במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת חומרים מזיניםחוקרים חוקרים את ההשפעה של דיאטה קטוגנית שונה (KD) על מיקרוביוטה של המעיים, סמנים דלקתיים וחומצה מיקרוריבונוקלאית (miRNA) הקשורה למוח בילדים עם הפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD) ואת המתאם שלה עם שיפורים בתסמינים התנהגותיים.
לימוד: תזונה קטוגנית שנגרמה לשינויים במיקרוביום המעי קשורים לשינויים בציטוקינים דלקתיים וב-miRNAs הקשורים למוח בילדים עם הפרעת ספקטרום אוטיזם. קרדיט תמונה: SewCreamStudio / Shutterstock.com
תסמינים מערכתיים של ASD
ASD מאופיין באתגרים חברתיים ותקשורתיים והתנהגויות חוזרות ונשנות. משפיע על יותר מאחד מכל 100 ילדים ברחבי העולם ועד לאחד מכל 36 ילדים בארצות הברית, ASD קשור גם לתפקוד לקוי של מערכת החיסון ולדלקת מוגברת, עם רמות גבוהות יותר של ציטוקינים פרו-דלקתיים המתואמים עם חומרת הסימפטומים.
ילדים עם ASD חווים לעתים קרובות הפעלה ייחודית של תאי T ובעיות נפוצות במערכת העיכול, ובכך מרמזים על מיקרוביום מעי מופרע. גישות תזונתיות כמו ה-KD, המגבירה את רמות הקטון בדם, הראו הבטחה בשיפור הסימפטומים על ידי פוטנציאל להציע יתרונות נוירו-protective דרך ציר המעי-מוח. עם זאת, האינטראקציות בין מיקרוביוטה במעיים, גופי קטון ובוטיראט דורשות מחקר נוסף כדי לפתח טיפולים יעילים.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי גייס משתתפים בבית החולים שרינר לילדים בהונולולו. דיאטנית/אחות מוסמכת התאימה אישית KD לצרכים מטבוליים של ASD על ידי שילוב שמן טריגליצרידים (MCT) בינוני ושמירה על הגבלת גלוטן.
צריכת הפחמימות היומית המקסימלית הייתה 20-25 גרם, עם חלבון מותאם לפי משקל וגיל וקלוריות נוספות שסופקו על ידי שומנים. שמן MCT היווה 20% מצרכי האנרגיה, כאשר המטפלים עוקבים אחר קטוזיס באמצעות בדיקות שתן.
דגימות דם עובדו להפרדת פלזמה ותאים, עם פלזמה מאוחסנת ב-80 מעלות צלזיוס. דגימות צואה נאספו באמצעות מערכת שנקבעה, אוחסנו בתמיסת ייצוב, ועובדו למיצוי חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) ו-RNA. הניתוח כלל הגברה של תגובת שרשרת פולימראז (PCR), ריצוף למגוון מיקרוביאלי ו-PCR כמותי (qPCR) לביטוי גנים.
ציטוקינים בפלזמה ורמות גורם נוירוטרופי שמקורו במוח (BDNF) נמדדו גם הם באמצעות בדיקת אימונו מרובה. יתרה מכך, מירנה הופקה מדגימות פלזמה באמצעות סינתזת DNA משלימה TaqMan Advanced miRNA ו-MagMAX mirVana Total RNA Isolation Kits, שעובדו לאחר מכן עם מערכת KingFisher DUO Prime.
מבחני qPCR עבור miRNAs כגון miR-125b-5p, miR-132-3p, miR-134-5p, miR-375 ו-miR-134-3p בוצעו בשלושה עותקים באמצעות מערכת StepOnePlus. תוצאות אלו נורמלו כנגד miR-361-5p ונותחו באמצעות מבחן t דו-זנבתי להערכת רמות הביטוי. ניתוחים סטטיסטיים נערכו כדי להעריך את המשמעות של שינויים לאחר דיאטה.
ממצאי המחקר
במהלך תקופת המחקר בת ארבעה חודשים, סופקו דגימות צואה ודם לניתוח לפני ואחרי הדיאטה. כדי לאשר את המצב הפיזי של קטוזיס, רמות פלזמה של גופי קטון נמדדו באמצעות בדיקת אנזימים מקושרת אימונוסורבנט (ELISA). לשם כך, נצפתה עלייה משמעותית בגופי הקטון, חומצה אצטואצטית וחומצה הידרוקסיבוטירית, ובכך מצביע על כך שה-KD משנה ביעילות את חילוף החומרים.
נתוני רצף מדגימות צואה חשפו שינויים ברמת הפילום ועלייה משמעותית במגוון המיקרוביאלי, כפי שהצביעו על מדדי שאנון וסימפסון. שינויים אלו התרחשו על פני רמות טקסונומיות שונות, עם עליות ניכרות בחיידקים מועילים כמו לקטובצילות ויורדות באחרים כגון Bacteroidaceae ו רומינוקוקוס.
באופן כללי, נצפו רמות ציטוקינים פרו-דלקתיות מופחתות אצל אנשים שצרכו KD, עם ירידה משמעותית ברמות האינטרלוקין 1β (IL-1β) ו-IL-12p70. בעוד שהציטוקין האנטי דלקתי IL-10 עלה, הוא לא היה מובהק סטטיסטית, מה שעשוי לנבוע מגודל המדגם הקטן. נצפתה גם ירידה משמעותית ברמות הפלזמה של BDNF, חלבון המעורב בדלקת עצבית ו-ASD.
נצפו ירידה משמעותית ברמות miR-134 ו-miR-132, שתיהן קשורות לפעילות BDNF במוח. בעוד שרמות ה-miR-125b נותרו ללא שינוי, רמות ה-miR-375 עלו באופן משמעותי.
מסקנות
מחקרים קודמים דיווחו על שיפור באינטראקציות החברתיות בילדים עם ASD עקב רמות מוגברות של גוף הקטון β-hydroxybutyrate לאחר בעקבות KD שונה. זה מצביע על כך שקטוזיס עשוי לשפר באופן ישיר את פעילות המוח על ידי שינוי מסלולים מטבוליים, ובכך עשוי לשפר את החברותיות בחולי ASD.
עם זאת, ממצאים אחרונים חושפים השפעות נרחבות יותר של KD, כולל שינויים משמעותיים במיקרוביום המעי, רמות דלקת ו-miRNAs במחזור הקשורים ל-BDNF. תוצאות אלו עולות בקנה אחד עם מחקרים קיימים המצביעים על כך ש-KD יכול לשפר התנהגות חברתית ב-ASD על ידי הפחתת דלקת מוחית ושיפור בריאות חילוף החומרים והמעיים.
