Alumínio no tecido cerebral de indivíduos autistas

Alumínio no tecido cerebral de indivíduos autistas

Journal of Trace Elements em Medicina e Biologia
Autores: Matthew Mold, Dorcas Umar, Andrew King, Christopher Exley
26 2017 novembro


Abstrato

O transtorno do espectro do autismo é um distúrbio do desenvolvimento neurológico de etiologia desconhecida (causa). Sugere-se que a causa envolva suscetibilidade genética e fatores ambientais, que também incluem toxinas ambientais no final. Tentativas foram feitas para vincular a exposição humana à toxina ambiental do alumínio ao distúrbio do espectro do autismo. Aqui nós usamos a técnica de espectrometria de absorção atômica com forno de grafite aquecido transversalmente (espectrometria de absorção atômica de um forno de grafite aquecido transversalmente) para medir, pela primeira vez, o conteúdo de alumínio do tecido cerebral de indivíduos doadores com diagnóstico de autismo. Também usamos flúor seletivo para o alumínio para identificar o alumínio no tecido cerebral usando microscopia de fluorescência. O teor de alumínio do tecido cerebral no autismo tem sido decididamente alto. A média (entre parênteses, o desvio padrão) do teor de alumínio nos 5 indivíduos para cada lobo foi de 3,82 (5,42), 2,30 (2,00), 2,79 (4,05) e 3,82, 5,17 (15) μg / g de peso da matéria seca para os lobos occipital, frontal, temporal e parietal, respectivamente. Estes estão entre os valores mais altos de alumínio no tecido cerebral humano medidos até agora e é preciso se perguntar por que, por exemplo, o conteúdo de alumínio do lobo occipital de um garoto de 8,74 anos deve ser 11,59 (10) μg / g peso de matéria seca? A microscopia de fluorescência seletiva de alumínio foi usada para identificar o alumínio no tecido cerebral de XNUMX doadores. Enquanto se imaginava que o alumínio estivesse associado aos neurônios, observou-se que estava presente na zona intracelular em células semelhantes à microglia e em outras células inflamatórias não neuronais das meninges, vascularização, substância cinzenta e substância branca. A proeminência do alumínio intracelular associado às células não neuronais tem sido uma observação excepcional no tecido cerebral de indivíduos autistas e pode oferecer pistas sobre a origem do alumínio presente no cérebro e sobre o possível papel dessa substância em causar o distúrbio do espectro autista.


Introdução

O transtorno do espectro do autismo (TEA) é um grupo de condições patológicas de desenvolvimento neurológico de causa desconhecida. Os fatores genéticos [1] e ambientais [2] têm grande probabilidade de estar associados ao início e ao progresso do TEA, enquanto se espera que os mecanismos subjacentes ao seu ASI sejam multifatoriais [3-6]. Suspeita-se que a exposição humana ao alumínio seja a causa do TEA, mas as conclusões foram questionáveis ​​[7-10]. Até agora, a maioria dos estudos usava o cabelo como um indicador da exposição humana ao alumínio, enquanto o conteúdo de alumínio no sangue e na urina era usado em uma extensão muito mais limitada. As vacinas pediátricas que incluem um adjuvante à base de alumínio são uma medida indireta da exposição dos bebês ao alumínio e seu uso crescente tem sido diretamente relacionado ao aumento da prevalência de TEA [11]. Modelos animais de ASD continuam a apoiar uma conexão com alumínio e adjuvantes à base de alumínio usados ​​particularmente para vacinas em seres humanos [12]. Até o momento, não existem estudos sobre a presença de alumínio no tecido cerebral de doadores que morreram com o diagnóstico de TEA. Medimos a quantidade de alumínio presente no tecido cerebral de indivíduos autistas e identificamos a localização do alumínio nesses tecidos.

Materiais e métodos
2.1. Medição das quantidades de alumínio nos tecidos cerebrais
A aprovação ética foi obtida juntamente com os tecidos do "Oxford Brain Bank" (Oxford Brain Bank - 15 / SC / 0639). Amostras de casca iguais a cerca de um grama de matéria congelada dos lobos temporal, frontal, parietal e occipital e do hipocampo (apenas 0,3 gr) foram obtidas de 5 indivíduos com diagnóstico de TEA confirmado pelo ADI-Rconfirmed (Autism Diagnostic Interview -Revisado), 4 homens e 1 mulher, com idades entre 15 e 50 anos (Tabela 1). O teor de alumínio desses tecidos foi medido por meio de um método consolidado e totalmente validado [13], que é apenas brevemente descrito aqui.

