Connectivité fonctionnelle altérée chez les enfants avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme" et "faible niveau" de fonctionnement

Aperçu: G.M.

Des études de neuroimagerie ont montré que les "troubles du spectre de l'autisme" (TSA) pouvaient être associés à des anomalies des structures et des fonctions cérébrales au repos ainsi que pendant des tâches cognitives. Cependant, on ne sait pas  si la connectivité fonctionnelle (CF) de tous les réseaux neuronaux du cerveau est également modifiée chez ces sujets. 

Dans cette étude, nous avons acquis des scanners d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle de 93 enfants avec un diagnostic de TSA et de 79 sujets sans TSA appariés. Une analyse des composants indépendants du groupe a été effectuée pour tous les participants afin d'estimer la CF. Des tests t à un échantillon ont ensuite été effectués pour obtenir les réseaux de chaque groupe. Les différences de groupe dans les différents réseaux cérébraux ont été testées à l'aide de tests t à deux échantillons. Enfin, les relations entre une CF anormale et des variables cliniques ont été étudiées avec l'analyse de corrélation de Pearson. 

Les résultats des tests t à un échantillon ont révélé neuf réseaux avec des configurations spatiales similaires dans ces deux groupes. Comparés aux témoins, les enfants avec un diagnostic de TSA ont montré une connectivité accrue dans le gyrus frontal supérieur droit dorsolatéral et le gyrus frontal moyen gauche (MFG) dans le réseau de pôles occipitaux. 

Les enfants avec diagnostic de TSA ont également présenté une diminution de la connectivité dans le gyrus droit gauche, le gyrus occipital moyen gauche, le gyrus droit angulaire, le MFG droit et le gyrus frontal inférieur droit (GFI), la partie orbitale du réseau visuel latéral (RVL), le GIF gauche, le GIFA gauche, le précuneus droit et le gyrus angulaire droit dans le réseau frontopariétal gauche (cognition). 

En outre, les valeurs moyennes de FC dans le RVL ont montré des corrélations positives significatives avec le score total de l'échelle d'évaluation de l'autisme chez l'enfant. 

Nos résultats indiquent que la CF anormale est très répandue dans certains réseaux chez les enfants avec un diagnostic de TSA. Ce FC anormal peut constituer un biomarqueur de TSA. Nos résultats constituent une contribution importante à l'étude des mécanismes neuropathophysiologiques chez les enfants avec un diagnostic de TSA.

Front Neurosci. 2019 Aug 2;13:806. doi: 10.3389/fnins.2019.00806. eCollection 2019.

Altered Functional Connectivity in Children With Low-Function Autism Spectrum Disorders

Xu S^1,2,3, Li M², Yang C⁴, Fang X⁵, Ye M⁵, Wei L⁶, Liu J⁶, Li B⁶, Gan Y³, Yang B⁵, Huang W⁵, Li P³, Meng X³, Wu Y^1,2, Jiang G^1,2.

Author information

1

The Second School of Clinical Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, China.

2

Department of Medical Imaging, Guangdong Second Provincial General Hospital, Guangzhou, China.

3

Department of Radiology, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen, China.

4

Department of Hematology and Oncology, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen, China.

5

Department of Children Healthcare, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen, China.

6

Network Center, Air Force Medical University, Xi'an, China.

Abstract

Neuroimaging studies have shown that autism spectrum disorders (ASDs) may be associated with abnormalities in brain structures and functions at rest as well as during cognitive tasks. However, it remains unclear if functional connectivity (FC) of all brain neural networks is also changed in these subjects. In this study, we acquired functional magnetic resonance imaging scans from 93 children with ASD and 79 matched healthy subjects. Group independent component analysis was executed for all of the participants to estimate FC. One-sample t-tests were then performed to obtain the networks for each group. Group differences in the different brain networks were tested using two-sample t-tests. Finally, relationships between abnormal FC and clinical variables were investigated with Pearson's correlation analysis. The results from one-sample t-tests revealed nine networks with similar spatial patterns in these two groups. When compared with the controls, children with ASD showed increased connectivity in the right dorsolateral superior frontal gyrus and left middle frontal gyrus (MFG) within the occipital pole network. Children with ASD also showed decreased connectivity in the left gyrus rectus, left middle occipital gyrus, right angular gyrus, right MFG and right inferior frontal gyrus (IFG), orbital part within the lateral visual network (LVN), the left IFG, right precuneus, and right angular gyrus within the left frontoparietal (cognition) network. Furthermore, the mean FC values within the LVN showed significant positive correlations with total score of the Childhood Autism Rating Scale. Our findings indicate that abnormal FC extensively exists within some networks in children with ASD. This abnormal FC may constitute a biomarker of ASD. Our results are an important contribution to the study of neuropathophysiological mechanisms in children with ASD.

