Évaluation des taux d'éléments traces dans le sang total chez des enfants chinois avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme".

Aperçu: G.M.

Le "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) est un trouble neurodéveloppemental qui a nettement augmenté au cours des dernières décennies. Les oligo-éléments essentiels jouent un rôle important dans la fonction neurologique et leurs déséquilibres sont fréquents chez les enfants avec un diagnostic de TSA (dTSA).

L'objectif de la présente étude était d'étudier les taux dans le sang total d'oligo-éléments, dont le zinc (Zn), le cuivre (Cu), le fer (Fe) et le magnésium (Mg) chez des enfants chinois avec un dTSA. Au total, 113 enfants avec un dTSA et 141 enfants neurotypiques du même âge et du même sexe, répartis en deux groupes d'âge et de sexe, d'âge préscolaire (2-5 ans) et scolaire (6-10 ans), ont été examinés . Les analyses quantitatives du contenu en oligo-éléments du sang total ont été effectuées en utilisant la spectroscopie d'absorption atomique. 

Dans la présente étude, les enfants avec dTSA avaient généralement des taux de Zn dans le sang total inférieurs à ceux des témoins neurotypiques. Aucune différence significative dans le rapport Cu, Zn / Cu dans le sang total, Fe ou Mg n'a été détectée entre le groupe TSA et le groupe témoin. Il est à noter que le taux de Fe dans le sang total chez les garçons avec dTSA était significativement plus élevé que chez les filles avec dTSA et était presque significatif par rapport au niveau de contrôle des garçons. 

Après stratification en fonction de l'âge, une diminution significative de 6% des taux de Zn dans le sang total a été détectée chez les enfants d'âge préscolaire avec dTSA par rapport aux valeurs témoins. Cependant, ce changement significatif lié aux TSA n'a pas été détecté chez les enfants d'âge scolaire. 

Les taux de Zn dans le sang total et le rapport Zn / Cu étaient significativement plus élevés chez les enfants d'âge scolaire que chez les enfants d'âge préscolaire, tant dans le groupe TSA que dans le groupe témoin. En outre, le taux de Fe dans le sang total était significativement plus élevé chez les enfants d'âge scolaire avec dTSA que chez les enfants d'âge préscolaire avec dTSA. 

Les résultats de la présente étude suggèrent une association entre les taux de Zn dans le sang total chez des enfants chinois avec dTSA.

Biol Trace Elem Res. 2019 Jan 2. doi: 10.1007/s12011-018-1615-4.

Evaluation of Whole Blood Trace Element Levels in Chinese Children with Autism Spectrum Disorder

Wu LL¹, Mao SS², Lin X³, Yang RW⁴, Zhu ZW⁵.

Author information

1

Department of Developmental and Behavioral Pediatrics, Children's Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 3333# Bin sheng Road, City of Hangzhou, Zhejiang Province, China.

2

Department of Neurology, Children's Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 3333# Bin sheng Road, City of Hangzhou, Zhejiang Province, China.

3

Department of Child Health Care, Children's Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 3333# Bin sheng Road, City of Hangzhou, Zhejiang Province, China.

4

Department of Psychology, Children's Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 3333# Bin sheng Road, City of Hangzhou, Zhejiang Province, China.

5

Department of Developmental and Behavioral Pediatrics, Children's Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 3333# Bin sheng Road, City of Hangzhou, Zhejiang Province, China. chdbpwll@zju.edu.cn