Resultados
3.1 Teor de alumínio nos tecidos cerebrais

O teor de alumínio em todos os tecidos variou de 0,01 (limite para quantificação) a 22,11 mg / g de massa de matéria seca. (Tabela 1). O conteúdo de alumínio para o cérebro como um todo (n = 4 ou 5 dependendo da disponibilidade de tecido hipocampal) variou de 1,20 (1,06) mg / g de matéria seca para a mulher de 44 anos (A1 ) a 4,77 (4,79) mg / g do homem de 33 anos (A5). Medições anteriores de alumínio no cérebro, incluindo nosso estudo de 60 cérebros [15], nos permitiu definir aproximadamente as classes de conteúdo de alumínio começando com valores menores ou iguais a 1,00 mg / g como patologicamente benignos (como o oposto do conceito de 'normal'). Aproximadamente 40% dos tecidos (24/59) tinham um teor de alumínio considerado patologicamente preocupante (³2,00 mg /) enquanto cerca de 67% desses tecidos tinham um teor de alumínio considerado patologicamente significativo (³3,00 mg / g ) Os cérebros de todos os 5 indivíduos têm pelo menos um tecido com um conteúdo de alumínio patologicamente significativo. Os cérebros dos 4 indivíduos tinham pelo menos um tecido com teor de alumínio maior ou igual a 5,00 mg / g, enquanto 3 destes tinham pelo menos um tecido com teor de alumínio maior ou igual a 10,00 mg / g (Tabela 1). O conteúdo médio de alumínio (desvio padrão entre parênteses) dos 5 indivíduos para cada lóbulo foi 3,82 (5,42), 2,30 (2,00), 2,79 (4,05) e 3,82 ( 5,17) para os lobos frontal, occipital, frontal, temporal e parietal. Não houve diferenças estatisticamente significativas no teor de alumínio entre os 4 lóbulos. 

3.2. Fluorescência devido ao alumínio nos tecidos cerebrais
Examinamos seções seriais do cérebro de 10 indivíduos (3 mulheres e 7 homens) que morreram com um diagnóstico de TEA e registramos a presença de alumínio nesses tecidos (Tabela S1). A excitação do complexo de alumínio e lumogálio emite uma fluorescência laranja característica que parece cada vez mais amarela à medida que a intensidade da fluorescência aumenta. O alumínio, identificado como depósitos reativos à luminosidade, foi registrado em pelo menos um tecido em todos os 10 indivíduos. A autofluorescência das seções seriais imediatamente adjacentes confirmou que a fluorescência da luminância é indicativa da presença de alumínio. Os depósitos de alumínio foram significativamente mais frequentes nos homens (129 em 7 indivíduos) do que nas mulheres (21 em 3 indivíduos). O alumínio foi encontrado tanto na substância branca (62 depósitos) quanto na substância cinzenta (88 depósitos). Nas mulheres, a maioria dos depósitos de alumínio foi identificada como extracelular (15 em 21), enquanto nos homens a situação oposta foi encontrada com 80 dos 129 depósitos na área intracelular. Foi-nos fornecido apenas três seções seriais de cada tecido e, portanto, não foi possível realizar nenhuma coloração com o objetivo de identificar a morfologia geral, o que significa que nem sempre era possível determinar qual subtipo de célula estava mostrando a fluorescência devido ao alumínio. . As células sanguíneas mononucleares brancas carregadas com alumínio, provavelmente linfócitos, foram identificadas nas meninges e provavelmente estavam entrando no tecido cerebral a partir do sistema linfático (Fig. O alumínio pode ser visto claramente dentro das células ou na forma de depósitos pontuais discretos ou como intensas fluorescências amarelas (Fig.  O alumínio foi localizado nas células inflamatórias associadas à vascularização (Fig. Em um caso, o que parece ser um linfócito ou monócito carregado com alumínio foi observado dentro de um vaso sanguíneo cercado por glóbulos vermelhos, enquanto outro provável linfócito mostrando intensa fluorescência amarela foi observado na membrana adventícia (Fig. 2b). Células gliais, incluindo algumas semelhantes às da microglia que mostraram fluorescência devido à presença de alumínio, têm sido frequentemente observadas no tecido cerebral nas proximidades de depósitos extracelulares coloridos por alumínio (Figuras 3 e 4). Depósitos de alumínio de aproximadamente 1 mm de diâmetro eram claramente visíveis nos corpos redondo e amebóide das células gliais (por exemplo, Figo 3b). O alumínio intracelular foi identificado em prováveis ​​neurônios e células semelhantes às da glia, e freqüentemente nas proximidades ou no mesmo local da lipofuscina (Fig. A fluorescência seletiva do alumínio trabalhou na identificação do alumínio em locais extracelulares e intracelulares em células neuronais e não neuronais e em todos os tecidos cerebrais estudados (Figuras 1-5). O método identifica o alumínio apenas como evidenciado por grandes áreas de tecido cerebral sem nenhuma fluorescência característica indicando a positividade para o alumínio (Fig.


