Aluminij v možganskem tkivu avtističnih oseb

JTEMB Adjuvans aluminij Februar 04 2017

Časopis o sledeh v medicini in biologiji
Avtorji: Matthew Mold, Dorcas Umar, Andrew King, Christopher Exley
26 november 2017

Minimalizem

Motnja avtističnega spektra je motnja nevrološkega razvoja neznane etiologije (vzrok). Predpostavlja se, da vzrok vključuje gensko občutljivost in okoljske dejavnike, ki na koncu vključujejo tudi strupe iz okolja. Navedeni so poskusi povezati izpostavljenost človeka iz toksina iz aluminija z motnjo avtističnega spektra. Tu smo uporabili tehniko prečno segreta atomska absorpcijska spektrometrija z grafitno pečjo (atomska absorpcijska spektrometrija iz prečno segrete grafitne peči) za merjenje vsebnosti aluminija v možganskem tkivu darovalcev z diagnozo avtizma. Uporabili smo tudi selektivni fluor za aluminij za identifikacijo aluminija v možganskem tkivu s fluorescentno mikroskopijo. Vsebnost aluminija v možganskem tkivu pri avtizmu je bila izrazito visoka. Povprečna vrednost (v oklepajih standardni odklon) vsebnosti aluminija v 5 posameznikih za vsak ud je bila 3,82 (5,42), 2,30 (2,00), 2,79 (4,05) in 3,82, 5,17 (15) μg / g teže suhe snovi za okcipitalni, čelni, temporalni in parietalni reženj. Te so med najvišjimi vrednostmi aluminija v človeških možganskih tkivih, izmerjene doslej, in vprašati se je treba, zakaj bi morala biti na primer vsebnost aluminija v okcipitalnem režnja 8,74-letnega dečka 11,59 (10) μg / g teža suhe snovi? Za prepoznavanje aluminija v možganskem tkivu XNUMX darovalcev smo uporabili aluminijasto selektivno fluorescentno mikroskopijo. Medtem ko so si predstavljali, da je aluminij povezan z nevroni, je bilo vidno, da je v medceličnem območju prisoten v celicah, podobnih mikrogliji, in v drugih nevronskih vnetnih celicah meningov, vaskularizaciji, sivi snovi in beli snovi. Izrazitost znotrajceličnega aluminija, povezanega z nevronskimi celicami, je bila izjemna opazitev v možganskem tkivu avtističnih oseb in lahko ponuja namige tako o izvoru aluminija, ki je prisoten v možganih, kot o možni vlogi te snovi pri povzročanju motnje avtistični spekter.

Predstavitev

Motnja avtističnega spektra (ASD) je skupina patoloških stanj nevrološkega razvoja neznanega vzroka. Tako genetski [1] kot okoljski [2] dejavniki so verjetno povezani z nastankom in napredkom ASD, medtem ko naj bi bili mehanizmi, na katerih temelji ASI, večfaktorski [3-6]. Domneva se, da je človekova izpostavljenost aluminiju vzrok ASD, vendar so bili sklepi vprašljivi [7-10]. Doslej je večina raziskav uporabljala lase kot indikator izpostavljenosti aluminija za ljudi, medtem ko je bila vsebnost aluminija v krvi in urinu uporabljena v precej bolj omejenem obsegu. Pediatrična cepiva, ki vključujejo adjuvans na osnovi aluminija, so posredno merilo izpostavljenosti dojenčkov aluminiju, njihova vedno večja uporaba pa je neposredno povezana s povečano razširjenostjo ASD [11]. Živalski modeli ASD še naprej podpirajo povezavo z dodatki na osnovi aluminija in aluminija, ki se uporabljajo zlasti za cepljenje ljudi [12]. Do danes še ni študij o prisotnosti aluminija v možganskem tkivu darovalcev, ki so umrli z diagnozo ASD. Izmerili smo količino aluminija, ki je prisoten v možganskem tkivu avtističnih oseb, in prepoznali lokacijo aluminija v teh tkivih.

Materiali in metode
2.1. Merjenje količine aluminija v možganskih tkivih
Etično odobritev smo dobili skupaj s tkivi pri "Oxford Brain Bank" (Oxford Brain Bank - 15 / SC / 0639). Vzorci lubja, ki ustrezajo enem gramu zamrznjene snovi časovnega, čelnega, parietalnega in okcipitalnega režnja ter hipokampusa (le 0,3 g), so bili odvzeti pri 5 osebah z diagnozo ASD, ki jo je potrdil ADI-Rconfirmed (Avtizem Diagnostic Interview -Revidirano), 4 samci in 1 samica, stara od 15 do 50 let (tabela 1). Vsebnost aluminija v teh tkaninah je bila izmerjena s prečiščeno in v celoti potrjeno metodo [13], ki je tukaj le na kratko opisana.

