Според Центровете за контрол и превенция на заболяванията, около едно на всеки 59 деца в САЩ е диагностицирано с аутизъм, спрямо едно на всеки 150 през 2000 г. Те съобщават, че „около половин милион души от аутистичния спектър ще станат възрастни над следващото десетилетие, прилив, за който страната не е подготвена. "
Очевидното нарастване на разстройството от аутистичния спектър (ASD) и упоритата му резистентност към лечението подтикнаха легион изследователи да навлязат в областта и да изследват уврежданията по иновативни начини.
Понастоящем ефективното лечение на ASD включва поведенческа терапия, речева и социална терапия, психиатрични лекарства и диетични и хранителни подходи. Въпреки това не са одобрени медицински лечения за лечение на основните симптоми на ASD, като затруднения в социалната комуникация и повтарящо се поведение.
Един обещаващ начин за изследване на аутизма включва чревния микробиом, който е събирането на микроби, които живеят в нашите черва и ни помага по много начини, включително храносмилането на храната ни, обучението на имунната ни система и предотвратяването на прекомерния растеж на вредните бактерии. Последните изследвания показват, че нашите чревни микробиоми също влияят на мозъчната комуникация и неврологичното здраве. В световен мащаб нараства интересът към идеята, че промените в нормалната чревна микробиота може да са отговорни за предизвикване на широк спектър от заболявания.
В ново проучване „Дългосрочна полза от терапията за трансфер на микробиота при симптоми на аутизъм и микробиота в червата“, публикувано в „Научни доклади“, изследователи от Държавния университет в Аризона Роза Крамалник-Браун, д-р, д-р Джеймс Адамс и олово автор Dae-Wook Kang, доктор, демонстрират дългосрочни полезни ефекти за деца с диагноза ASD чрез революционна техника, известна като Microbiota Transfer Therapy (MTT), специален тип фекална трансплантация, първоначално пионер на д-р Томас Бороди, австралиец гастроентеролог. Забележително е, че подобренията в здравето на червата и симптомите на аутизъм изглежда продължават дълго след лечението.
След две години след лечението повечето от първоначалните подобрения в чревните симптоми остават. В допълнение, родителите съобщават за бавно стабилно намаляване на симптомите на ASD по време на лечението и през следващите две години. Професионален оценител установи 45% намаляване на основните симптоми на ASD (език, социално взаимодействие и поведение) на две години след лечението в сравнение с преди началото на лечението.
„Откриваме много силна връзка между микробите, които живеят в червата ни, и сигналите, които пътуват до мозъка“, казва Крамалник-Браун, професор в Biodesign Swette Център за биотехнологии в околната среда към Института за биодизайн и Училището за устойчиво инженерство на ASU и изградената среда. "Две години по-късно децата се справят още по-добре, което е невероятно."
„Много деца с аутизъм имат стомашно-чревни проблеми и някои проучвания, включително нашето, са установили, че тези деца имат и по-лоши симптоми, свързани с аутизма“, казва Крамалник-Браун. "В много случаи, когато сте в състояние да лекувате тези стомашно-чревни проблеми, тяхното поведение се подобрява."
Приблизително 30-50% от всички хора с аутизъм имат хронични стомашно-чревни (GI) проблеми, главно запек и/или диария, която може да продължи много години. Този хроничен дискомфорт и болка могат да причинят раздразнителност, намалено внимание и учене и да повлияят негативно на поведението.
По-ранно проучване само с ванкомицин (антибиотик) е установило значителни временни подобрения в симптомите на стомашно-чревния тракт и аутизма, но ползите са загубени няколко седмици след спиране на лечението, въпреки използването на пробиотици без рецепта.
И така, въпросът беше какво се случва в червата и как влияе както на физическите, така и на поведенческите симптоми на аутизъм и как можем да развием дълготрайно лечение?
Краймалник-Браун, Канг и Адамс са показали, че чрез прехвърляне на здрава микробиота на индивиди, които нямат определени чревни бактерии, е възможно да се "дари" по-разнообразен набор от бактерии в пациента и да се подобри здравето на червата.
