Многоуровневый анализ показал взаимосвязи микробиома с другими «омами» при РАС
Расстройство аутистического спектра (РАС) включает в себя широкий спектр нарушений развития нервной системы, которые объединены трудностями в общении с окружающими, ограниченностью интересов и повторяющимися действиями. Что служит его причиной, до сих пор до конца не ясно, тем более что у разных людей проявление отличается.
Идентифицировано более сотни генов, вероятно, ассоциированных с РАС; ряд из них уже считается диагностическими признаками, связанными с конкретными состояниями, тогда как другие до сих пор не удалось связать с конкретными симптомами. Однако генетика — не единственный фактор развития РАС. Большое значение имеет среда, в которой взрослеет человек, а также его индивидуальные особенности — они определят и проявление болезни.
Так, пациенты с расстройством имеют повышенные риски возникновения проблем с желудочно-кишечным трактом (запоры, диарея и прочие). Поскольку уже доказано влияние микроорганизмов, населяющих кишечник, на работу нервной системы, они же могут быть одним из факторов развития РАС. Действительно, обнаружены различия микробиома у аутистичных и нейротипичных детей, однако данные достаточно противоречивы. К тому же не совсем понятно, как именно они связаны с другими факторами; имеет значение постановка эксперимента и то, как обрабатываются результаты.
Международный коллектив, в который вошли и российские исследователи, разработал алгоритм байесовского дифференциального ранжирования, способный идентифицировать специфичные для РАС профили по тому или иному признаку. Авторы анализировали набор данных о микробиоме, а также о питании, метаболитах (конечных продуктах обмена веществ), цитокинах, важных для работы иммунитета, и активности генов человеческого мозга, взятые из открытых источников.
Прежде всего, подход позволил четко различить по микробиому детей с РАС и неродственных им нейротипичных детей соответствующего возраста и пола, что подтвердилось сразу несколькими методиками. Параллельный анализ информации об уровнях цитокинов, наборе молекул РНК, синтезируемых клетками, и результатов опросника о питании показал сильную связь между этими факторами у людей с РАС. Было обнаружено и весьма специфическое соответствие между метаболическими особенностями микробиома и активностью ряда генов в мозге. Так, 95 метаболических путей, сильно выраженных в тканях мозга людей с РАС, имели аналоги и у микробов кишечника. Сравнение результатов анализа для микробиома и опросника про диету выявило снижение потребления аминокислот и углеводов, связанное со специфическими профилями микробиома у детей с РАС. Метаболические и диетические дисбалансы, особенно в отношении уровней глутамата (один из нейромедиаторов), были также очевидны, хотя и слабо, в метаболомах сыворотки, кала и мочи. Авторы выделили и конкретные микроорганизмы, вероятно, тесно связанные с РАС, и показали их взаимодействие с другими факторами. Например, анализ показал сильную связь между наличием в микробиоме Prevotella copri и малым количеством углеводов в диете в дополнение к росту уровня провоспалительного цитокина ИЛ-6.
Выводы исследователей пока не позволяют составить стройную и однозначную функциональную структуру РАС — то есть до момента, когда будут описаны все пути, задействованные в развитии болезни, пройдет еще много времени. Однако уже сейчас работа дает основу для ее построения. Это важно для лучшей диагностики аутизма у детей и подбора таргетных подходов к улучшению их состояния.