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder, which has increased markedly during the last decades. Essential trace elements play an important role in neurological function and their imbalances are common in children with ASD. The objective of the present study was to investigate whole blood levels of trace elements including zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe), and magnesium (Mg) in Chinese children with ASD. In total, 113 children diagnosed with ASD and 141 age-matched and gender-matched neurotypical children, divided into two gender and age groups of preschool age (2-5 years old) and school (6-10 years old) age, were examined. The quantitative analyses of whole blood trace element contents were performed by using flame atomic absorption spectroscopy. In the present study, the children with ASD generally had lower whole blood levels of Zn than the neurotypical controls. No significant differences in the whole blood Cu, Zn/Cu ratio, Fe, or Mg was detected between the ASD group and the control group. It is notable that whole blood Fe level in boys with ASD was significantly higher than in girls with ASD, and was nearly significant when compared with the control level of boys. After stratification for age, a significant 6% decrease in whole blood Zn levels was detected in preschool-aged children with ASD as compared to the control values. However, this significant ASD-related change was not detected in school-aged children. The whole blood Zn level and Zn/Cu ratio were significantly increased in school-aged children than in preschool-aged children in both ASD and control group. In addition, school-aged children with ASD had a significantly higher level of whole blood Fe than preschool-aged children with ASD. The results of the present study suggest an association between whole blood levels of Zn in Chinese children with ASD.

KEYWORDS:

Autism spectrum disorder; Copper; Iron; Magnesium; Trace elements; Zinc

PMID:30600499

DOI: 10.1007/s12011-018-1615-4

Le zinc en tant que thérapie dans un modèle d'autisme chez le rat induit prénatalement par l'acide valproïque

Aperçu: G.M.

L'autisme est caractérisé par de nombreuses déficiences comportementales, telles que la communication, la socialisation et la cognition. Des études récentes ont suggéré que l'acide valproïque (VPA), un médicament antiépileptique avec une activité tératogène, est apparenté à l'autisme. Chez les rongeurs, l'exposition au VPA pendant la grossesse induit des effets analogues à ceux de l'autisme. L'exposition au VPA peut modifier le métabolisme du zinc, entraînant une carence transitoire en zinc. Par conséquent, nous avons choisi le zinc comme traitement prénatal pour prévenir les déficiences induites par le VPA dans un modèle d'autisme chez le rat. Les rats femelles Wistar ont reçu une solution saline ou du VPA (400 mg / kg, i.p) le jour de la gestation (GD) 12,5. Pour tester l'effet de supplémentation en zinc, après 1 heure de traitement avec une solution saline ou du VPA, une dose de zinc (2 mg / kg, s.c.) a été injectée. La progéniture a été testée pour des comportements de communication anormaux avec une tâche de vocalisation échographique au jour postnatal (PND) 11, des comportements répétitifs et des capacités cognitives avec une tâche T-labyrinthe à PND 29, et une interaction sociale avec une tâche comportementale à PND 30. L'expression de la protéine Tyrosine hydroxylase  (TH) a été évaluée dans le striatum.  

Le VPA prénatal a diminué la vocalisation ultrasonique, les comportements répétitifs / restreints induits et l'inflexibilité cognitive, la socialisation avec facultés diminuées et la réduction des taux de TH striataux par rapport au groupe témoin. Le traitement au zinc a réduit les comportements de type autistique induits par le VPA.  

Cependant, l'équipe n'a trouvé aucune preuve d'un effet du zinc sur la réduction de l'expression de TH induite par le VPA. La persistance d'une faible expression de TH dans le groupe VPA-Zn suggère que l'amélioration du comportement induite par le Zn chez les rats autistes peut ne pas dépendre de l'activité TH.

Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2018 Feb 23. pii: S0278-5846(17)30859-X. doi: 10.1016/j.pnpbp.2018.02.008. ]

Zinc as a therapy in a rat model of autism prenatally induced by valproic acid

Cezar LC¹, Kirsten TB², da Fonseca CCN³, de Lima APN⁴, Bernardi MM², Felicio LF⁴.

Author information

1

University of São Paulo, School of Veterinary Medicine, Department of Pathology, Sao Paulo, Brazil. Electronic address: cezarlc@usp.br.

2

Paulista University, Environmental and Experimental Pathology, Sao Paulo, Brazil.

3

Federal University of Sao Paulo, Department of Morphology and Genetics, Sao Paulo, Brazil.

4

University of São Paulo, School of Veterinary Medicine, Department of Pathology, Sao Paulo, Brazil.