KEYWORDS:

Pearson’s correlation analysis; autism spectrum disorders; functional connectivity; independent component analysis; spatial patterns

PMID:31427923

PMCID:PMC6688725

DOI:10.3389/fnins.2019.00806

Analyse fonctionnelle du microbiote intestinal et de l'immuno-inflammation chez les enfants avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme"

Aperçu: G.M.

CONTEXTE ET OBJECTIFS:
Des preuves récentes impliquent un microbiote intestinal (GM) et des altérations immunitaires dans les troubles du spectre autistique (ASD). Nous évaluons les profils GM et les taux périphériques de molécules immunologiques, neuronales et bactériennes chez les enfants atteints de TSA et chez les témoins. L'alarme HMGB1  (Note de trad: Toute molécule libérée d'une cellule endommagée ou malade qui stimule une réponse immunitaire. Les protéines de choc thermique, l'interleukine-1a et les nucléosomes en sont des exemples) a été explorée en tant que biomarqueur non invasif pour surveiller les symptômes gastro-intestinaux.
MÉTHODES:
Trente enfants avec un diagnostic de TSA (dTSA) et 14 témoins ont été inclus dans l'étude. Une analyse métagénomique d’OGM a été effectuée chez 16 patients avec dTSA et 7 témoins. Le profil fonctionnel de GM a été évalué par analyse du terme GO. Les taux sanguins de l'IL-1β, du TNFα, du TGFβ, de l'IL-10, de l'INFγ, de l'IL-8, du lipopolysaccharide, de la neurotensine, du Sortilin1 et du rapport GSSG / GSH ont été analysés par ELISA chez tous les sujets. Les fèces de HMGB1 ont été analysées par Western blot.
RÉSULTATS:
Nous avons observé une diminution significative de la diversité bactérienne. De plus, 82 termes GO sont sous-représentés dans les TSA. Quatre d'entre elles indiquaient un catabolisme du 3,3-phénylpropionate et étaient imputables au groupe Escherichia coli (E. coli). Les taux sériques de TNFα, TGFβ, NT et SORT-1 ont augmenté chez les patients avec un dTSA. Les niveaux fécaux de HMGB1 étaient corrélés à la sévérité du signe GI chez les enfants avec un dTSA.
CONCLUSIONS:
Nous suggérons qu'une diminution d'E. Coli pourrait affecter le catabolisme du propionate dans les TSA. Nous rapportons l'apparition d'une inflammation périphérique chez les enfants avec un dTSA. Nous proposons le HMGB1 fécal comme biomarqueur non invasif pour détecter les symptômes gastro-intestinaux.

Dig Liver Dis. 2019 Jul 16. pii: S1590-8658(19)30663-2. doi: 10.1016/j.dld.2019.06.006.

Functional analysis of gut microbiota and immunoinflammation in children with autism spectrum disorders

Carissimi C¹, Laudadio I¹, Palone F², Fulci V¹, Cesi V³, Cardona F⁴, Alfonsi C⁴, Cucchiara S², Isoldi S², Stronati L⁵.

Author information

1

Department of Molecular Medicine, Sapienza University of Rome, Rome, Italy.

2

Department of Pediatrics, Pediatric Gastroenterology and Liver Unit, Sapienza University of Rome, Rome, Italy.

3

Division of Health Protection Technologies, Territorial and Production Systems Sustainability Department, ENEA, Santa Maria di Galeria, Rome, Italy.

4

Division of Child Neurology and Psychiatry, Department of Human Neurosciences, Sapienza University of Rome, Policlinico Umberto I Hospital, Rome, Italy.

5

Department of Molecular Medicine, Sapienza University of Rome, Rome, Italy. Electronic address: laura.stronati@uniroma1.it.

Abstract

BACKGROUND AND AIMS:

Recent evidence implicates gut microbiota (GM) and immune alterations in autism spectrum disorders (ASD). We assess GM profile and peripheral levels of immunological, neuronal and bacterial molecules in ASD children and controls. Alarmin HMGB1 was explored as a non-invasive biomarker to monitor gastrointestinal (GI) symptoms.

METHODS:

Thirty ASD children and 14 controls entered into the study. GM metagenomic analysis was performed for 16 ASD patients and 7 controls. GM functional profile was assessed by GO term analysis. Blood levels of IL-1β, TNFα, TGFβ, IL-10, INFγ, IL-8, lipopolysaccharide, Neurotensin, Sortilin1 and GSSG/GSH ratio were analyzed in all subjects by ELISA. Fecal HMGB1 was analyzed by Western blot.