Rezultati
3.1 Vsebnost aluminija v možganskih tkivih
Vsebnost aluminija v vseh tkivih je znašala od 0,01 (meja za določanje) do 22,11 mg / g teže suhe snovi. (Tabela 1). Vsebnost aluminija v možganih kot celoti (n = 4 ali 5, odvisno od razpoložljivosti tkiva hipokampusa) je za 1,20-letnico znašala 1,06 (44) mg / g suhe snovi (A1 ) na 4,77 (4,79) mg / g 33-letnega moškega (A5). Prejšnje meritve aluminija v možganih, vključno z našo študijo 60 možganov [15], so nam omogočile, da razrede vsebnosti aluminija, ki se začnejo z vrednostmi, manjšimi ali enakimi 1,00 mg / g, približno določimo kot patološko benigne (nasprotno pojma "normalno"). Približno 40% tkiv (24/59) je imelo vsebnost aluminija, ki je bila patološko zaskrbljujoča (³2,00 mg /), medtem ko je približno 67% teh tkiv vsebnost aluminija štela za patološko pomembno (³3,00 mg / g ). Možgani vseh 5 posameznikov imajo vsaj eno tkivo s patološko pomembno vsebnostjo aluminija. Možgani 4 posameznikov so imeli vsaj eno tkivo z vsebnostjo aluminija večjo ali enako 5,00 mg / g, medtem ko so imeli trije vsaj eno tkivo z vsebnostjo aluminija večjo ali enako 3 mg / g (tabela 10,00). Povprečna vsebnost aluminija (standardni odklon v oklepajih) 1 posameznikov za vsak reženj je bila 5 (3,82), 5,42 (2,30), 2,00 (2,79) in 4,05 ( 3,82) za čelni, zatilni, čelni, časovni in parietalni reženj. Med vsebnostjo aluminija med štirimi režnji ni bilo statistično pomembnih razlik.

3.2. Fluorescenca zaradi aluminija v možganskih tkivih
Pregledali smo serijske odseke možganov 10 posameznikov (3 ženske in 7 moških), ki so umrli z diagnozo ASD, in zabeležili prisotnost aluminija v teh tkivih (tabela S1). Navdušenje aluminija in lumogallionskega kompleksa oddaja značilno oranžno fluorescenco, ki se pojavlja vse bolj svetlo rumeno, ko se intenzivnost fluorescence poveča. Aluminij, identificiran kot lumogallionski reaktivni nanosi, je bil zabeležen v vsaj enem tkivu pri vseh 10 osebah. Avtoluorescenca takoj sosednjih serijskih odsekov je potrdila, da lumogallionska fluorescenca kaže na prisotnost aluminija. Depoziti aluminija so bili bistveno pogostejši pri moških (129 od 7 posameznikov) kot pri ženskah (21 od 3 oseb). Aluminij je bil najden v beli snovi (62 nahajališč) in sivi snovi (88 nahajališč). Pri ženskah so bile večine depozitov aluminija opredeljene kot zunajcelične (15 od 21), pri moških pa je bilo nasprotno stanje pri 80 od 129 odlog v medceličnem območju. Poskrbeli so nam le za 3 zaporedne odseke vsakega tkiva, zato nismo mogli opraviti nobenega obarvanja, katerega cilj je bil ugotoviti splošno morfologijo, kar pomeni, da ni bilo vedno mogoče določiti, kateri podtip celice kaže fluorescenco zaradi aluminija . Bele mononuklearne krvne celice, napolnjene z aluminijem, verjetno limfociti, so bile identificirane v meningih in so verjetno vstopale v možgansko tkivo iz limfnega sistema (sl. 10). Aluminij je mogoče jasno videti znotraj celic ali v obliki diskretnih točkovnih nanosov ali kot intenzivne rumene fluorescencije (sl. 1). Aluminij je bil lokaliziran v vnetnih celicah, povezanih z vaskularizacijo (sl. 2). V enem primeru je bilo opaziti, da je limfocit ali monocit obremenjen z aluminijem v krvni žili, obdani z rdečimi krvnimi celicami, drugi verjetni limfocit, ki kaže intenzivno rumeno fluorescenco, pa je bil opazen v navidezni membrani (sl. 2b). Glialne celice, vključno z nekaterimi, podobnimi tistim iz mikroglije, ki so pokazale fluorescenco zaradi prisotnosti aluminija, so pogosto opazili v možganskih tkivih v bližini zunajceličnih usedlin, obarvanih z aluminijem (sliki 3 in 4). Depoziti aluminija s premerom približno 1 mm so bili jasno vidni tako v okroglih kot v ameboidnih telesih glialnih celic (npr. Sl. 3b). Ugotovljen je znotrajcelični aluminij v verjetnih nevronih in celicah, podobnih glijem, pogosto v bližini ali na istem mestu kot lipofuscin (sl. 5). Selektivna fluorescenca za aluminij je vplivala na prepoznavanje aluminija na zunajceličnih in medceličnih mestih v nevronskih in nevronskih celicah ter v vseh preučenih možganskih tkivih (slike 1-5). Metoda identificira aluminij le, kar dokazujejo velike površine možganskega tkiva brez značilne fluorescencije, ki kaže na občutljivost na aluminij (sl.

