Het zoeken naar de oorzaken van autisme is een moeilijke taak - en onderzoekers onderzoeken verschillende factoren die een rol zouden kunnen spelen. Verschillende studies hebben een verband gevonden tussen luchtvervuiling en de incidentie van autisme - maar anderen niet. Foto met dank aan steinphoto

Als je alleen naar de cijfers kijkt, denk je misschien dat de autisme-cijfers uit de hand lopen. De tarieven leken hoog genoeg bij 1 in 150 in 2000, toen volksgezondheidsfunctionarissen begonnen het volgen van een gestage toename van het syndroom in de Verenigde Staten. En tegen de tijd dat de schattingen uiteindelijk in 2012 vlak bij 1 in 68 gladstrijken, hadden veel ouders hun armen omhelst ongegronde theorieën vaccins de schuld geven van een "epidemie" van autisme, wat helpt bij het voeden uitbraken van mazelen en andere eens zeldzame ziekten.

Deskundigen, echter, schrijven het grootste deel van de opleving toe aan een verhoogd bewustzijn, betere toegang tot diensten en uitgebreidere criteria om het neurodevelopmenteel syndroom te diagnosticeren, dat wordt gekenmerkt door beperkte interesses of gedragingen en problemen met communicatie en sociale interacties.

Autisme is opmerkelijk divers en omvat een breed scala aan handicaps en geschenken. "Als je een kind met autisme hebt ontmoet," ouders en clinici zeggen graag ", heb je één kind met autisme ontmoet." Die heterogeniteit, die ook een reeks fysieke kwalen omvat, heeft het zoeken naar de oorzaken van autisme een plaats gegeven lastige taak.

Gegevens van de Centers for Disease Control and Prevention's monitoringnetwerk voor autisme en ontwikkelingsstoornissen. Grafiek van Sean Quinn

De meeste studies hebben zich gericht op genen en suggereren dat honderden genvarianten kunnen het risico verhogen. Zogenaamde kopie-aantalvariaties, waaronder lange stukken van gedupliceerd of verwijderd DNA die genexpressie kunnen veranderen, komen vooral vaak voor bij autisme.

Duidelijk bewijs van de genetische wortels van autisme kwam toen uit een 1977-studie bleek dat identieke tweelingen, die exact hetzelfde genoom delen, waren veel waarschijnlijker om ook een autismediagnose te delen dan twee-eiige tweelingen. We weten nu dat een jongere broer of zus van een kind met de diagnose autisme geconfronteerd wordt met a Hoger risico van het ontwikkelen van de aandoening dan andere kinderen. Maar tweelingen delen ook dezelfde omgeving, inclusief de baarmoeder. En die gedeelde omgeving, als een 2011-studie van twee paren gemeld, lijkt een grotere rol te spelen dan voorheen werd gewaardeerd.

Eén manier om omgevingsfactoren het autisme-risico te beïnvloeden, is door "epigenetische factoren" te veranderen - eiwitten en andere moleculen die van invloed zijn op de manier waarop genen tot expressie worden gebracht zonder de DNA-sequentie te veranderen. zodanig factoren, die cruciaal zijn voor de normale ontwikkeling van de hersenen, reageren op verschillende blootstellingen in de omgeving, van hormoonontregelaars tot foliumzuur in het dieet.

Wetenschappers hopen dat door genen of genetische profielen te identificeren die de gevoeligheid voor specifieke blootstelling aan het milieu verhogen, ze manieren kunnen vinden om invaliderende aspecten van autisme te verlichten. Maar de wetenschap is "eigenlijk pas net begonnen", zegt Lisa Croen, directeur van de Autisme onderzoeksprogramma bij Kaiser Permanente Division of Research. Wat de oorzaak is van autisme, en hoe omgevingsagenten interactie aangaan met genetische en epigenetische factoren om het risico te vergroten, blijft een open vraag.

Een breed net casten

Meerdere factoren werken waarschijnlijk samen om de kans te vergroten dat elk kind autisme ontwikkelt. En hoewel wetenschappers het erover eens zijn dat genetische en omgevingsfactoren beide een rol spelen, is het genetica-onderzoek het werk op het gebied van milieuverbindingen ver voorbijgestreefd.

"Tot 2007 hadden we vrijwel geen onderzoek naar wat ik beschouw als de wereld van milieugevaren en autisme," zegt Irva Hertz-Picciotto, die het MIND Institute Program in Environmental Epidemiology of Autism and Neurodevelopment leidt aan de University of California, Davis. Beginnend rond 2010, zegt ze, "was iedereen het ineens aan het bestuderen."

Voor wetenschappers omvatten milieurisico's alles buiten het genoom. Tot nu toe hebben ze een mogelijke rol onderzocht voor luchtvervuiling, pesticiden, leeftijd van de ouders, medische aandoeningen zoals infectie en diabetes, prenatale zorg, leefstijlfactoren zoals het dieet van de moeder, roken en alcoholgebruik, en tijd tussen zwangerschappen. De resultaten van veel van deze onderzoeken zijn gemengd. Zelfs wanneer een studie een verband aantreft tussen een omgevingsfactor en een verhoogd risico, impliceert dit geen oorzaak, maar suggereert deze factor macht vergroot het risico.