RESULTS:

We observed a significant decrease in bacterial diversity. Furthermore, 82 GO terms underrepresented in ASD. Four of them pointed at 3,3 phenylpropionate catabolism and were imputable to Escherichia coli (E. coli) group. Serum levels of TNFα, TGFβ, NT, and SORT-1 increased in ASD patients. Fecal levels of HMGB1 correlated with GI sign severity in ASD children.

CONCLUSIONS:

We suggest that a decrease of E. coli might affect the propionate catabolism in ASD. We report occurrence of peripheral inflammation in ASD children. We propose fecal HMGB1 as a non-invasive biomarker to detect GI symptoms.

Copyright © 2019 Editrice Gastroenterologica Italiana S.r.l. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

KEYWORDS:

Autism spectrum disorders; Gut microbiota; HMGB1; Inflammation; Metagenomics

PMID:31320306

DOI: 10.1016/j.dld.2019.06.006

Métabolisme phosphoinositide défectueux dans l'autisme

Aperçu : G.M.

Les phosphoinositides sont des composants essentiels des membranes lipidiques et des régulateurs cruciaux de nombreuses fonctions cellulaires, notamment la transduction du signal, le trafic des vésicules, la localisation et l'activité des récepteurs membranaires et la détermination de l'identité de la membrane. Les études génétiques et fonctionnelles montrent de plus en plus que ces enzymes sont souvent dysrégulées ou mutées dans les troubles du spectre de l'autisme. [...] cela offre des possibilités intéressantes d'explorer le métabolisme phosphoinositide altéré comme une cible thérapeutique chez les personnes avec certaines formes d'autisme. Cette revue résume les études génétiques et fonctionnelles qui identifient les défauts du métabolisme des phosphoinositides dans l'autisme et les troubles apparentés...

J Neurosci Res. 2017 May;95(5):1161-1173. doi: 10.1002/jnr.23797. Epub 2016 Jul 4.

Defective phosphoinositide metabolism in autism

Gross C^1,2.

Author information

1

Division of Neurology, Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Cincinnati, Ohio.

2

Department of Pediatrics, University of Cincinnati, Cincinnati, Ohio.

Abstract

Phosphoinositides are essential components of lipid membranes and crucial regulators of many cellular functions, including signal transduction, vesicle trafficking, membrane receptor localization and activity, and determination of membrane identity. These functions depend on the dynamic and highly regulated metabolism of phosphoinositides and require finely balanced activity of specific phosphoinositide kinases and phosphatases. There is increasing evidence from genetic and functional studies that these enzymes are often dysregulated or mutated in autism spectrum disorders; in particular, phosphoinositide 3-kinases and their regulatory subunits appear to be affected frequently. Examples of autism spectrum disorders with defective phosphoinositide metabolism are fragile X syndrome and autism disorders associated with mutations in the phosphoinositide 3-phosphatase tensin homolog deleted on chromosome 10 (PTEN), but recent genetic analyses also suggest that select nonsyndromic, idiopathic forms of autism may have altered activity of phosphoinositide kinases and phosphatases. Isoform-specific inhibitors for some of the phosphoinositide kinases have already been developed for cancer research and treatment, and a few are being evaluated for use in humans. Altogether, this offers exciting opportunities to explore altered phosphoinositide metabolism as a therapeutic target in individuals with certain forms of autism. This review summarizes genetic and functional studies identifying defects in phosphoinositide metabolism in autism and related disorders, describes published preclinical work targeting phosphoinositide 3-kinases in neurological diseases, and discusses the opportunities and challenges ahead to translate these findings from animal models and human cells into clinical application in humans. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.

© 2016 Wiley Periodicals, Inc.

PMID: 27376697

PMCID: PMC5214992  [Available on 2017-11-01]

DOI: 10.1002/jnr.23797

Niveaux plasmatiques de chimiokines altérés dans l'autisme et leur association avec les comportements sociaux

Traduction partielle: G.M.

Psychiatry Res. 2016 Aug 2;244:300-305. doi: 10.1016/j.psychres.2016.07.057.

Altered plasma levels of chemokines in autism and their association with social behaviors

Shen Y¹, Oua J¹, Liu M¹, Shi L², Li Y¹, Xiao L¹, Dong H¹, Zhang F³, Xia K⁴, Zhao J⁵.

