemi – a czasem także na dzieci bawiące się na zewnątrz – w celu kontrolowania malarii, o czym myślał, gdy był starszy, ze względu na potencjalne szkody.

Jak Arora wie ze swojej pracy dentystycznej, zęby mleczne stanowią zapis ekspozycji chemicznej organizmu. Zęby, wyjaśnia, są jak drzewa: gdy rosną, tworzą pierścienie — około jednej dziesiątej średnicy ludzkiego włosa — które rejestrują chemikalia i metale, z którymi się stykają. Te słoje zaczynają tworzyć się pod koniec pierwszego trymestru ciąży i utrzymują się przez całe życie. „Dzisiaj ty i ja tworzymy pierścień wzrostu, który przechwytuje wszystko, na co jesteśmy narażeni” – mówi. Badając pierścienie wzrostowe wyrzuconych zębów dziecięcych, on i jego koledzy mogą przeanalizować, na co narażone były płody w produktopinie macicy. Stres porodowy tworzy ciemny ślad, który można wykorzystać jako punkt odniesienia.

W maju Arora i jego koledzy przedstawili analizę zębów mlecznych pobranych od 193 dzieci, w tym 32 par bliźniąt, w których jeden jest autystyczny, a drugi nie. Zespół przeanalizował pierścienie wzrostu zębów dzieci za pomocą bardzo czułej formy spektrometrii masowej. Poziomy metali, takich jak cynk i miedź, zwykle zmieniają się według wzoru – oba metale pomagają regulować odpalanie neuronów – ale u dzieci autystycznych cykle są krótsze, mniej regularne i mniej złożone niż u dzieci z grupy kontrolnej. Zespół Arory stworzył algorytm oparty na tych różnicach grupowych, który może przewidzieć autyzm dziecka z ponad 90-procentową dokładnością.

Praca Arory jest częścią rozwijającej się dziedziny, która próbuje rozszyfrować, jakie rodzaje ekspozycji środowiskowych zwiększają prawdopodobieństwo autyzmu i jak wchodzą w interakcje z ludzką biologią i genetyką. To trudne pytania, na które trzeba odpowiedzieć. Naukowcy nie mogą łatwo pobrać próbek krwi lub śliny od płodów, aby zobaczyć, co przez nie krąży. Zamiast tego próbują rozpoznać ekspozycję płodu, wykorzystując środowisko matki jako proxy. Jeśli na przykład kobieta w ciąży przyjmuje określony lek, naukowcy mogą ekstrapolować, że płód również został narażony.

Jak dotąd jednak wyniki były mieszane. Badania sugerują, że autyzm jest związany z talidomidem, lekiem przepisywanym na poranne mdłości w latach 50. i 60., który później okazał się powodować poważne wady wrodzone. Walproinian, lek stosowany w leczeniu padaczki, choroby afektywnej dwubiegunowej i migreny, jest również powiązany z autyzmem, gdy jest przyjmowany w czasie ciąży. Ale w przypadku innych popularnych leków, takich jak antydepresanty, związek z autyzmem jest trudniejszy do rozpoznania.

Częściowo problem polega na tym, że kobiety biorą leki przeciwdepresyjne z powodu schorzeń psychicznych – więc jeśli zostanie znaleziony związek, często nie jest jasne, czy przyczyną jest jej lek, czy genetyka. „Bardzo trudno jest to rozplątać” – mówi Hilary Brown, epidemiolog z University of Toronto w Scarborough w Kanadzie. W zeszłym roku, dzięki sprytnemu projektowi badania, ona i jej koledzy nieco zbliżyli się do prawdy. Badali pary rodzeństwa, w których jedno z rodzeństwa było narażone na antydepresanty w macicy, a drugie nie, co pozwoliło im m.in. kontrolować nasilenie depresji matki. Poinformowali, że rodzeństwo narażone na antydepresanty nie było bardziej narażone na autyzm niż ich rodzeństwo, które nie było narażone na działanie antydepresantów. Wyniki sugerują, że same leki nie zwiększają ryzyka autyzmu.

Przeczytaj: Obawy dotyczące kwasu foliowego powodującego autyzm są przedwczesne.

Niektóre badania powiązały również stosowanie paracetamolu (powszechnie sprzedawanego jako Tylenol) w czasie ciąży z autyzmem. Ale znowu nie jest jasne, czy to paracetamol jest problemem, czy też przyczyna leżąca u podstaw jego stosowania – ból lub infekcja, co prowadzi z powrotem do hipotezy matczynej aktywacji immunologicznej.

