Αυτισμός και Μικροβιώμα: Οι βιολογικές ρίζες του αυτισμού συνεχίζουν να προβληματίζουν τους ερευνητές, παρά τον αυξανόμενο όγκο μελετών που εξετάζουν όλο και περισσότερα γενετικά, κυτταρικά και μικροβιακά δεδομένα. Πρόσφατα, οι επιστήμονες εστίασαν σε μια νέα και πολλά υποσχόμενη περιοχή εστίασης: το μικροβίωμα. Αυτή η συλλογή μικροβίων που κατοικούν στο ανθρώπινο έντερο έχει αποδειχθεί ότι παίζει ρόλο στον αυτισμό, αλλά οι μηχανισμοί αυτής της σύνδεσης έχουν παραμείνει γεμάτοι ασάφεια.
Με μια νέα υπολογιστική προσέγγιση του προβλήματος, μια μελέτη που δημοσιεύεται σήμερα, 26 Ιουνίου, στο Nature Neuroscience ρίχνει νέο φως στη σχέση μεταξύ του μικροβιώματος και του αυτισμού. Η έρευνα αυτή -η οποία προήλθε από την Πρωτοβουλία Έρευνας για τον Αυτισμό του Ιδρύματος Simons (SFARI) και περιελάμβανε ένα καινοτόμο επανέλεγχο δεκάδων προηγουμένως δημοσιευμένων συνόλων δεδομένων- ευθυγραμμίζεται με μια πρόσφατη, μακροχρόνια μελέτη αυτιστικών ατόμων που επικεντρώθηκε σε μια θεραπευτική παρέμβαση με επίκεντρο το μικροβίωμα. Τα ευρήματα αυτά υπογραμμίζουν επίσης τη σημασία των διαχρονικών μελετών για τη διαλεύκανση της αλληλεπίδρασης μεταξύ του μικροβιώματος και πολύπλοκων καταστάσεων όπως ο αυτισμός. “Καταφέραμε να εναρμονίσουμε φαινομενικά διαφορετικά δεδομένα από διαφορετικές μελέτες και να βρούμε μια κοινή γλώσσα με την οποία να τα ενώσουμε. Με αυτόν τον τρόπο, καταφέραμε να εντοπίσουμε μια μικροβιακή υπογραφή που διακρίνει τα αυτιστικά από τα νευροτυπικά άτομα σε πολλές μελέτες”, λέει ο Jamie Morton, ένας από τους αντίστοιχους συγγραφείς της μελέτης, ο οποίος ξεκίνησε το έργο αυτό όταν ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ίδρυμα Simons και τώρα είναι ανεξάρτητος σύμβουλος. “Αλλά το μεγαλύτερο θέμα είναι ότι, προχωρώντας προς τα εμπρός, χρειαζόμαστε ισχυρές μακροπρόθεσμες μελέτες που να εξετάζουν όσο το δυνατόν περισσότερα σύνολα δεδομένων και να κατανοούν πώς αλλάζουν όταν υπάρχει θεραπευτική παρέμβαση”.