Abstract

Autism is characterized by numerous behavioral impairments, such as in communication, socialization and cognition. Recent studies have suggested that valproic acid (VPA), an anti-epileptic drug with teratogenic activity, is related to autism. In rodents, VPA exposure during pregnancy induces autistic-like effects. Exposure to VPA may alter zinc metabolism resulting in a transient deficiency of zinc. Therefore, we selected zinc as a prenatal treatment to prevent VPA-induced impairments in a rat model of autism. Wistar female rats received either saline solution or VPA (400 mg/kg, i.p) on gestational day (GD) 12.5. To test the zinc supplementation effect, after 1 h of treatment with saline or VPA, a dose of zinc (2 mg/kg, s.c.) was injected. The offspring were tested for abnormal communication behaviors with an ultrasound vocalization task on postnatal day (PND) 11, repetitive behaviors and cognitive ability with a T-maze task on PND 29, and social interaction with a play behavior task on PND 30. Tyrosine hydroxylase protein (TH) expression was evaluated in the striatum. Prenatal VPA decreased ultrasonic vocalization, induced repetitive/restricted behaviors and cognitive inflexibility, impaired socialization, and reduced striatal TH levels compared with control group. Zinc treatment reduced VPA-induced autistic-like behaviors. However, we found no evidence of an effect of zinc on the VPA-induced reduction in TH expression. The persistence of low TH expression in the VPA-Zn group suggests that Zn-induced behavioral improvement in autistic rats

PMID:29481896

DOI:10.1016/j.pnpbp.2018.02.008

Statut des oligo-éléments dans le "trouble du spectre de l'autisme": revue systématique et méta-analyse

Traduction: G.M.

Rev Neurosci. 2017 Jun 29. pii: /j/revneuro.ahead-of-print/revneuro-2017-0015/revneuro-2017-0015.xml. doi: 10.1515/revneuro-2017-0015.

Status of essential elements in autism spectrum disorder: systematic review and meta-analysis

Saghazadeh A¹, Ahangari N¹, Hendi K¹, Saleh F¹, Rezaei N¹.

Author information

Abstract

Le " trouble du spectre de l'autisme" (TSA) est un trouble du développement neurologique qui influe lourdement sur les gouvernements et les familles des enfants touchés. Il est considéré comme une condition multifactorielle, où les oligo-éléments sont parmi les facteurs environnementaux qui peuvent contribuer au TSA. Dans le même temps, la divergence entre études est élevée.
L'examen systématique actuel a été conçu pour étudier la différence dans les mesures des oligo-éléments entre des patients avec un diagnostic de TSA et des sujets témoins.  
Les méta-analyses ont montré que les concentrations capillaires de chrome (p = 0,024), de cobalt (p = 0,012), d'iode (p = 0,000), de fer (p = 0,017) et de magnésium (p = 0,007) chez les patients avec un diagnostic de TSA étaient significativement plus faibles que ceux des sujets de contrôle, alors qu'il y avait des niveaux plus élevés de magnésium chez les patients avec un diagnostic de TSA par rapport à ceux des témoins (p = 0,010). Les patients avec un diagnostic de TSA avaient des niveaux sanguins élevés de cuivre (p = 0,000) et des niveaux inférieurs de zinc par rapport aux témoins (p = 0,021). D'autres niveaux d'iode urinaire chez les patients avec un diagnostic de TSA ont diminué par rapport aux témoins (p = 0,026). Les analyses de sensibilité ont montré que les "patients TSA" dans des pays non-asiatiques mais pas dans les pays asiatiques avaient des concentrations plus élevées de chrome par rapport aux témoins. En outre, de telles analyses ont indiqué que les patients avec un diagnostic de TSA dans les pays asiatiques avaient des concentrations inférieures de zinc capillaire, tandis que les "patients TSA" dans les pays non asiatiques avaient des concentrations élevées de zinc capillaire par rapport aux sujets témoins.  
Cette étude a révélé des différences significatives dans le contenu des oligo-éléments entre les patients avec un diagnostic de TSA par rapport aux témoins. Les résultats permettent de souligner le rôle des oligo-éléments comme facteurs environnementaux dans l'étiologie des TSA.
Autism spectrum disorder (ASD) is a lifelong neurodevelopmental disorder that imposes heavy financial burden on governments and families of affected children. It is considered a multifactorial condition, where trace elements are among environmental factors that may contribute to ASD. Meanwhile, the between-study variance is high. The present systematic review was designed to investigate the difference in trace element measures between patients with ASD and control subjects. Meta-analyses showed that the hair concentrations of chromium (p=0.024), cobalt (p=0.012), iodine (p=0.000), iron (p=0.017), and magnesium (p=0.007) in ASD patients were significantly lower than those of control subjects, while there were higher magnesium levels in the hair of ASD patients compared to that of controls (p=0.010). Patients with ASD had higher blood levels of copper (p=0.000) and lower levels of zinc compared to controls (p=0.021). Further urinary iodine levels in patients with ASD were decreased in comparison with controls (p=0.026). Sensitivity analyses showed that ASD patients in non-Asian but not in Asian countries had lower hair concentrations of chromium compared to controls. Also, such analyses indicated that ASD patients in Asian countries had lower hair zinc concentrations, whereas ASD patients in non-Asian countries had higher hair zinc concentrations in comparison with control subjects. This study found significant differences in the content of trace elements between patients with ASD compared to controls. The findings help highlighting the role of trace elements as environmental factors in the etiology of ASD.