Author information

• ¹The National Clinical Research Center for Mental Health Disorders, China; The National Technology Institute of Psychiatry, China; Key Laboratory of Psychiatry and Mental Health of Hunan Province, Changsha, China; Institute of Mental Health, the Second Xiangya Hospital, Central South University, China.
• ²The National Clinical Research Center for Mental Health Disorders, China; The National Technology Institute of Psychiatry, China; Key Laboratory of Psychiatry and Mental Health of Hunan Province, Changsha, China; Institute of Mental Health, the Second Xiangya Hospital, Central South University, China; Neuropsychology and Applied Cognitive Neuroscience Research Group, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.
• ³The National Clinical Research Center for Mental Health Disorders, China; The National Technology Institute of Psychiatry, China; Key Laboratory of Psychiatry and Mental Health of Hunan Province, Changsha, China; Institute of Mental Health, the Second Xiangya Hospital, Central South University, China; Lieber Institute for Brain Development, Johns Hopkins University Medical Campus, Baltimore, MD, USA.
• ⁴State Key Laboratory of Medical Genetics, Central South University, Changsha, China.
• ⁵The National Clinical Research Center for Mental Health Disorders, China; The National Technology Institute of Psychiatry, China; Key Laboratory of Psychiatry and Mental Health of Hunan Province, Changsha, China; Institute of Mental Health, the Second Xiangya Hospital, Central South University, China; State Key Laboratory of Medical Genetics, Central South University, Changsha, China. Electronic address: zhaojingpingcsu@163.com

Abstract

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a group of neurodevelopment disorders with an unclear etiology. Chemokines have been implicated in the etiology and pathogenesis of ASD. The current study investigated the plasma levels of seven chemokines (RANTES, Eotaxin, MIP-1 α, MIP-1 β, MCP-1, IP-10, and MIG) in 42 young autistic patients and 35 age-matched typically developing (TD) children. The study also tested the association between these chemokine levels and social behaviors, as measured by the Social Responsiveness Scale (SRS). Compared to the TD children, RANTES, MIP-1α, and MIP-1β were higher, while IP-10 and MIG were lower in the autistic patients, after correcting for multiple comparisons. Among these seven chemokines, MIP-1α, MIP-1β and IP-10 levels were found to be associated with social behaviors in all the participants. Moreover, MIP-1α and IP-10 were found to be independent predictors of social behaviors.
The results of our study support the hypothesis that altered chemokine levels are involved in the pathophysiology of ASD and they indicate that chemokines plasma levels could be potential biomarkers for ASD.
Les résultats de notre étude confirment l'hypothèse selon laquelle les niveaux modifiés de chimiokines sont impliqués dans la physiopathologie du TSA et ils indiquent que les niveaux de chimiokines plasmatiques pourraient être des biomarqueurs potentiels pour le TDA.
Copyright © 2016 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

PMID: 27512919

DOI: 10.1016/j.psychres.2016.07.057

"Est-ce que la voix un marqueur de trouble du spectre de l'autisme ? Une revue et méta-analyse systématique

Traduction: G.M.

Autism Res. 2016 Aug 8. doi: 10.1002/aur.1678.

"Is voice a marker for Autism spectrum disorder? A systematic review and meta-analysis"

Fusaroli R¹, Lambrechts A², Bang D^1,3,4, Bowler DM², Gaigg SB².

Author information

• ¹The Interacting Minds Centre, Aarhus University, Aarhus, Denmark.
• ²Autism Research Group, City University London, London, UK.
• ³Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, Institute of Neurology, University College London, London, UK.
• ⁴Calleva Research Centre for Evolution and Human Sciences, Magdalen College, University of Oxford, Oxford, UK.