In een recent overzicht van epidemiologische studies van niet-genetische autismefactoren, rapporteerden onderzoekers verhoogde ouderlijke leeftijd en vroeggeboorte als gevestigde risicofactoren, en korte intervallen tussen zwangerschap en prenatale blootstelling aan luchtverontreiniging als mogelijke risicofactoren. Ze concludeerden dat een lange lijst van andere mogelijke omgevingsfactoren, waaronder endocriene verstoring, verder onderzoek rechtvaardigt.

Hormoonontregelaars zijn onder de loep genomen omdat ze kunnen interfereren met hormonale paden die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de hersenen. Maar studies van hormoonontregelende chemicaliën, waaronder vlamvertragers en perfluorverbindingen, hebben tegenstrijdige resultaten opgeleverd.

"Er is nog geen consistent bewijsmateriaal", zegt Croen.

Er zijn aanwijzingen voor een verhoogd risico sterker voor ftalaten, chemicaliën gevonden in diverse consumentenproducten, van cosmetica tot bijtringen. Maar zelfs deze resultaten variëren. "De redenen voor deze verschillende bevindingen hebben betrekking op onderzoeksontwerp, methodologie, hoe blootstellingen worden vastgesteld, de manier waarop mensen worden bestudeerd, de manier waarop gevallen worden vastgesteld," zegt Croen. "Het is een beetje rommelig."

Luchtvervuiling heeft tot nu toe de meeste aandacht gekregen, zegt Hertz-Picciotto. En hoewel luchtvervuiling er veel bevat bekende neurotoxische middelen, er is ook een beetje een straatlantaarneffect: dat is waar de gegevens zijn. Federale, staats- en lokale instanties hebben sinds de passage van de Clean Air Act toezicht gehouden op een reeks luchtverontreinigende stoffen in 1970, waardoor onderzoekers een schat aan gegevens hebben om in kaart te brengen waar zwangere vrouwen wonen en potentiële blootstellingen af ​​te leiden.

Verschillende goed ontworpen onderzoeken hebben een verband gevonden tussen luchtvervuiling en autisme, inclusief de autisme-risico's voor kinderen van genetica en het milieu, of IN REKENING BRENGEN, studie, die Hertz-Picciotto sinds 2002 heeft uitgevoerd. Maar een paar even degelijke studies hebben dat niet gedaan. "Ik denk dat de jury nog steeds niets zegt over luchtvervuiling," zegt Hertz-Picciotto.

In een CHARGE-studie naar de blootstelling van pesticiden aan organofosfaat tijdens de zwangerschap, ontdekte het team van Hertz-Picciotto dat vrouwen die tijdens hun zwangerschap binnen 1.5-kilometers (slechts minder dan een mijl) van behandelde landbouwvelden woonden had een 60 procent hoger risico van het hebben van een kind met de diagnose autisme. Het pesticide chloorpyrifos ging gepaard met verhoogd risico tijdens het tweede en derde trimester.

Recente studies in muismodellen ontwikkeld om risicofactoren voor autisme te bestuderen (bijv. hier en hier) rapporteerde dat prenatale blootstelling aan pesticiden, waaronder chloorpyrifos, het normale sociale, explorerende en vocale gedrag van de dieren kan verstoren. Extrapolatie van muizen naar mensen is notoir beladen, maar wetenschappers hopen dat de modellen ze zullen helpen screenen op blootstellingen die autisme-ontvankelijkheidsgenen verstoren en gen-omgevingsinteracties identificeren die verband houden met een verhoogd risico. Wetenschappers van het Amerikaanse Environmental Protection Agency aanbevolen beperking alle toepassingen van chloorpyrifos in 2015 op basis van bewijs dat het neurotoxische pesticide baby's en kinderen in gevaar zou kunnen brengen. EPA-beheerder Scott Pruitt vernietiging van die beslissing maart.

Omdat zwangere vrouwen die in landbouwgemeenschappen leven niet volledig blootstelling aan bestrijdingsmiddelen kunnen vermijden, hebben onderzoekers gekeken naar factoren die het risico van met pesticiden geassocieerd autisme kunnen verminderen. Het team van Hertz-Picciotto beschouwde foliumzuur als een potentiële verzachtende factor op basis van bewijs dat het de toxische effecten van milieuverontreinigende stoffen helpt bufferen. En verschillende onderzoeken hebben gemeld dat moeders die foliumzuursupplementen slikten minder snel kinderen met autisme kregen dan degenen die dat niet deden, hoewel een grote studie gevonden geen dergelijke associatie.

In een papier gepubliceerd eerder deze maand rapporteerden Hertz-Picciotto en haar collega's bewijs dat suggereert dat foliumzuursupplementen inderdaad het risico op blootstelling aan pesticiden kunnen verminderen. Voor vrouwen die vóór de conceptie of tijdens de eerste drie maanden van de zwangerschap aan pesticiden werden blootgesteld, ontdekten ze dat het nemen van foliumzuursupplementen tijdens de eerste maand van de zwangerschap de kans op een kind met de diagnose autisme leek te verminderen. Of de supplementen echt de schadelijke effecten van de pesticiden wijzigen, is nog te zien.