Discussão

O conteúdo de alumínio do tecido cerebral de doadores com diagnóstico de TEA foi extremamente alto (Tabela 1). Enquanto uma variabilidade significativa foi encontrada entre diferentes tecidos, diferentes lóbulos e diferentes sujeitos, o conteúdo médio de alumínio para cada lóbulo (entre 5 indivíduos) estava nos níveis mais altos de todas as medições anteriores de conteúdo de alumínio no cérebro, incluindo casos de distúrbios iatrogênicos, como encefalopatia de diálise [13,15, 16-19]. Todos os 4 doadores do sexo masculino tinham concentrações de alumínio no cérebro mais altas do que o único doador do sexo feminino. Nesses homens autistas, registramos alguns dos maiores valores de conteúdo de alumínio no cérebro já medidos em tecidos saudáveis ​​ou doentes, incluindo valores de 17,10 18,57 e 22,11 mg / g de matéria seca. (Tabela 1). O que distingue esses dados de outras análises do alumínio no cérebro em outras doenças é a idade dos autistas. Por que, por exemplo, um menino de 15 anos teria um conteúdo tão alto de alumínio no tecido cerebral? Não existem dados comparáveis ​​na literatura científica, sendo os dados mais próximos igualmente elevados de um homem de 42 anos com uma "forma familiar" da doença de Alzheimer (fAD) [19]. A microscopia de fluorescência seletiva de alumínio forneceu indicações de locais de deposição de alumínio nesses tecidos cerebrais de indivíduos autistas (Figuras 1-5).

O alumínio foi encontrado na matéria branca e cinza e nos locais extracelular e celular. Estes últimos foram particularmente difundidos nesses tecidos de indivíduos autistas. Células que pareciam morfologicamente não neuronais e pesadamente carregadas com alumínio foram identificadas como células associadas às meninges (Fig. 1), vascularização (Fig. 2) e como células da substância cinzenta e substância branca (Figuras 3-5). Algumas dessas células pareciam gliais (provavelmente astrócitos), enquanto outras tinham núcleos alongados que davam a aparência de células da microglia [5]. Estes últimos foram vistos às vezes nas proximidades de depósitos extracelulares de alumínio. Isso implica que o alumínio de alguma forma atravessou a barreira hematoencefálica e foi retirado de uma célula nativa, uma célula da microglia. Curiosamente, a presença ocasional de células inflamatórias carregadas de alumínio na vascularização e leptomeninges abre a possibilidade de uma maneira diferente de entrada de alumínio no cérebro, ou intracelularmente. No entanto, para que este segundo cenário seja válido, seria de esperar que algum tipo de dano intracerebral ocorresse para permitir a fuga de linfócitos e monócitos da vascularização. A identificação aqui feita de células não neuronais, incluindo células inflamatórias, gliais e microglia, todas carregadas com alumínio, é uma observação excepcional para o TEA. Por exemplo, a maioria dos depósitos de alumínio identificados no tecido cerebral nas "formas familiares" da doença de Alzheimer eram extracelulares e quase sempre associados à substância cinzenta [19].