Zanieczyszczenie powietrza może również wiązać się z ryzykiem autyzmu, ale szczegóły są niejasne. Co najmniej 14 badań sugeruje związek z autyzmem i wiadomo, że zanieczyszczenie powietrza wywołuje stan zapalny, ale analizy poszczególnych substancji chemicznych w powietrzu były niespójne. Naukowcy są również zdezorientowani faktem, że palenie papierosów, które zawiera wiele takich samych substancji chemicznych, jak zanieczyszczenie powietrza, nie jest związane z chorobą.

Niektóre pestycydy, takie jak chloropiryfos, mogą zakłócać szlaki hormonów płciowych związane z modelami zwierzęcymi autyzmu. Ale znowu, badania łączące pestycydy z autyzmem były mieszane, a pytania dotyczące związku przyczynowego pozostają nierozwiązane. Jednak może pojawić się więcej odpowiedzi, gdy naukowcy odkryją nowe sposoby badania interakcji między płodami a światem zewnętrznym. Oprócz prac Arory nad zębami niemowlęcymi naukowcy badają, jakie historie chemiczne może opowiedzieć smółka, pierwszy kał noworodka.

Neurobiolog z Uniwersytetu Princeton, Sam Wang, od dawna interesuje się potencjalnymi przyczynami środowiskowymi autyzmu, ale uważa, że ​​badania są onieśmielające. „To jak piaski mórz” – mówi. „To ogromna literatura, a ludzie, którzy w niej pracują, mają wszystkie te różne perspektywy”.

Kilka lat temu, próbując wyjaśnić tę kwestię, Wang przejrzał około 100 badań, a następnie uszeregował dziesiątki związków między autyzmem a czynnikami genetycznymi i środowiskowymi według ich względnego współczynnika ryzyka. Opisał swoje odkrycia w artykule opublikowanym w 2014 roku w The New York Times.

To, co wyszło na wierzch w analizie czynników środowiskowych Wanga, to porody – w szczególności rzadkie urazy móżdżku, obszaru mózgu, który koordynuje między innymi ruchy mięśni. „Jeśli poród jest trudny lub występuje krwawienie do móżdżku, to dramatycznie zwiększa to ryzyko autyzmu” o aż 3800 procent, mówi. „Jest większy niż jakikolwiek inny czynnik ryzyka, inny niż dzielenie całego genomu z osobą z autyzmem”. Badania Wanga również potwierdzają ten związek: wykazał, że myszy z wczesnym uszkodzeniem móżdżku mają później poważne problemy poznawcze i behawioralne, które naśladują cechy autyzmu.

Moment porodu również znalazł się na liście Wanga: dzieci urodzone co najmniej dziewięć tygodni za wcześnie wydają się mieć większe szanse na autyzm, stwierdził.

Kiedy w 2008 roku Noelle Mathias dowiedziała się, że jest w ciąży ze swoją najstarszą córką Eleną, zadbała o siebie. Mateusz ćwiczył, dobrze jadł, nie pił alkoholu ani nie palił. „O ile wiedziałam, była to normalna ciąża” — wspomina. Ale jej woda pękła wcześnie w 36 tygodniu, a Elena urodziła się niecałe 24 godziny później. Kiedy Elena miała 2 lata, Mathias i jej mąż zauważyli, że nie reaguje na swoje imię. Zbadali Elenę i wkrótce potem u dziewczynki zdiagnozowano autyzm.

Nie wiadomo, czy przedwczesny poród Eleny odegrał przyczynową rolę w jej diagnozie. Czy wczesne narodziny same w sobie stanowią problem, czy może leżąca u podstaw podatność genetyczna lub uraza środowiskowa zwiększają prawdopodobieństwo zarówno przedwczesnego porodu, jak i autyzmu?

Druga ciąża Mathiasa była donoszona, a jej ośmioletnia córka Elisa jest typowa rozwojowo. Ale w trzeciej ciąży Mathias odeszły jej wody już po 25 tygodniach, a 53 dni spędziła w szpitalu leżąc w łóżku, mając nadzieję na jak najdłuższe opóźnienie porodu. Jej syn, Emmanuel, wytrzymał do 33 tygodni, a następnie spędził czas na oddziale intensywnej terapii noworodków. Ma teraz 2 lata i wydaje się, że typowo się rozwija.