Het is een uitdaging gebleken om de vele manieren waarop genen en omgeving kunnen samenwerken om bij te dragen aan autisme, te ontwarren. Toch zegt Hertz-Picciotto dat vrouwen in de vruchtbare leeftijd foliumzuursupplementen moeten nemen. Solide bewijzen tonen aan dat het nemen van prenatale vitamines verrijkt met foliumzuur voor en tijdens het eerste trimester helpt beschermen tegen neurale buisdefecten, misvormingen van de hersenen en het ruggenmerg. En genetische variaties die het foliumzuurmetabolisme verstoren zijn vrij gewoon. De Amerikaans congres van verloskundigen en gynaecologen en het Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development beveel ook aan dat vrouwen vóór en tijdens de zwangerschap vitamines met foliumzuur nemen om het ontwikkelende brein en het zenuwstelsel van hun baby te helpen beschermen.

Factoren om risico's te verminderen

Het ontrafelen van de vele manieren waarop genen en omgeving kunnen samenwerken om een ​​bijdrage te leveren aan autisme is een uitdaging gebleken. Genetische of epigenetische risico's kunnen liggen bij het kind, de moeder of mogelijk de vader, die allemaal in een duizelingwekkende reeks combinaties met blootstelling aan omgevingsfactoren interacteren. En deze interacties zouden in twee richtingen kunnen gaan: de genetica zou kunnen bepalen of een blootstelling nadelige effecten veroorzaakt, of een blootstelling zou kunnen beïnvloeden hoe de genen worden uitgedrukt.

"Er zijn hier veel verschillende mechanismen aan de gang, en je hebt de juiste biologische monsters nodig om naar alle mechanismen te kijken", zegt Croen. Dat is precies wat de Early Autism Risk Longitudinal Investigation, een samenwerking tussen Kaiser Permanente en drie andere onderzoekscentra.

EARLI wil onderzoeken waarom autisme de neiging heeft om in gezinnen te voorkomen door zwangere vrouwen te bestuderen die een kind met autisme hebben en vervolgens hun pasgeboren kinderen te volgen. Dankzij de onderzoeksopzet kunnen ze mogelijke risicofactoren identificeren als de nieuwe baby ook autisme ontwikkelt. Onderzoekers verzamelden biologische specimens van de ouders, beoordeelden kinderen in de kliniek bij belangrijke ontwikkelingsvensters en bezochten huizen om stof te verzamelen voor chemische analyse. Ze voerden ook diepgaande ouderonderzoeken uit, gericht op het dieet, de routines en het gebruik van pesticiden en andere potentieel giftige producten in huis van de moeder. In een 2015-papier, het project bracht epigenetische veranderingen in het sperma van de vader in verband met het risico van autisme bij de kinderen. De auteurs ontdekten vergelijkbare veranderingen in postmortaal hersenweefsel van mensen met de diagnose autisme, waarvan ze beweren dat dergelijke epigenetische factoren mogelijk in de hersenen van het kind werkzaam zijn.

Toch blijft Hertz-Picciotto hopen dat er vooruitgang aan de horizon is. EARLI en CHARGE hebben zich aangesloten bij een initiatief van de National Institutes of Health, de Milieu-invloeden op de resultaten van de gezondheid van kinderenof ECHO. Het NIH-initiatief heeft bijna US $ 300 miljoen aan subsidies toegekend sinds 2015 een breed scala aan gezondheidsproblemen bij kinderen, waaronder autisme, heeft bestudeerd. Dit initiatief is gericht op het identificeren van omgevingsfactoren in de vroegste stadia van ontwikkeling die kunnen worden aangepast om de gezondheid van kinderen te verbeteren.

Epidemiologen hopen dat ze op een dag door een technologische doorbraak iemands hele geschiedenis van blootstelling aan het milieu uit biologische specimens zullen kunnen lezen, net zoals ze het genetisch profiel van een persoon kunnen bepalen door genoomsequencing. Tot die tijd moeten epidemiologen genoegen nemen met de rommelige instrumenten van hun vakgebied. Toch blijft Hertz-Picciotto hopen dat er vooruitgang aan de horizon is.

"Ik kijk terug op dingen die we al jaren bestuderen voor 20, 30, 40 jaar en in sommige gevallen is er niet veel meer vooruitgang geboekt dan in het verleden 10," zegt ze. Hertz-Picciotto wijst op onderzoekers van borstkanker die nu erkennen dat de veranderingen die tot kanker leiden waarschijnlijk beginnen in de kindertijd of in de puberteit. "Ze proberen dingen 30 jaren eerder te reconstrueren. We gaan nog maar een paar jaar terug. ' 

Over de auteur

Liza Gross is een onafhankelijke journalist en PLOS Biology-editor die is gespecialiseerd in milieu- en volksgezondheid, ecologie en natuurbehoud. Haar werk is verschenen in verschillende outlets, waaronder The New York Times, The Washington Post, The Nation, Discover en KQED. twitter.com/liza

Related Books:

at InnerSelf Market en Amazon