Abstract

Individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD) are reported to speak in distinctive ways. Distinctive vocal production should be better understood as it can affect social interactions and social development and could represent a non-invasive marker for ASD. We systematically review the existing scientific literature reporting quantitative acoustic analysis of vocal production in ASD and identify repeated and consistent findings of higher pitch mean and variability but not of other differences in acoustic features. We also identify a recent approach relying on multiple aspects of vocal production and machine learning algorithms to automatically identify ASD from voice only. This latter approach is very promising, but requires more systematic replication and comparison across languages and contexts. We outline three recommendations to further develop the field: open data, open methods, and theory-driven research. Individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD) tend to show distinctive, atypical acoustic patterns of speech. These behaviors affect social interactions and social development and could represent a non-invasive marker for ASD. We systematically reviewed the literature quantifying acoustic patterns in ASD. Search terms were: (prosody OR intonation OR inflection OR intensity OR pitch OR fundamental frequency OR speech rate OR voice quality OR acoustic) AND (autis* OR Asperger). 
Les personnes avec un diagnostic de troubles du spectre de l'autisme (TSA) sont signalés comme parlant de manière particulière. La production vocale originale doit être mieux comprise car elle peut affecter les interactions sociales et le développement social et pourrait représenter un marqueur non invasif pour les TSA. Nous examinons systématiquement la littérature scientifique existante rapportant des analyses acoustiques quantitatives sur la production vocale dans le TSA et identifions les conclusions répétées et cohérentes de hauteur moyenne supérieure et de la variabilité, mais pas d'autres différences dans les caractéristiques acoustiques. Nous identifions également une approche récente reposant sur de multiples aspects d'algorithmes de production et d'apprentissage de la machine vocale pour identifier automatiquement TSA à partir de la seule voix. Cette dernière approche est très prometteuse, mais nécessite la réplication plus systématique et la comparaison entre les langues et les contextes. Nous présentons trois recommandations pour développer davantage le terrain: les données ouvertes, les méthodes ouvertes, et la recherche axée sur la théorie. Les personnes présentant un trouble du spectre de l'autisme (TSA) tendent à montrer des modèles acoustiques distinctifs, atypiques de la parole. Ces comportements affectent les interactions sociales et le développement social et pourraient représenter un marqueur non invasif pour les TSA. Nous avons systématiquement examiné la littérature quantifier les modèles acoustiques dans les TSA. Les termes de recherche sont: (prosodie OU intonation OU inflexion ou intensité ou hauteur ou fréquence fondamentale ou débit de parole ou qualité de la voix ou acoustique) ET (autis* OU Asperger).
Results were filtered to include only: empirical studies quantifying acoustic features of vocal production in ASD, with a sample size >2, and the inclusion of a neurotypical comparison group and/or correlations between acoustic measures and severity of clinical features. We identified 34 articles, including 30 univariate studies and 15 multivariate machine-learning studies. We performed meta-analyses of the univariate studies, identifying significant differences in mean pitch and pitch range between individuals with ASD and comparison participants (Cohen's d of 0.4-0.5 and discriminatory accuracy of about 61-64%). The multivariate studies reported higher accuracies than the univariate studies (63-96%). However, the methods used and the acoustic features investigated were too diverse for performing meta-analysis. We conclude that multivariate studies of acoustic patterns are a promising but yet unsystematic avenue for establishing ASD markers. We outline three recommendations for future studies: open data, open methods, and theory-driven research. 
Les résultats ont été filtrés pour inclure uniquement: les études empiriques quantifiant les caractéristiques acoustiques de la production vocale dans le TSA, avec une taille d'échantillon > 2, et l'inclusion d'un groupe de comparaison neurotypique et / ou des corrélations entre les mesures acoustiques et la sévérité des signes cliniques. Nous avons identifié 34 articles, dont 30 études univariées et 15 études multivariées d'apprentissage machine. Nous avons effectué des méta-analyses des études univariées, l'identification des différences significatives dans la hauteur moyenne et la tessiture entre les personnes avec TSA et les participants de comparaison (le d de Cohen de 0,4-0,5 et de précision discriminatoire d'environ 61-64%). Les études multivariées ont rapporté des exactitudes plus élevées que les études univariées (63-96 de%). Cependant, les méthodes utilisées et les caractéristiques acoustiques étudiées étaient trop diverses pour effectuer une méta-analyse. Nous concluons que les études multivariées de modèles acoustiques sont une voie prometteuse mais encore non systématique pour établir des marqueurs TSA. Nous présentons trois recommandations pour les études futures: les données ouvertes, les méthodes ouvertes, et la recherche axée sur la théorie. 
Autism Res 2016. © 2016 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc.
© 2016 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc.

PMID: 27501063

DOI: 10.1002/aur.1678

Le dysfonctionnement de la protéine associée à la régulation de l'activité du cytosquelette peut contribuer à des troubles de la mémoire et la détection précoce des troubles du spectre de l'autisme

Traduction: G.M.

Med Princ Pract. 2016 Mar 11.

Activity-Regulated Cytoskeleton-Associated Protein Dysfunction May Contribute to Memory Disorder and Earlier Detection of Autism Spectrum Disorders

Alhowikan AM.

Abstract

OBJECTIVE:

To explore a possible role for activity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc/Arg3.1) in the clinical identification of children with autism.
Explorer un rôle possible pour al protéine associée à l'activité régulée du cytosquelette (Arc / Arg3.1) dans l'identification clinique des enfants avec autisme.

SUBJECTS AND METHODS:

The plasma levels of Arc/Arg3.1 in 62 boys with autism and 32 healthy boys were measured using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The Childhood Autism Rating Scale (CARS) was used to assess severity of autism as defined in the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4th Edition, (DSM-IV). Mann-Whitney U tests were used for comparisons between children with autism and healthy children. Spearman's r correlation coefficient (r) was used to determine the relationship between the CARS scores among patients with autism and different variables.