Tema

Vsebnost aluminija v možganskem tkivu darovalcev z diagnozo ASD je bila izredno visoka (tabela 1). Medtem ko je bila med različnimi tkivi, različnimi režnji in različnimi osebami ugotovljena pomembna variabilnost, je bila povprečna vsebnost aluminija za vsak reženj (med 5 posamezniki) na najvišjih ravneh vseh prejšnjih meritev vsebnosti aluminija v možgane, vključno s primeri jatrogenih motenj, kot je dializna encefalopatija [13,15, 16-19]. Vsi 4 moški darovalci so imeli višje koncentracije aluminija v možganih kot edina ženska darovalka. Pri teh avtističnih moških smo zabeležili nekatere najvišje vrednosti vsebnosti aluminija v možganih, ki so jih kdaj izmerili v zdravih ali obolelih tkivih, vključno z vrednostmi 17,10 18,57 in 22,11 mg / g suhe snovi. (Tabela 1). Kar ločuje te podatke od drugih analiz aluminija v možganih pri drugih boleznih, je starost avtističnih oseb. Zakaj bi imel na primer petnajstletni deček tako visoko vsebnost aluminija v možganskem tkivu? V znanstveni literaturi ni primerljivih podatkov, najbližji podobno visoki so podatki o 15-letnem moškem z "družinsko obliko" Alzheimerjeve bolezni (fAD) [42]. Selektivna fluorescenčna mikroskopija aluminija je pokazala znake mest odlaganja aluminija v teh možganskih tkivih avtističnih oseb (slike 19-1).

Aluminij je bil najden tako v beli kot sivi snovi kot v zunajceličnem in celičnem mestu. Slednje so bile še posebej razširjene v teh tkivih avtističnih oseb. Celice, ki so bile morfološko videti nevronske in močno obremenjene z aluminijem, so bile identificirane kot celice, povezane z meningi (slika 1), vaskularizacijo (slika 2) in kot celice sive snovi in bele snovi (slike 3-5). Nekatere od teh celic so bile videti glialne (verjetno astrociti), druge pa so imele podolgovata jedra, ki so jim dala videz celic mikroglije [5]. Slednje so včasih opazili v bližini zunajceličnih nahajališč aluminija. To pomeni, da je aluminij nekako prestopil krvno-možgansko pregrado in bil vzet iz matične celice, celice mikroglije. Zanimivo je, da občasna prisotnost vnetnih celic, obremenjenih z aluminijem v vaskularizaciji in leptomeningih, odpira možnost drugačnega načina vnosa aluminija v možgane ali znotrajcelice. Vendar pa bi za veljavnost tega drugega scenarija pričakovali, da bi prišlo do neke vrste intracerebralne poškodbe, ki bi omogočila pobeg limfocitov in monocitov iz vaskularizacije. Identifikacija tu nevronskih celic, vključno z vnetnimi celicami, glialnimi celicami in mikroglijami, vse naložene z aluminijem, je za ASD izjemno opazovanje. Na primer, večina depozitov aluminija, ki jih v možganskih tkivih prepoznamo v "znanih oblikah" Alzheimerjeve bolezni, je bilo zunajceličnih in skoraj vedno povezanih s sivo snovjo [19].