O alumínio é citotóxico [21] e sua associação (mostrada aqui) com as células inflamatórias da vascularização, meninges e sistema nervoso central dificilmente pode ser benigna. A micróglia de alumínio altamente carregada, embora possa permanecer viável, pelo menos por algum tempo, será inevitavelmente comprometida e acredita-se que a disfunção da micróglia esteja envolvida na etiologia da TEA [22], por exemplo, na danificação da ausência de folhas sinápticas [23] . Além disso, o fato de esses dados sugerirem que a entrada de alumínio no cérebro pelas células do sistema imunológico que circulam no sangue e na linfa é acelerada em indivíduos autistas poderia começar a explicar a questão colocada primeiro sobre por que há tanto alumínio no cérebro de um garoto autista de 15 anos. Uma limitação do nosso estudo é o pequeno número de casos disponíveis para análise e a disponibilidade limitada de tecido. Em relação ao último fator, ter acesso a apenas 1g de tecido congelado e apenas 3 seções seriais de tecido fixadas por lobo normalmente poderia ser considerada uma limitação significativa. Certamente, se não tivéssemos identificado nenhum depósito significativo de alumínio em uma amostra tão pequena de tecido (a massa média do cérebro varia entre 1.500 e 2.000 g), esse resultado seria equívoco. No entanto, o fato de termos encontrado alumínio em todas as amostras de tecidos, congelados ou congelados, sugere fortemente que os indivíduos diagnosticados com TEA apresentam níveis extraordinariamente altos de alumínio no tecido cerebral e que esse alumínio é preeminentemente associado a células não neuronais incluídas os da microglia e outros monócitos inflamatórios.

conclusões
Fizemos a primeira medição do conteúdo de alumínio no tecido cerebral em indivíduos autistas e demonstramos que o conteúdo de alumínio no cérebro é extraordinariamente alto. Identificamos alumínio no tecido cerebral nas áreas extracelular e intracelular (tanto em neurônios quanto em células não neuronais). A presença de alumínio nas células inflamatórias nas meninges, na vascularização, na substância cinzenta e branca é uma observação excepcional e pode demonstrar um papel de causa do alumínio na etiologia da TEA.

PSUR 16: duplicação das mortes esperadas
Se todas as crianças que receberam a primeira dose da vacina receberem um total de quatro doses e a última dose for administrada no segundo ano de vida, pode-se estimar que 25% das doses são administradas a crianças mais velhas a um ano. Este é o esquema de vacinação recomendado na Alemanha. No entanto, alguns países, como a Itália, recomendam apenas três doses, todas no primeiro ano e nenhuma no segundo. Além disso, nem todas as crianças recebem todas as doses recomendadas. Portanto, é improvável que 20-25% das doses sejam usadas no segundo ano. No PSUR 15, estimou-se que 90,6% das doses vendidas foram utilizadas em lactentes com menos de um ano de idade e 9,4% para aqueles com mais de um ano de idade. No PSUR 16, a estimativa das doses recebidas no segundo ano mais do que dobrou (de 9,4% para 20%) e, portanto, a estimativa das mortes esperadas dobrou. Apesar da duplicação das mortes esperadas, o número de mortes observadas no segundo ano foi superior ao esperado nos primeiros 3 dias após a vacinação (Tabela 36, ​​p249). Se a estimativa no PSUR 15 de que 9,4% das doses são usadas no segundo ano estiver correta, isso também se aplica ao PSUR 16 e, portanto, as mortes observadas são mais altas do que as esperadas nos primeiros 7 dias.

Conflitos de interesse de interesse
Os autores declaram não ter conflitos de interesse


Obrigado

A pesquisa é apoiada por financiamento do Instituto de Pesquisa de Segurança Médica Infantil (CMSRI), uma fundação sem fins lucrativos com sede em Washington DC, EUA que lida com pesquisas


Referências

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Figura 1
Alumínio no tecido cerebral no autismo 1

Figura 2
Alumínio no tecido cerebral no autismo 1

Figura 3
Alumínio no tecido cerebral no autismo 1

Figura 4
Alumínio no tecido cerebral no autismo 1

Figura 5
Alumínio no tecido cerebral no autismo 1

fonte: Alumínio no tecido cerebral no autismo
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