RESULTS:

The mean plasma level of Arc/Arg3.1 protein in autism was 1.689 ± 0.917 pg/mL, significantly higher than that of healthy controls: 0.792 ± 1.056 pg/mL (p < 0.001). No significant relationship was found between plasma levels of Arc/Arg3.1 protein and CARS scores (r = - 0.06; p > 0.05), age (r = - 0.27; p > 0.05).
La concentration plasmatique moyenne de la protéine Arc / Arg3.1 dans l'autisme était 1,689 ± 0,917 pg / ml, soit nettement supérieure à celle des témoins sans autisme: 0,792 ± 1,056 pg / ml (p <0,001). Aucune relation significative n'a été observée entre les concentrations plasmatiques de la protéine Arc / Arg3.1 et les résultats du CARS (r = - 0,06; p> 0,05), l'âge (r = - 0,27; p> 0,05).

CONCLUSIONS:

The mean plasma level of Arc/Arg3.1 protein was higher in children with autism than in controls, suggesting that Arc/Arg3.1 could be a potential early blood biomarker for diagnosis of autism. 
Le niveau de la protéine Arc / Arg3.1 plasmatique moyenne était plus élevée chez les enfants autistes que chez les témoins, ce qui suggère que Arc / Arg3.1 pourrait être un biomarqueur sanguin précoce potentiel pour le diagnostic de l'autisme. 

PMID: 26967659

Le classement de la connectivité fonctionnelle de l'autisme identifie des caractéristiques cérébrales hautement prédictives, mais en deçà des normes de biomarqueurs

Traduction: G.M.

Neuroimage Clin. 2014 Dec 24;7:359-366.

Functional connectivity classification of autism identifies highly predictive brain features but falls short of biomarker standards

Plitt M¹, Barnes KA¹, Martin A¹.

Author information

• ¹Section on Cognitive Neuropsychology, Laboratory of Brain and Cognition, National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA.

Abstract

OBJECTIVES:

Autism spectrum disorders (ASD) are diagnosed based on early-manifesting clinical symptoms, including markedly impaired social communication. We assessed the viability of resting-state functional MRI (rs-fMRI) connectivity measures as diagnostic biomarkers for ASD and investigated which connectivity features are predictive of a diagnosis.
Les troubles du spectre autistique (TSA) sont diagnostiqués sur la base de symptômes cliniques se manisfestant précocement, comprenant la communication sociale nettement affaiblie. Nous avons évalué la viabilité des mesures de connectivité de l'IRM fonctionnelle au repos (IRMf-rs) en tant que  biomarqueurs de diagnostic pour le TSA et étudié quelles caractéristiques de la connectivité sont prédictives d'un diagnostic.

METHODS:

Rs-fMRI scans from 59 high functioning males with ASD and 59 age- and IQ-matched typically developing (TD) males were used to build a series of machine learning classifiers. Classification features were obtained using 3 sets of brain regions. Another set of classifiers was built from participants' scores on behavioral metrics. An additional age and IQ-matched cohort of 178 individuals (89 ASD; 89 TD) from the Autism Brain Imaging Data Exchange (ABIDE) open-access dataset (http://fcon_1000.projects.nitrc.org/indi/abide/) were included for replication.

RESULTS:

High classification accuracy was achieved through several rs-fMRI methods (peak accuracy 76.67%). However, classification via behavioral measures consistently surpassed rs-fMRI classifiers (peak accuracy 95.19%). The class probability estimates, P(ASD|fMRI data), from brain-based classifiers significantly correlated with scores on a measure of social functioning, the Social Responsiveness Scale (SRS), as did the most informative features from 2 of the 3 sets of brain-based features. The most informative connections predominantly originated from regions strongly associated with social functioning.
La haute précision de la classification a été atteinte grâce à plusieurs méthodes d'IRMf de repos (pic de précision de 76,67%). Cependant, la classification par des mesures comportementales a constamment dépassé les classificateurs d'IRMf (précision pic de 95,19%). Les estimations de la probabilité de classe, P (TSA | données IRMf), des classificateurs basées sur le cerveau sont significativement corrélées avec des scores sur une mesure du fonctionnement social, l'échelle de réactivité sociale (SRS), de même que les caractéristiques les plus instructives de deux des trois ensembles de fonctionnalités basées sur le cerveau. Les connexions les plus informatives provenaient principalement de régions fortement associées au fonctionnement social.

