Gut-oral Axis Microbiome in Autism Spectrum Disorders

Autismspektrumstörning (ASD) är en neuroutvecklingsstörning som kännetecknas av försämring av social interaktion, kommunikation och beteende, såväl som sensoriska utmaningar. Utöver huvudsymtomen kan sekundära symtom uppträda, såsom gastrointestinala störningar. Tarmmikrobiota har en viktig roll i skörden av näringsämnen och energi från vår kost. Dessutom påverkar det ett brett spektrum av metaboliska, utvecklingsmässiga och fysiologiska processer såsom underhållet av tarmepitelskiktet, immunsystemets utveckling, skydd mot patogener, avgiftning och nedbrytning av främlingsfientliga ämnen. Ekosystemet i en frisk mänsklig mag-tarmkanal (GI) är huvudsakligen befolkad av Firmicutes och Bacteroidetes phyla, i mindre utsträckning av Actinobacteria och Proteobacteria, i detta fall är mikrobiotan i ett eubiostillstånd. Oavsett om en störning av det mikrobiella ekosystemet inträffar, är tarmmikrobiota i ett dysbios-tillstånd och det kan leda till olika metabola störningar. Till exempel påverkar tvåvägskommunikationen mellan tarmmikrobiota och centrala nervsystemet (CNS) stressrespons, smärtuppfattning, neurokemi och flera störningar. Tarmmikrobiotan hos ASD-patienter avslöjade några särdrag som den höga andelen Propionibacter och Clostridium, välkända för sin produktion av pro-inflammatoriska metaboliter (som vissa kortkedjiga fettsyror: acetat och propionat) eller en ökning av Sutterella spp. och Ruminococcus vridmoment i avföring från ASD-barn, som är negativt förknippade med hälsan hos tarmen. På liknande sätt tyder mycket nya studier på att även den orala mikrobiotan kan vara involverad i ASD-symtom förutsatt att det finns en "mikrobiota-oral-hjärna-axel". ASD-patienter lider ofta av flera sjukdomar i munhålan som karies, tandköttsinflammation och parodontit, troligen på grund av den dåliga munhygienen. Dessa störningar är kopplade till en dysbios av den orala mikrobiotan: i själva verket visade karakteriseringen av ASD-patienterna oral mikrobiota en lägre biologisk mångfald av bakteriearter och olika nivåer av specifika bakterier, jämfört med kontrollerna. Flera studier tyder på att vissa bakteriearter invaderar blod-hjärnbarriärerna såväl som deras metaboliter, vilket utlöser inflammatoriskt svar och en förändring av den metaboliska aktiviteten i CNS. Intressant nog har det visats att ASD-patienter har en hög nivå av pro-inflammatoriska cytokiner och kemokiner i cerebrospinalvätskan och en uppreglering av mikroglia. Den orala mikrobiotan kan också påverka den nedre mag-tarmkanalen (GI) med tanke på bakteriernas transit från munhålan till tarmen, vilket leder till olika effekter beroende på typen av bakterier. Detta antyder att en oral mikrobiotadysbios kan vara en av de främsta orsakerna till tarmmikrobiotadysbios som rapporterats i ett flertal ASD-studier, vilket påvisats av studier av Human Microbiome Project, där 45 % av tarmbakterierna och orala mikrobiotabakterier överlappar varandra. I ljuset av dessa fakta kan den orala mikrobiotan ha en betydande roll inom ASD-associerade GI-störningar och CNS-inflammation. Huvudsyftet med detta projekt är att identifiera beskrivande egenskaper i förhållande till bakteriearter i tarm och oral mikrobiota hos pediatriska patienter med ASD-diagnos. Syftet är att ta reda på om dessa arter överlappar varandra för att identifiera beskrivande egenskaper hos ASD, som kan samlas in med hjälp av en enkel munspinn (snarare än ett fekalt prov). Dessa arter kommer att identifieras med både DNA-sekvensering, följt av bioinformatisk analys, och ett kulturellt tillvägagångssätt. Det innovativa tillvägagångssättet "nätverksanalys" kommer att användas för att hitta definitiva bakteriekonsortier, namngivna Species Interacting Groups (SIGs) som kan samla in de ovan nämnda arterna. Dessa data kan vara användbara för en bättre ASD-beskrivning när det gäller bakteriella sammansättningsskillnader, särskilt inom en definierad pediatrisk grupp.