Il disturbo dello spettro autistico (ASD) è un gruppo di disturbi dello sviluppo neurologico ad esordio precoce caratterizzati da eterogeneità nell'eziologia e nella presentazione clinica. Le caratteristiche principali includono deficit persistenti nella comunicazione e nell'interazione sociale, nonché comportamenti, interessi o attività limitati e ripetitivi. Negli Stati Uniti, la prevalenza è di circa il 2,3% tra i bambini di 8 anni e di circa il 2,2% tra gli adulti, sottolineando il suo impatto sulla salute pubblica 1,2,3,4. I fattori di rischio sono diversi, tra cui le predisposizioni genetiche, la disregolazione immunitaria e le esposizioni ambientali prenatali 5,6,7. La diagnosi e l'intervento precoci possono migliorare significativamente i risultati dello sviluppo, rendendo l'identificazione di biomarcatori oggettivi e affidabili uno dei principali obiettivi della ricerca sull'ASD 8,9,10. Questo protocollo si basa sul nostro lavoro pubblicato in precedenza che applica la proteomica dell'acquisizione indipendente dai dati (DIA) e l'apprendimento automatico per identificare le proteine immuno-correlate come potenziali biomarcatori per la diagnosi precoce dell'ASD11.
Nonostante gli sforzi estesi, attualmente non esistono biomarcatori specifici e universalmente validati per la diagnosi clinica di ASD12. I candidati proposti – come le alterazioni del microbioma intestinale13, l'aumento dell'interleuchina-6 (IL-6)14, i cambiamenti nel fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF)15 e i marcatori di stress ossidativo come il glutatione16 – rimangono preliminari e mancano di riproducibilità per l'uso clinico. La proteomica è emersa come un approccio promettente per l'identificazione di firme molecolari specifiche per la malattia e diversi studi hanno studiato diversi campioni biologici (sangue, saliva, urine, PBMC) per proteine differenzialmente espresse 8,17,18,19,20,21,22 . Ad esempio, Bao et al. hanno dimostrato che le proteine infiammatorie identificate dalla proteomica Olink possono aiutare nella diagnosi precoce dell'ASD (17), mentre altri studi suggeriscono che le vie proteomiche e metaboliche condivise possono produrre biomarcatori robusti nonostante l'eterogeneità genetica dell'ASD23.
La spettrometria di massa DIA ha guadagnato sempre più attenzione per la sua profilazione proteica completa e riproducibile. A differenza della tradizionale acquisizione dipendente dai dati (DDA), che frammenta selettivamente gli ioni più intensi, la DIA frammenta tutti gli ioni precursori attraverso finestre m/z predefinite. Ciò fornisce una copertura più profonda del proteoma e una migliore riproducibilità in grandi coorti, un vantaggio chiave per i confronti clinici14. Gli studi di benchmarking mostrano che la DIA rileva peptidi più quantificabili rispetto alla DDA, in particolare per le proteine a bassa abbondanza, con una minore variazione tra le corse14.
Sulla base di questi progressi, abbiamo applicato l'analisi proteomica basata sulla DIA a campioni di siero di 99 bambini con ASD e 70 controlli, in seguito alla deplezione di proteine ad alta abbondanza. I nostri risultati evidenziano il potenziale delle proteine immuno-correlate come marcatori molecolari per la diagnosi precoce dell'ASD e dimostrano il valore della proteomica basata sulla DIA nella scoperta di biomarcatori se combinata con una metodologia rigorosa11.