Scanările cerebrale relevă două subtipuri distincte de autism
Un grup internațional de cercetători a descoperit dovezi că autismul poate include cel puțin două subtipuri biologice distincte, fiecare definit printr-un model diferit de comunicare la nivelul creierului.
Unul dintre subtipuri se caracterizează prin niveluri neobișnuite de ridicate de conectivitate între regiunile cerebrale, în timp ce celălalt prezintă o conectivitate redusă. Această descoperire ar putea facilita abordări mai personalizate în diagnosticarea, îngrijirea și tratamentul autismului.
Studiul a fost condus de cercetători de la Istituto Italiano di Tecnologia (IIT – Institutul Italian de Tehnologie) din Rovereto, Italia, și de la Child Mind Institute din New York, cu contribuții suplimentare din partea Universității din Trento. Rezultatele studiului au fost publicate în revista Nature Neuroscience.
Coordonarea cercetării a fost realizată de Alessandro Gozzi, PhD, și Adriana Di Martino, MD. Conform cercetătorilor, aceasta reprezintă prima încercare la scară largă de a conecta sistematic modelele observate în imagistica cerebrală umană (prin fMRI) cu cauzele biologice subiacente folosind modele de șoareci. Prin corelarea modelelor de conectivitate cerebrală cu procesele moleculare distincte, studiul oferă o bază pentru strategii viitoare de medicină de precizie în autism.
Pentru a realiza studiul, echipa a analizat conectivitatea funcțională a creierului în 20 de modele diferite de șoareci și a examinat scanările cerebrale a 940 de copii și tineri cu autism. Aceste rezultate au fost comparate cu scanările a mai mult de 1.000 de indivizi neurotipici.
Analiza a relevat două subtipuri consistente de autism. Primul a arătat o comunicare redusă între regiunile cerebrale, cunoscută sub numele de hipoconectivitate, și a fost asociat cu căile sinaptice. Al doilea a arătat o comunicare crescută între regiunile creierului, denumită hiperconectivitate, și a fost legat de sistemele biologice legate de imunitate. Împreună, aceste două grupuri reprezentau aproximativ 25% dintre persoanele cu autism incluse în studiu.
„De decenii, am observat o variabilitate uriașă în modul în care se manifestă autismul, dar ne-a lipsit o dovadă directă că aceste diferențe reflectă biologia distinctă subiacente”, a declarat Alessandro Gozzi, la Institutul Italian de Tehnologie. „Abordarea noastră ne-a permis să izolăm factori genetici și imuni specifici, apoi să traducem acele semnături în scanările cerebrale umane, demonstrând că modele diferite de conectivitate encodează căi mecanice diferite care stau la baza autismului.”
Cercetătorii au combinat datele de imagistică cerebrală cu analize genetice și biochimice în șoareci. Acest lucru le-a permis să coreleze modele specifice de conectivitate cerebrală cu schimbări care au loc la nivel celular.
Lucrările lor au arătat cum mecanismele moleculare implicând sinapsele și sistemul imunitar pot produce modele distincte de conectivitate care pot fi detectate folosind fMRI. Aceste descoperiri le-au permis să stabilească semnături biologice de referință în șoareci și apoi să caute modele corespunzătoare în scanările cerebrale umane.
„Modelele de șoareci ne-au oferit o „piatră de temelie” biologică”, a afirmat Adriana Di Martino, la Child Mind Institute. „Am putut observa care căi biologice conduc la care semnături de conectivitate, apoi să căutăm aceleași modele la oameni.”
Analiza datelor de imagistică umană a fost realizată folosind Autism Brain Imaging Data Exchange (ABIDE), o inițiativă internațională mare de neuroimagistică co-fondată de Di Martino, care combină seturi de date din centre de cercetare din întreaga lume, inclusiv de la Child Mind Institute.
Când cercetătorii au analizat datele umane, au găsit aceleași modele de hiperconectivitate și hipoconectivitate identificate în modelele de șoareci. Analizele suplimentare ale expresiei genelor au întărit aceste constatări. Regiunile cerebrale asociate cu hipoconectivitatea au arătat o îmbogățire a genelor sinaptice, în timp ce regiunile hiperconectate erau îmbogățite cu gene legate de imunitate. Aceste rezultate s-au potrivit îndeaproape cu mecanismele biologice observate în studiile pe șoareci.
Este important de menționat că aceleași subtipuri au apărut în mod constant în multiple seturi de date independente, demonstrând că descoperirile au fost reproducibile. „Găsirea acelorași subtipuri reproducibile în zeci de site-uri de cercetare independente a fost o validare critică”, a adăugat Gozzi.
Cele două subtipuri au prezentat, de asemenea, diferențe în organizarea generală a creierului și au arătat diferențe modeste în evaluările standard de autism. Persoanele din grupul hiperconectivitate tindeau să obțină scoruri ușor mai mari în ceea ce privește severitatea autismului.
„Markerii biologici bazați pe creier dezvăluie distincții pe care evaluările comportamentale actuale nu le captează pe deplin”, a subliniat Di Martino.
Cercetătorii atrag atenția că aceste două modele de conectivitate reprezintă probabil doar o parte din diversitatea biologică a autismului. Ei consideră că subtipuri suplimentare ar putea apărea pe măsură ce seturile de date devin mai mari și metodele analitice continuă să se îmbunătățească.