PMID:28665792

DOI:10.1515/revneuro-2017-0015

La dérégulation foetal et postnatale des métaux dans l'autisme

Aperçu: G.M.

Des facteurs génétiques et environnementaux contribuent aux étiologies du "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) mais les preuves d'expositions environnementales spécifiques et de fenêtres de sensibilité sont limitées. Ici, l'équipe étudie des jumeaux monozygotes et dizygotiques discordants pour le TSA afin de vérifier si la dysrégulation des métaux du foetus et postnatale augmente le risque de TSA. 

Des divergences significatives sont apparentes dans l'absorption de métal entre les cas de TSA et leurs frères et sœurs témoins, mais seulement pendant des périodes de développement isolées.

Les cas ont réduit l'absorption d'éléments essentiels de manganèse et de zinc et ont augmenté l'absorption de neurotoxine. Le manganèse et le plomb sont également corrélés avec la sévérité du TSA et des traits autistiques. Cette étude suggère que l'absorption toxique des métaux et la carence en éléments essentiels lors de fenêtres de développement spécifiques augmentent le risque et la gravité des TSA, en soutenant l'hypothèse d'une dysrégulation élémentaire systémique dans les TSA.  

 

Nat Commun. 2017 Jun 1;8:15493. doi: 10.1038/ncomms15493.

Fetal and postnatal metal dysregulation in autism

Arora M¹, Reichenberg A^1,2, Willfors C^3,4, Austin C¹, Gennings C¹, Berggren S^3,4, Lichtenstein P⁵, Anckarsäter H⁶, Tammimies K^3,4, Bölte S^3,4.

Author information

1

Department of Environmental Medicine and Public Health, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, One Gustave L Levy Place, Box 1057, New York, New York 10029, USA.

2

Seaver Autism Center for Research and Treatment, Department of Psychiatry, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, One Gustave L Levy Place, Box 1230, New York, New York 10029, USA.

3

Department of Women's and Children's Health, Center of Neurodevelopmental Disorders (KIND), Karolinska Institutet, Floor 8, Gävlegatan 22, SE-11330 Stockholm, Sweden.

4

Center for Psychiatry Research, Stockholm County Council, Norra Stationsgatan 69, Floor 7, SE-11364 Stockholm, Sweden.

5

Department of Medical Epidemiology and Biostatistics, Karolinska Institutet, SE-171 77 Stockholm, Sweden.

6

Institute of Neuroscience and Physiology, University of Gothenburg, Box 430, SE-405 30 Göteborg, Sweden.