В Австралия първоначално е разработена трансплантация на фекална микробиота (FMT) от Borody. В своя Център за болести на храносмилателната система в Сидни, Бороди е ръководил над 18 000 FMT за различни разстройства от 1987 г. Той е пионер в Австралия с използването на FMT за колит и инфекция с Clostridium difficile и е първият, който използва орален FMT за лечение на деца с ASD . Обикновено само една доза FMT е достатъчна за лечение на инфекции с C. Difficile, но пациентите с аутизъм са далеч по-трудни за лечение. Той открива, че за лечение на пациентите му с аутизъм са необходими три месеца ежедневно FMT, но в крайна сметка е довело до значителни подобрения както на стомашно-чревния тракт, така и на симптомите на аутизъм.
Въз основа на опита си със своите пациенти, Бороди ръководи дизайна на клиничното лечение, използвано в ASU за това проучване. Подходът MTT включва 10 седмици лечение, включително предварително лечение с ванкомицин, прочистване на червата, супресант на стомашната киселина и пренос на фекална микробиота ежедневно в продължение на седем до осем седмици.
Първоначалното отворено проучване, водено от Krajmalnik-Brown и Adams и публикувано в списание Microbiome през 2017 г., стигна до заключението, че „този изследователски протокол за лечение с удължена продължителност изглежда изглежда обещаващ подход за промяна на микробиома на червата и подобряване на GI и поведенчески симптоми на ASD. Подобренията в симптомите на стомашно-чревния тракт, симптомите на ASD и микробиома продължават поне осем седмици след края на лечението, което предполага дългосрочно въздействие. " Настоящото проучване сега показва, че ползите се удължават след осем седмици до най-малко две години след лечението.
Екипът на ASU сравнява разликите в микробиома на деца с аутизъм в сравнение с типично развиващите се деца. В началото на проучването е установено, че децата с аутизъм имат по-ниско разнообразие в съответните чревни микроби и са изчерпани от някои щамове полезни бактерии, като Bifidobacteria и Prevotella. "Децата с аутизъм нямат важни полезни бактерии и имат по-малко възможности в бактериалното меню на важни функции, които бактериите предоставят на червата, отколкото обикновено развиващите се деца", каза Крамалник-Браун.
Лечението с FMT значително увеличава микробното разнообразие и наличието на полезни бактерии в червата, като Bifidobacteria и Prevotella. След две години разнообразието беше още по-голямо и присъствието на полезни микроби остана.
"Първоначално предположихме, че нашата терапия би била ефективна, за да трансформира дисбиотичния чревен микробиом към здрав. В нашата оригинална статия през 2017 г. ние съобщихме за увеличаване на разнообразието на червата заедно с полезните бактерии след MTT и след две години наблюдавахме разнообразие беше още по-високо и присъствието на полезни микроби остана ", каза Канг. Той добави, че това може да е една от причините за успех в подобряването на здравето на червата, но са необходими по-нататъшни механистични проучвания, за да се определят специфичните роли на чревните микроби в контекста на аутизма.
Работата, извършена в ASU, е свързана не само с лечението на пациенти, но и с ученето от лечението с цел разработване на по-добри формулировки и оптимизиране на дозирането.
"Разбирането на това, кои микроби и химикали, произведени от микробите, задвижват тези поведенчески промени, е в основата на нашата работа", каза Крамалник-Браун. Новата публикация на екипа съобщава, че проучването демонстрира, че две години след спирането на лечението участниците все още са имали средно 58% намаление на симптомите на GI в сравнение с изходното ниво. Освен това родителите на повечето участници съобщават за „бавно, но стабилно подобрение на основните симптоми на ASD“.
"Всяко семейство завърши проучването и всяко семейство се завърна две години по-късно за последваща оценка", каза Адамс, цитирайки отдадеността на семействата на изследването. "Лечението обикновено се понася добре с минимални неблагоприятни ефекти."
"Това е първо откритие в света, че когато лекувахме чревните бактерии при тези деца по време на клиничното ни проучване преди две години, за да нулираме микробиома им с FMT, положителните резултати продължават да се подобряват две години от първоначалното лечение. Бих призовал това е най-високото подобрение в кохорта, което някой е постигнал за симптомите на аутизъм ", каза Бороди.