CONCLUSIONS:

While individuals can be classified as having ASD with statistically significant accuracy from their rs-fMRI scans alone, this method falls short of biomarker standards. Classification methods provided further evidence that ASD functional connectivity is characterized by dysfunction of large-scale functional networks, particularly those involved in social information processing. 
Bien que les personnes peuvent être classées comme ayant un TSA avec une précision statistiquement significative à partir des seuls scans de leurs IRMf-rs, cette méthode ne répond pas aux normes de biomarqueurs. Les méthodes de classement fournissent des preuves supplémentaires que la connectivité fonctionnelle dans le TSA se caractérise par un dysfonctionnement des réseaux fonctionnels à grande échelle, en particulier ceux qui sont impliqués dans le traitement de l'information sociale.

PMID: 25685703

Serum microRNA profiles in children with autism

Traduction: G.M.

Mol Autism. 2014 Jul 30;5:40. doi: 10.1186/2040-2392-5-40. eCollection 2014.

Profils de microARN sériques chez les enfants avec autisme

Mundalil Vasu M¹, Anitha A², Thanseem I¹, Suzuki K¹, Yamada K², Takahashi T¹, Wakuda T¹, Iwata K³, Tsujii M⁴, Sugiyama T⁵, Mori N⁶.

Author information

• ¹Department of Psychiatry, Hamamatsu University School of Medicine, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu 431-3192, Japan.
• ²Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu 431-3192, Japan.
• ³Research Center for Child Mental Development, University of Fukui, 23-3 Matsuokashimoaizuki, Eiheiji, Fukui 910-1193, Japan.
• ⁴Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu 431-3192, Japan ; Faculty of Sociology, Chukyo University, 101 Tokodachi, Kaizu-cho, Toyota 470-0393, Japan.
• ⁵Department of Child and Adolescent Psychiatry, Hamamatsu University School of Medicine, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu 431-3192, Japan.
• ⁶Department of Psychiatry, Hamamatsu University School of Medicine, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu 431-3192, Japan ; Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu 431-3192, Japan.

Abstract

BACKGROUND:

As regulators of gene expression, microRNAs (miRNAs) play a key role in the transcriptional networks of the developing human brain. Circulating miRNAs in the serum and plasma are remarkably stable and are suggested to have promise as noninvasive biomarkers for neurological and neurodevelopmental disorders. We examined the serum expression profiles of neurologically relevant miRNAs in autism spectrum disorder (ASD), a complex neurodevelopmental disorder characterized by multiple deficits in communication, social interaction and behavior.
En tant que régulateurs de l'expression des gènes, les microARN (miARN) jouent un rôle clé dans les réseaux de transcription du développement du cerveau humain.  
Les MiARN circulant dans le sérum et le plasma sont remarquablement stables et ont été considérés comme une promesse en tant que biomarqueurs non invasifs pour des troubles neurologiques et du développement neurologique.  
Nous avons examiné les profils sériques d'expression des miARN neurologiques pertinents dans les troubles du spectre autistique (TSA), un trouble neurodéveloppemental complexe caractérisé par de multiples déficits en matière de communication, d'interaction sociale et de comportement. 

METHODS:

Total RNA, including miRNA, was extracted from the serum samples of 55 individuals with ASD and 55 age- and sex-matched control subjects, and the mature miRNAs were selectively converted into cDNA. Initially, the expression of 125 mature miRNAs was compared between pooled control and ASD samples. The differential expression of 14 miRNAs was further validated by SYBR Green quantitative PCR of individual samples. Receiver-operating characteristic (ROC) analysis was used to evaluate the sensitivity and specificity of miRNAs. The target genes and pathways of miRNAs were predicted using DIANA mirPath software.

RESULTS:

Thirteen miRNAs were differentially expressed in ASD individuals compared to the controls. MiR-151a-3p, miR-181b-5p, miR-320a, miR-328, miR-433, miR-489, miR-572, and miR-663a were downregulated, while miR-101-3p, miR-106b-5p, miR-130a-3p, miR-195-5p, and miR-19b-3p were upregulated. Five miRNAs showed good predictive power for distinguishing individuals with ASD. The target genes of these miRNAs were enriched in several crucial neurological pathways.

CONCLUSIONS:

This is the first study of serum miRNAs in ASD individuals. The results suggest that a set of serum miRNAs might serve as a possible noninvasive biomarker for ASD.
C'est la première étude du sérum miARN chez les personnes autistes. Les résultats suggèrent qu'un ensemble de sérum miARN pourrait servir de biomarqueur non invasif possible pour les TSA. 

PMID: 25126405

Biomarkers in autism spectrum disorder: the old and the new

Traduction partielle : G.M.

Psychopharmacology (Berl). 2013 Oct 6.

Biomarqueurs dans l'autisme: l'ancien et le nouveau

Ruggeri B, Sarkans U, Schumann G, Persico AM.