Με 43 συγγραφείς, αυτή η μελέτη συγκέντρωσε ηγέτες στην υπολογιστική βιολογία, τη μηχανική, την ιατρική, τον αυτισμό και το μικροβίωμα, οι οποίοι προέρχονταν από ιδρύματα της Βόρειας Αμερικής, της Νότιας Αμερικής, της Ευρώπης και της Ασίας. “Ο τεράστιος αριθμός των τομέων και των ειδικοτήτων σε αυτή τη μεγάλης κλίμακας συνεργασία είναι αξιοσημείωτος και απαραίτητος για να αποκτήσουμε μια νέα και συνεπή εικόνα του αυτισμού”, λέει ο Rob Knight, διευθυντής του Κέντρου Καινοτομίας για το Μικροβίωμα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και συν-συγγραφέας της μελέτης. Ο αυτισμός είναι εγγενώς πολύπλοκος και οι μελέτες που προσπαθούν να εντοπίσουν συγκεκριμένα μικρόβια του εντέρου που εμπλέκονται στην πάθηση έχουν μπερδευτεί από αυτή την πολυπλοκότητα. Πρώτον, ο αυτισμός παρουσιάζεται με ετερογενείς τρόπους – τα αυτιστικά άτομα διαφέρουν μεταξύ τους γενετικά, φυσιολογικά και συμπεριφορικά. Δεύτερον, το μικροβίωμα παρουσιάζει μοναδικές δυσκολίες. Οι μελέτες του μικροβιώματος συνήθως αναφέρουν απλώς τις σχετικές αναλογίες συγκεκριμένων μικροβίων, απαιτώντας εξελιγμένη στατιστική για να γίνει κατανοητό ποιες μεταβολές του μικροβιακού πληθυσμού είναι σχετικές με την κατάσταση που μας ενδιαφέρει. Αυτό καθιστά δύσκολη την εύρεση του σήματος μέσα στον θόρυβο. Κάνοντας τα πράγματα ακόμη πιο περίπλοκα, οι περισσότερες μελέτες μέχρι σήμερα ήταν εφάπαξ στιγμιότυπα των μικροβιακών πληθυσμών που υπάρχουν σε αυτιστικά άτομα. “Ένα μοναδικό χρονικό σημείο είναι μόνο τόσο ισχυρό- θα μπορούσε να είναι πολύ διαφορετικό αύριο ή την επόμενη εβδομάδα”, λέει η συν-συγγραφέας της μελέτης Brittany Needham, επίκουρη καθηγήτρια ανατομίας, κυτταρικής βιολογίας και φυσιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα. “Θέλαμε να ασχοληθούμε με το συνεχώς εξελισσόμενο ερώτημα του πώς το μικροβίωμα σχετίζεται με τον αυτισμό και σκεφτήκαμε “ας επιστρέψουμε σε υπάρχοντα σύνολα δεδομένων και ας δούμε πόσες πληροφορίες μπορούμε να πάρουμε από αυτά”, λέει ο συν-συγγραφέας Gaspar Taroncher-Oldenburg, διευθυντής του Therapeutics Alliances στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, ο οποίος ξεκίνησε την εργασία με τον Morton, ενώ ήταν σύμβουλος in-residence για την Πρωτοβουλία Έρευνας για τον Αυτισμό του Ιδρύματος Simons SFARI.
Στη νέα μελέτη, η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε έναν αλγόριθμο για την εκ νέου ανάλυση 25 ήδη δημοσιευμένων συνόλων δεδομένων που περιείχαν μικροβίωμα και άλλες “omic” πληροφορίες -όπως η γονιδιακή έκφραση, η απόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος και η διατροφή- από αυτιστικές και νευροτυπικές ομάδες. Μέσα σε κάθε σύνολο δεδομένων, ο αλγόριθμος βρήκε τα καλύτερα ταιριαστά ζεύγη αυτιστικών και νευροτυπικών ατόμων, όσον αφορά την ηλικία και το φύλο, δύο παράγοντες που συνήθως μπορούν να προκαλέσουν σύγχυση στις μελέτες αυτισμού. “Αντί να συγκρίνουμε τα αποτελέσματα του μέσου όρου των κοορτών εντός των μελετών, αντιμετωπίσαμε κάθε ζεύγος ως ένα μοναδικό σημείο δεδομένων και έτσι μπορέσαμε να αναλύσουμε ταυτόχρονα πάνω από 600 ζεύγη με Διαταραχή Αυτιστικού Φάσματος ΔΦΑ-έλεγχου που αντιστοιχούν σε μια de facto κοόρτη άνω των 1.200 παιδιών”, λέει η Taroncher-Oldenburg. “Από τεχνικής άποψης, αυτό απαιτούσε την ανάπτυξη νέων υπολογιστικών μεθοδολογιών συνολικά”, προσθέτει. Η νέα υπολογιστική τους προσέγγιση τους επέτρεψε να εντοπίσουν αξιόπιστα τα μικρόβια που έχουν διαφορετική αφθονία μεταξύ ατόμων με Διαταραχή Αυτιστικού Φάσματος ΔΦΑ και νευροτυπικών ατόμων.