Abstract

Genetic and environmental factors contribute to the etiologies of autism spectrum disorder (ASD), but evidence of specific environmental exposures and susceptibility windows is limited. Here we study monozygotic and dizygotic twins discordant for ASD to test whether fetal and postnatal metal dysregulation increases ASD risk. Using validated tooth-matrix biomarkers, we estimate pre- and post-natal exposure profiles of essential and toxic elements. Significant divergences are apparent in metal uptake between ASD cases and their control siblings, but only during discrete developmental periods. Cases have reduced uptake of essential elements manganese and zinc, and higher uptake of the neurotoxin lead. Manganese and lead are also correlated with ASD severity and autistic traits. Our study suggests that metal toxicant uptake and essential element deficiency during specific developmental windows increases ASD risk and severity, supporting the hypothesis of systemic elemental dysregulation in ASD. Independent replication in population-based studies is needed to extend these findings.

PMID:28569757

DOI:10.1038/ncomms15493

Insuffisance de zinc et faible expression du transporteur de zinc enterocyte chez des patients humains avec un autisme liées à des mutations de SHANK3

Aperçu: G.M.

Le syndrome de Phelan McDermid (PMDS) est un trouble génétique caractérisé par des caractéristiques des troubles du spectre autistique. À l'instar des rapports sur la déficience en Zn chez les enfants autistes, nous avons déjà signalé une incidence élevée de déficit de Zn dans PMDS.  L'utilisation de la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif pour mesurer la concentration de Zinc (Zn) et de Cuivre (Cu) dans des échantillons de cheveux chez des personnes avec atteints de PMDS avec une deletion 22q13.3 incluant SHANK3 (SH3 et plusieurs domaines répétés Ankyrin 3), montre un taux élevé de rapports Zn/Cu anormalement bas.

Pour étudier les mécanismes sous-jacents possibles, des entérocytes (Note de trad: type de cellule prédominante de la muqueuse de l'intestin grêle, responsable de la production d'enzymes et du transport des nutriments) ont été générés à partir de cellules souches pluripotentes induites par le PMDS et utilisé des cellules Caco-2 avec knockdown de SHANK3. L'étude montre une diminution de l'expression des transporteurs d'absorption de Zn ZIP2 et ZIP4 sur l'ARNm et le niveau de protéine en corrélation avec les niveaux d'expression de SHANK3 ? Des niveaux réduits de protéines ZIP4 co-localisant avec SHANK3 à la membrane plasmique ont été trouvé.

Sci Rep. 2017 Mar 27;7:45190. doi: 10.1038/srep45190.

Zinc deficiency and low enterocyte zinc transporter expression in human patients with autism related mutations in SHANK3

Pfaender S¹, Sauer AK², Hagmeyer S², Mangus K², Linta L³, Liebau S³, Bockmann J¹, Huguet G^4,5,6, Bourgeron T^4,5,6,7, Boeckers TM¹, Grabrucker AM^1,2.

Author information

1

Institute for Anatomy and Cell Biology, Ulm University, 89081 Ulm, Germany.

2

WG Molecular Analysis of Synaptopathies, Neurology Dept., Neurocenter of Ulm University, 89081 Ulm, Germany.

3

Institute of Neuroanatomy, Eberhard Karls University Tübingen, 72074 Tübingen, Germany.

4

Institut Pasteur, Human Genetics and Cognitive Functions Unit, 75015 Paris, France.

5

CNRS UMR 3571: Genes, Synapses and Cognition, Institut Pasteur, 75015 Paris, France.

6

University Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Human Genetics and Cognitive Functions, 75013 Paris, France.

7

FondaMental Foundation, 94010 Créteil, France.