Mathias nie ma pojęcia, dlaczego jej pierwsze dziecko miało inny wynik niż pozostałe. Analiza ryzyka dla jednego dziecka jest skomplikowana przez fakt, że autyzm „nie jest tylko stanem typu „masz go albo nie masz” – to szerokie spektrum fenotypowe”, mówi Kristen Lyall, epidemiolog z AJ Drexel na Uniwersytecie Drexel. Instytut Autyzmu. Być może niektóre czynniki środowiskowe preferencyjnie wpływają na umiejętności społeczne, podczas gdy inne kształtują na przykład przede wszystkim rozwój poznawczy.

Może się również zdarzyć, że pewne kombinacje czynników – na przykład kilka ekspozycji środowiskowych z rzędu lub konkretna ekspozycja wraz z podatnością genetyczną – są konieczne, aby przechylić rozwój mózgu dziecka w kierunku autyzmu. Na przykład badanie z 2016 r. wykazało, że u myszy infekcja matek może modulować działanie genów powiązanych z autyzmem, w tym CNTNAP2. „Zaczynamy łączyć ze sobą rzeczy, na które nigdy, przenigdy nie myśleliśmy, że będziemy patrzeć na nie w połączeniu” – mówi Van de Water. „Masz pracujących razem ludzi, których ścieżki nigdy nie musiałyby się skrzyżować”. W ramach tych wysiłków naukowcy poszukują płodowych i niemowlęcych biomarkerów autyzmu, takich jak nieregularne profile cytokin, przeciwciała przeciwpłodowe i markery stresu oksydacyjnego, które mogą otworzyć drzwi do wcześniejszych i skuteczniejszych interwencji.

Ponieważ Zayden ma starszego brata z autyzmem, Melissa Patao mogła zapisać go do badania „rodzeństwa dziecka” w Yale Child Study Center. Tamtejsi badacze śledzili ciążę Patao z Zaydenem i planują kontynuować śledzenie jego rozwoju w dzieciństwie. Na razie Zayden robi wszystko, co zwykle robi trzymiesięczne dziecko: uśmiecha się i wchodzi w interakcję z rodziną, a ostatnio zaczął się śmiać. Jego brat, Shane, również ma się dobrze – angażuje się w udawaną zabawę, a jego umiejętności językowe, które są tylko nieznacznie opóźnione, stale się poprawiają.

Patao z zadowoleniem przyjmuje fakt, że Zayden będzie tak ściśle obserwowany. Ona i jej mąż będą wiedzieć, czy wcześnie wykazuje cechy autyzmu, a on będzie miał dostęp do zalecanych interwencji w jak najmłodszym wieku, kiedy wiadomo, że mają największy wpływ. „Uczestnictwo w tym badaniu miało dla mnie ogromne znaczenie” — mówi Patao. „To całkowicie usunęło przytłaczający niepokój zastanawiania się, co jeśli?”

Ten post pojawił się dzięki uprzejmości Spectrum.

Na South Goulburn Island, małej, zalesionej wyspie u północnych wybrzeży Australii, osada o nazwie Warruwi Community składa się z około 500 osób, które mówią między sobą w dziewięciu różnych językach. To jedno z ostatnich miejsc w Australii – i prawdopodobnie na świecie – gdzie tak wiele rdzennych języków istnieje razem. Jest język Mawng, ale także jeden zwany Bininj Kunwok i inny zwany Yolngu-Matha oraz Burarra, Ndjébbana i Na-kara, Kunbarlang, Iwaidja, kreolski Torres Strait i angielski.

Żaden z tych języków, poza angielskim, nie jest używany przez więcej niż kilka tysięcy osób. Niektóre z nich, takie jak Ndjébbana i Mawng, są używane przez grupy liczące setki osób. Aby wszystkie te osoby mogły się nawzajem zrozumieć, można by się spodziewać, że South Goulburn będzie wyspą poliglotów lub miejscem, w którym mieszkańcy wysiewali pidgin do wspólnego dzielenia, jak rodzaj językowej zupy z kamienia. Raczej po prostu rozmawiają ze sobą w swoim własnym języku lub językach, co mogą zrobić, ponieważ wszyscy inni rozumieją niektóre lub wszystkie języki, ale ich nie znają.