Используя машинное обучение, исследователи из UC Davis MIND Institute определили несколько паттернов материнских аутоантител, сильно связанных с диагнозом и тяжестью аутизма.
Их исследование, опубликованное в январе. 22 в Молекулярной психиатрии, специально посвященной расстройству аутистического спектра, связанному с аутоантителами у матери (MAR ASD), заболеванию, на которое приходится около 20% всех случаев аутизма.
"Выводы из этого исследования огромны," сказала Джуди Ван де Уотер, профессор ревматологии, аллергии и клинической иммунологии Калифорнийского университета в Дэвисе и ведущий автор исследования. "Впервые машинное обучение было использовано для определения со 100% точностью паттернов MAR, специфичных для РАС, как потенциальных биомаркеров риска РАС."
Аутоантитела – это иммунные белки, которые атакуют собственные ткани человека. Ранее Ван де Уотер обнаружил, что аутоантитела беременной матери могут реагировать с мозгом растущего плода и влиять на его развитие.
Машинное обучение выявляет закономерности, указывающие на вероятность и тяжесть аутизма
Исследовательская группа получила образцы плазмы от матерей, участвовавших в исследовании CHARGE. Они проанализировали образцы от 450 матерей детей с аутизмом и 342 матерей с типично развивающимися детьми, также из CHARGE, чтобы определить реактивность к восьми различным белкам, которые в изобилии присутствуют в мозге плода. Затем они использовали алгоритм машинного обучения, чтобы определить, какие паттерны аутоантител были конкретно связаны с диагнозом РАС.
Исследователи создали и утвердили тест для выявления специфических для РАС паттернов материнских аутоантител реактивности против восьми белков, высоко экспрессируемых в развивающемся мозге.
"Важность этого конкретного исследования заключается в том, что мы создали новый, очень переводимый тест для будущего клинического использования," сказал Ван де Уотер. В этом простом анализе крови матери используется платформа ELISA (Enzyme-Linked-ImmunoSorbent Assay), которая очень быстрая и точная.
Программа машинного обучения обработала около 10000 шаблонов и определила три основных шаблона, связанных с MAR ASD: CRMP1 + GDA, CRMP1 + CRMP2 и NSE + STIP1.
"Например, если у матери есть аутоантитела к CRIMP1 и GDA (наиболее распространенный образец), ее шансы родить ребенка с аутизмом в 31 раз выше, чем у населения в целом, на основе этого текущего набора данных. Это огромно," сказал Ван де Уотер. "Очень мало что может дать вам такую оценку риска."
Исследователи также обнаружили, что реактивность на CRMP1 в любом из основных паттернов значительно увеличивает шансы того, что у ребенка будет более тяжелый аутизм.
Будущие последствия
Ван де Уотер отмечает, что с помощью этих материнских биомаркеров есть возможности для очень ранней диагностики аутизма MAR и более эффективного поведенческого вмешательства. Исследование открывает двери для дополнительных исследований по потенциальному тестированию перед зачатием, особенно полезным для женщин из группы высокого риска старше 35 лет или которые уже родили ребенка с аутизмом.
"Мы можем предположить, что женщина может сдать анализ крови на эти антитела до того, как забеременеть. Если бы они были у нее, она бы знала, что у нее будет очень высокий риск рождения ребенка с аутизмом. В противном случае у нее на 43% меньше шансов иметь ребенка с аутизмом, поскольку аутизм MAR исключен," Ван де Ватер сказал.
Ван де Уотер в настоящее время исследует патологические эффекты материнских аутоантител на животных моделях. "Мы также будем использовать эти модели на животных для разработки терапевтических стратегий, чтобы блокировать материнские аутоантитела у плода," сказал Ван де Уотер.
"Это исследование имеет большое значение с точки зрения ранней оценки риска аутизма, и мы надеемся, что эта технология станет чем-то, что будет клинически полезным в будущем."