Abstract

Phelan McDermid Syndrome (PMDS) is a genetic disorder characterized by features of Autism spectrum disorders. Similar to reports of Zn deficiency in autistic children, we have previously reported high incidence of Zn deficiency in PMDS. However, the underlying mechanisms are currently not well understood. Here, using inductively coupled plasma mass-spectrometry to measure the concentration of Zinc (Zn) and Copper (Cu) in hair samples from individuals with PMDS with 22q13.3 deletion including SHANK3 (SH3 and multiple ankyrin repeat domains 3), we report a high rate of abnormally low Zn/Cu ratios. To investigate possible underlying mechanisms, we generated enterocytes from PMDS patient-derived induced pluripotent stem cells and used Caco-2 cells with knockdown of SHANK3. We detected decreased expression of Zn uptake transporters ZIP2 and ZIP4 on mRNA and protein level correlating with SHANK3 expression levels, and found reduced levels of ZIP4 protein co-localizing with SHANK3 at the plasma membrane. We demonstrated that especially ZIP4 exists in a complex with SHANK3. Furthermore, we performed immunohistochemistry on gut sections from Shank3αβ knockout mice and confirmed a link between enterocytic SHANK3, ZIP2 and ZIP4. We conclude that apart from its well-known role in the CNS, SHANK3 might play a specific role in the GI tract.

PMID: 28345660 

DOI: 10.1038/srep45190https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5366950/

Analysis of Copper and Zinc Plasma Concentration and the Efficacy of Zinc Therapy in Individuals with Asperger's Syndrome, Pervasive Developmental Disorder Not Otherwise Specified (PDD-NOS) and Autism.

Traduction: G.M

Analyse de la concentration plasmatique en cuivre et en zinc et efficacité du traitement du zinc chez les individus atteints du syndrome d'Asperger, de trouble envahissant du développement non spécifié (PDD-NOS) et d'autisme.

Russo AJ, Devito R. Source Health Research Institute, Warrenville, Illinois.

But

Evaluer la  concentration   plasmatique en cuivre et en  zinc chez les personnes avec un syndrome d'Asperger, un trouble envahissant du développement non spécifié (PDD-NOS) et un  trouble autistique, et analyser l'efficacité du traitement du zinc sur la normalisation de zinc et de cuivre et sur la sévérité des symptômes dans ces troubles. 

SUJETS ET MÉTHODES

Le plasma de 79 personnes autistes, 52 personnes atteintes de TED-NS, 21 personnes atteintes du syndrome d'Asperger (toutes les réunions du DSM-IV les critères diagnostiques), et celui d'un groupe de personnes neurotypiques de même âge et de même sexe, a été testé pour le zinc plasmatique et le cuivre en utilisant un appareil à spectrométrie de masse (Inductively coupled plasma mass spectrometry). 

RÉSULTATS

Les personnes autistes et TED-NS avaient des niveaux plasmatiques significativement élevés de cuivre. Aucun des groupes (autisme, syndrome d'Asperger ou de TED-NS) n'avaient des concentrations significativement plus faibles de zinc plasmatique.
Après une thérapie au zinc et à la vitamine B6, les personnes atteintes d'autisme et de PDD-NOS avaient des niveaux significativement plus bas de cuivre, mais les individus Asperger n'ont pas eu de niveau de cuivre plus faible.
Les personnes avec autisme, PDD-NOS et toutes les personnes Asperger avaient des niveaux significativement plus élevés du zinc. La gravité des symptômes a diminué chez les personnes avec autisme après le traitement au zinc et à la vitamine B6,  pour tout ce qui a trait à la sensibilisation, au langue réceptif, à la focalisation de l'attention, à l'hyperactivité, Conseil Varus, au contact, à la sensibilité sonore, à la sensibilité tactile et au suivi du regard.
Aucun des symptômes mesurés n'a empiré après la thérapie. Aucun des symptômes chez les patients du syndrome d'Asperger n'est amélioré après le traitement. 

DISCUSSION

Ces résultats suggèrent une association entre le cuivre et les concentrations plasmatiques de zinc et les personnes atteintes d'autisme, PDD-NOS et du syndrome d'Asperger. Les données indiquent également que les niveaux de cuivre sont à normaliser (diminution des niveaux de contrôle) chez les personnes atteintes d'autisme et PDD-NOS, mais pas chez les individus atteints d'Asperger.
Ces mêmes patients Asperger ne s'améliorent par rapport à des symptômes après un traitement, alors que de nombreux symptômes sont améliorés dans le groupe d'autisme. Cela peut indiquer une association entre les concentrations de cuivre et de la sévérité des symptômes.