Професионалната оценка разкри 45% намаление на симптомите на ASD в сравнение с изходното ниво. Изследователите отбелязват, че въпреки че може да има някакъв плацебо ефект, голяма част от този ефект изглежда реален. В началото на проучването 83% от участниците са оценени като „тежък“ аутизъм. В края на проучването само 17% са „тежки“, 39% са „леки/умерени“ и 44% са под границата за леко ASD.
Грег Капорасо от Университета в Северна Аризона, водещ експерт в науката за микробиомите и съавтор на тези изследвания, помогна да се анализират данните за микробиома, за да се разберат по-добре бактериалните промени в резултат на MTT.
"Д-р Краймалник-Браун, Канг и аз сме развълнувани от резултатите, но искаме да предупредим обществеността, че се нуждаем от по-големи клинични изпитвания, за да стане това одобрено от FDA лечение", каза Адамс. За безопасно и ефективно лечение е необходим професионален опит.
MTT подобрява GI дистрес чрез въвеждане на ключови щамове на полезни бактерии и помага за повишаване на нивата на биологичното разнообразие в червата, повишавайки здравето като цяло.
Адамс има както професионални, така и лични причини за упорито преследване на начини да помогне на деца с аутизъм, защото познава ситуацията от първа ръка. Дъщеря му е диагностицирана с аутизъм точно преди третия си рожден ден. Адамс, професор на президент в Училището за инженерство на материята, транспорта и енергетиката на ASU, и председател на Материалните науки, е и президент на Обществото за аутизъм на Голям Финикс, най-голямата група за подкрепа на родители в Аризона.
„Д-р Джеймс Адамс е причината, поради която започнах да работя върху аутизма“, каза Крамалник-Браун. "Имах методите да направя всички измервания и оценки в микробиомната част на работата, а той имаше познания за аутизма."
Адамс вербува пациенти, наблюдава клинична работа и оценки на ASD и ги насочва през проучванията, а Krajmalnik-Brown ръководи оценките на микробиомите и помага за планирането на проучването.
Всички участници в проучването показват хронични GI симптоми от ранна детска възраст, включително хроничен запек и/или хронична диария. Ползите от лечението надхвърлят физическите им симптоми, дори кара някои родители да забележат колко се е подобрило поведението на децата им с течение на времето.
"Много е необичайно да се наблюдава постепенно постепенно подобрение след приключване на каквото и да е лечение", каза Адамс. „Проведохме дългосрочното последващо проучване само след като няколко семейства ни казаха, че детето им продължава да се подобрява значително.“ Krajmalnik-Brown заяви, че данните предполагат, че интервенцията с MTT трансформира чревната среда в по-здравословен статус, което води до дългосрочна полза както за симптомите на GI, така и за ASD.
Адамс каза, че много от участниците в проучването споделят общи черти, включително раждане чрез кесарево сечение, намалено кърмене, повишен прием на антибиотици и нисък прием на фибри от майката и детето, като всички те водят до ограничено биоразнообразие в техните чревни бактерии. Поради открития характер на изследването и малкия обем на използваната проба са необходими повече изследвания, за да се провери полезността на МТТ като терапевтично средство.
Първоначалното проучване включва оценка на „първо поколение“ по отношение на оптималната доза и продължителността на лечението и е достатъчно 90% от децата да имат значителна полза. Сега екипът работи по оптимизиране на дозировката и продължителността, за да се опита да подобри още повече ползите и да определи дали в някои случаи може да са необходими бустер дози.
Krajmalnik-Brown и Adams сега работят върху по-голямо плацебо-контролирано проучване при възрастни с ASD, за да проверят резултатите си. Повече информация за това проучване е на разположение на autism.asu.edu. Те също се надяват да направят друго проучване за деца с ASD в очакване на бъдещо финансиране.
Формулировката на микробиота, използвана в оригиналното проучване, е разработена в университета в Минесота от Александър Хоруц и Майкъл Садовски, които са разработили иновативни методи за събиране на микробиота от здрави, внимателно проверени донори и пречистването и замразяването им. Те лицензират своята технология на Finch Therapeutics, който предоставя финансова подкрепа за производството на терапевтичната микробиота, използвана за изследването.