Gut-oral Axis Microbiome in Autism Spectrum Disorders

Autismespektrumforstyrrelse (ASD) er en nevroutviklingsforstyrrelse preget av svekkelse i sosial interaksjon, kommunikasjon og atferd, samt sensoriske utfordringer. I tillegg til hovedsymptomene kan det oppstå sekundære symptomer, som gastrointestinale lidelser. Tarmmikrobiota har en viktig rolle i høstingen av næringsstoffer og energi fra kostholdet vårt. Videre påvirker det et bredt spekter av metabolske, utviklingsmessige og fysiologiske prosesser som vedlikehold av tarmepitellaget, utvikling av immunsystemet, beskyttelse mot patogener, avgiftning og nedbrytning av fremmedlegemer. Økosystemet til en sunn menneskelig mage-tarmkanal (GI) er hovedsakelig befolket av Firmicutes og Bacteroidetes phyla, i mindre grad av Actinobacteria og Proteobacteria, i dette tilfellet er mikrobiotaen i en eubiosetilstand. Enten det oppstår en forstyrrelse av det mikrobielle økosystemet, er tarmmikrobiota i en dysbiosetilstand, og det kan føre til forskjellige metabolske forstyrrelser. For eksempel påvirker toveiskommunikasjonen mellom tarmmikrobiota og sentralnervesystemet (CNS) stressrespons, smerteoppfatning, nevrokjemi og flere lidelser. Tarmmikrobiotaen hos ASD-pasienter avslørte noen særegenheter som den høye prosentandelen Propionibacter og Clostridium, kjent for deres produksjon av pro-inflammatoriske metabolitter (som noen kortkjedede fettsyrer: acetat og propionat) eller en økning av Sutterella spp. og Ruminococcus-momenter i avføring fra ASD-barn, som er negativt assosiert med helsen til tarmen. Tilsvarende tyder helt nyere studier på at også den orale mikrobiotaen kan være involvert i ASD-symptomer, forutsatt at det eksisterer en "mikrobiota-oral-hjerne-akse". ASD-pasienter lider ofte av flere munnhulesykdommer som karies, gingivitt og periodontitt, sannsynligvis på grunn av dårlig munnhygiene. Disse lidelsene er knyttet til en dysbiose av den orale mikrobiotaen: faktisk viste karakteriseringen av ASD-subjektene oral mikrobiota et lavere biologisk mangfold av bakteriearter og forskjellige nivåer av spesifikke bakterier, sammenlignet med kontrollene. Flere studier tyder på at noen bakteriearter invaderer blod-hjerne-barrierene så vel som deres metabolitter, og utløser inflammatorisk respons og en endring av den metabolske aktiviteten i CNS. Interessant nok har det blitt påvist at ASD-pasienter har et høyt nivå av pro-inflammatoriske cytokiner og kjemokiner i cerebrospinalvæsken og en oppregulering av mikroglia. Den orale mikrobiotaen kan også påvirke den nedre gastrointestinale (GI)-kanalen, gitt transitt av bakterier fra munnhulen til tarmen, noe som fører til forskjellige effekter avhengig av bakterietypen. Dette innebærer at en oral mikrobiota-dysbiose kan være en av de viktigste årsakene til tarmmikrobiota-dysbiosen rapportert i en rekke ASD-studier som demonstrert av studier av Human Microbiome Project, hvor 45 % av tarm- og orale mikrobiotabakterier overlapper hverandre. I lys av disse fakta kan den orale mikrobiotaen ha en betydelig rolle innenfor ASD-assosierte GI-forstyrrelser og CNS-betennelse. Hovedmålet med dette prosjektet er å identifisere beskrivende trekk i forhold til bakteriearter i tarm og oral mikrobiota hos pediatriske personer med ASD-diagnose. Hensikten er å finne om disse artene overlapper hverandre for å identifisere beskrivende trekk ved ASD, som kan samles inn ved hjelp av en enkel oral vattpinne (i stedet for en fekal prøve). Disse artene vil bli identifisert med både DNA-sekvensering, etterfulgt av bioinformatisk analyse, og en kulturomisk tilnærming. Den innovative tilnærmingen til "nettverksanalyse" vil bli brukt for å finne bestemte bakteriekonsortier, kalt Species Interacting Groups (SIGs) som er i stand til å samle de ovenfor nevnte artene. Disse dataene kan være nyttige for en bedre ASD-beskrivelse når det gjelder bakterielle sammensetningsforskjeller, spesielt innenfor en definert pediatrisk gruppe.