Source

MRC Social, Genetic and Developmental Psychiatry Centre, Institute of Psychiatry, King's College London, De Crespigny Park, London, SE5 8AF, UK.

Abstract

RATIONALE:

Autism spectrum disorder (ASD) is a complex heterogeneous neurodevelopmental disorder with onset during early childhood and typically a life-long course. The majority of ASD cases stems from complex, 'multiple-hit', oligogenic/polygenic underpinnings involving several loci and possibly gene-environment interactions. These multiple layers of complexity spur interest into the identification of biomarkers able to define biologically homogeneous subgroups, predict autism risk prior to the onset of behavioural abnormalities, aid early diagnoses, predict the developmental trajectory of ASD children, predict response to treatment and identify children at risk for severe adverse reactions to psychoactive drugs.

OBJECTIVES:

The present paper reviews (a) similarities and differences between the concepts of 'biomarker' and 'endophenotype', (b) established biomarkers and endophenotypes in autism research (biochemical, morphological, hormonal, immunological, neurophysiological and neuroanatomical, neuropsychological, behavioural), (c) -omics approaches towards the discovery of novel biomarker panels for ASD, (d) bioresource infrastructures and (e) data management for biomarker research in autism.

RESULTS:

Les biomarqueurs connus, tels que les niveaux sanguins anormaux de sérotonine , l'ocytocine , la mélatonine , les cytokines immunitaires et sous-types de lymphocytes , de multiples , les paramètres d'imagerie cérébrale électrophysiologique et neuropsychologiques, finiront par fusionner avec de nouveaux biomarqueurs identifiés à l'aide génomique impartiale , les méthodes épigénomiques , transcriptomique , protéomique et métabolomique , pour générer des panels multimarqueurs. 
Les infrastructures de bioressources , la gestion des données et l'analyse de données en utilisant les réseaux d'intelligence artificielle contribueront à soutenir les efforts pour identifier ces groupes de biomarqueurs .

CONCLUSIONS:

Biomarker research has great heuristic potential in targeting autism diagnosis and treatment.

PMID: 24096533

Biomarkers for Autism Discovered

Traduction: G.M. 

Découverte de biomarqueurs pour l'autisme 

 ScienceDaily (23 mars 2012) - 

Une étape importante vers l'élaboration d'une méthode rapide et  peu coûteuse de diagnostic de l'autisme a été franchie par l'Université d'Uppsala, parmi d'autres universités. Grâce à la spectrométrie de masse de pointe des chercheurs ont réussi à capturer des biomarqueurs prometteurs à partir d'un petit échantillon de sang. L'étude vient d'être publiée dans la revue Nature Translational Psychiatry. 

 Il n'y a pas de biomarqueurs pour l'autisme reconnu aujourd'hui. 

Des chercheurs de Centre Berzelii et du laboratoire de science de la vie à Uppsala, qui, en collaboration avec des collègues de l'Université Linnaeus en Suède et de la Faculté de médecine de Téhéran, l'Iran, ont découvert certains biomarqueurs prometteurs. 

De nombreuses maladies sont causées par des altérations des protéines à l'intérieur et l'extérieur des cellules de l'organisme. En étudiant des modèles de protéines dans les tissus et fluides corporels , ces modifications peuvent être cartographiées afin de fournir des informations importantes sur les causes sous-jacentes de la maladie. 

Parfois, des modèles protéiques peuvent également être utilisés comme biomarqueurs pour permettre un diagnostic ou comme outil de pronostic pour suivre l'évolution d'une maladie. 

Dans l'étude courante les perturbations du système nerveux étaient en ligne de mire quand les scientifiques ont étudié des modèles de protéine dans le trouble du spectre autistique (TSA). 

Pour identifier des biomarqueurs potentiels (peptides ou protéines), les chercheurs ont effectué une analyse détaillée des protéines du plasma sanguin des enfants atteints de TSA par rapport à un groupe témoin. 

En utilisant des méthodes de spectrométrie de masse de pointe, ils ont réussi à identifier des peptides composés de fragments d'une protéine dont la fonction naturelle est dans le système immunitaire, la protéine C3 du système du complément . -L'étude est basée sur des échantillons de sang provenant d'un groupe relativement restreint d'enfants, mais les résultats indiquent le potentiel de notre stratégie méthodologique. Il y a déjà un lien connu entre cette protéine et  les TSA, ce qui renforce encore les résultats, dit Jonas Bergquist, professeur de chimie analytique et de la neurochimie au Département de chimie - BMC (Centre biomédical) à Uppsala. 

L'espoir est que cette nouvelle série de biomarqueurs conduira au bout du compte à un outil de diagnostic fiable fondé sur l'analyse sanguine .