Brain-gut-microbiota network for ınferring the mechanisms behind autism spectrum disorder

Otizm spektrum bozukluğu (OSB), gastrointestinal sorunlar ve beyin–bağırsak ekseni bozukluklarıyla ilişkili karmaşık bir nörogelişimsel bozukluktur. OSB'ye özgü metabolik değişiklikleri incelemek ve kişiselleştirilmiş yaklaşımları değerlendirmek için, insan ve mikrobiyal metabolizmayı birleştiren sistem düzeyinde bir modelleme geliştirilmiştir. Yürütücü işlevlerden sorumlu prefrontal kortekse (PFC) özgü metabolik modeller oluşturulmuş, akı örneklemesi inflamatuar ve oksidatif yolların artışı ve enerji metabolizmasında bozulmaları göstermiştir. Sfingolipid metabolizmasındaki değişiklikler araştırılmaya değerdir. Nöroaktif ve mikrobiyal metabolitlerin işlenmesini incelemek için kolon modelleri kurulmuştur. Mikrobiyota düzeyinde, OSB, nörotipik ve mikrobiyota transfer tedavisi uygulanmış çocukların tür düzeyindeki metagenomik profilleri ve çıkarımsal diyetler ile kişiselleştirilmiş bağırsak mikrobiyal modelleri kurulmuştur. OSB modelleri, redoks dengesizliği, nörotransmitter üretiminde bozulma ve kısa zincirli yağ asidi salgısında azalma göstermiştir. Kişiselleştirilmiş tam-vücut modelleri, yaşa özgü fizyoloji, bireysel mikrobiyota ve diyet dikkate alınarak bebek ve yetişkin modelleri ile oluşturulmuştur. Modellerin PFC ve mikrobiyal modellerle birleşimi, PFC'ye özgü ve mikrobiyotanın etkilediği metabolik profillerin modellemesini sağlamıştır. Yaklaşımlar arasında, bitkisel ve lifli diyetler nörotipik PFC akı profillerinden sapmaları en tutarlı biçimde azaltmış, koenzim Q10, demir ve kalsiyum gibi takviyeler bireysel iyileşmeler sağlamıştır. Bu sistem düzeyindeki yaklaşım, OSB'ye özgü metabolik bozulmaları ortaya koymakta ve kişiselleştirilmiş beslenme ile mikrobiyota temelli stratejilerin incelenmesi için bir çerçeve sunmaktadır. Bireyler arası değişkenlik, özgün metabolik profilleri temsil eden modellerin gerekliliğini gösterir, bu da daha hassas ve etkili çözümler sunar.