Aluminij je citotoksičen [21] in njegova povezava (prikazana tukaj) z vnetnimi celicami vaskularizacije, meningov in centralnega živčnega sistema skoraj ne more biti benigna. Močno obremenjena aluminijasta mikroglija, čeprav lahko ostane sposobna preživeti vsaj nekaj časa, bo neizogibno ogrožena, disfunkcija mikroglije pa naj bi bila vključena v etiologijo ASD [22], na primer pri škodi sinaptični brezpotnosti [23]. . Poleg tega bi lahko dejstvo, da ti podatki kažejo, da se vnos aluminija v možgane celic imunskega sistema, ki krožijo v krvi in limfi, pri avtističnih osebah pospešil, lahko začelo razlagati najprej zastavljeno vprašanje, zakaj obstaja v možganih 15-letnega avtističnega fanta je toliko aluminija. Omejitev naše študije je majhno število primerov, ki so na voljo za analizo, in omejena razpoložljivost tkiva. Kar zadeva slednji dejavnik, je dostop do le 1 g zamrznjenega tkiva in samo do 3 zaporednih odsekov tkiva, pritrjenih na reženj, običajno mogoče šteti za pomembno omejitev. Zagotovo če v tako majhnem vzorcu tkiva (povprečna masa možganov niha med 1.500 in 2.000 g) ne bi ugotovili nobenega pomembnega nahajališča aluminija, bi bil takšen rezultat nedvomen. Vendar dejstvo, da smo v vsakem vzorcu tkiva našli zamrznjen ali zamrznjen, močno nakazuje, da imajo posamezniki z diagnozo ASD izjemno veliko aluminija v možganskem tkivu in da je ta aluminij v prvi vrsti povezan z nevronskimi celicami tiste iz mikroglije in drugih vnetnih monocitov.

sklepi
Prve meritve vsebnosti aluminija v možganskem tkivu smo opravili pri avtističnih osebah in pokazali smo, da je vsebnost aluminija v možganih izredno visoka. Identificirali smo aluminij v možganskem tkivu tako v zunajceličnem kot znotrajceličnem (tako v nevronskih kot tudi nevronskih celicah). Prisotnost aluminija v vnetnih celicah v meningu, pri vaskularizaciji, v sivi in beli snovi je izjemno opazovanje in lahko kaže vzročno vlogo aluminija v etiologiji ASD.

PSUR 16: podvojitev pričakovanih smrti
Če vsi otroci, ki so prejeli prvi odmerek cepiva, prejmejo skupaj štiri odmerke in zadnji odmerek dodelijo v drugem letu življenja, potem je mogoče oceniti, da se četrtina (25%) odmerkov daje starejšim otrokom do enega leta. To je priporočeni načrt cepljenja v Nemčiji. Vendar nekatere države, kot je Italija, priporočajo le tri odmerke, vse v prvem letu in nobenem v drugem. Poleg tega vsi otroci ne dobijo vseh priporočenih odmerkov. Torej 20–25% odmerkov verjetno ne bomo uporabili v drugem letu. V PSUR 15 so ocenili, da je bilo 90,6% prodanih odmerkov uporabljenih pri dojenčkih, mlajših od enega leta, in 9,4% pri otrocih, starejših od enega leta. V PSUR 16 se je ocena odmerkov, prejetih v drugem letu, več kot podvojila (z 9,4% na 20%), zato se je ocena pričakovanih smrti podvojila. Kljub podvojitvi pričakovanih smrti je bilo število smrtnih primerov, opaženih v drugem letu, večje od pričakovanih v prvih 3 dneh po cepljenju (Tabela 36, str. 249). Če je ocena v PSUR 15, da se v drugem letu uporabi 9,4% odmerkov, pravilna, to velja tudi za PSUR 16 in je zato opažena smrt večja od pričakovane smrti v prvih 7 dneh.

Spopadi interesov
Avtorji izjavljajo, da nimajo navzkrižja interesov

Zahvala

Raziskava je podprta s sredstvi Evropske unije Inštitut za otroško medicinsko varnost (CMSRI), neprofitna fundacija v Washingtonu, ZDA, ki se ukvarja z raziskavami

Reference

A. Krishnan, R.Zhang, V. Yao, CLTheesfeld, AK Wong et al., Napovedovanje genomov in funkcionalna karakterizacija genetske osnove motnje avtističnega spektra, Nature Neuroscience 19 (2016) 1454-1462.
LA Sealey, BW Hughes, AN Sriskanda, JR Guest, AD Gibson et al., Okoljski dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra, Okolje. Int. 88 (2016) 288–298.
R. Koyama, Y. Ikegaya, Microglia v patogenezi motenj avtističnega spektra, Neurosci. Res. 100 (2015) 1–5.
Q. Li, JM. Zhou, Os in možganska mikrobiota-črevesje in njegova potencialna terapevtska vloga pri motnji spektra avtizma, Neuroscience 324 (2016) 131-139.
C. Kaur, G. Rathnasamy, EA. Ling, Biologija mikroglije v možganih v razvoju, J. Neuropathol Exp. Neurol. 76 (2017) 736–753.
M. Varghese, N. Keshav, S. Jacot-Descombes, T. Warda, B. Wicinski et al., Motnja avtističnega spektra: nevropatologija in modeli živali, Acta Neuropathol. 134 (2017) 537– 566.
H. Yasuda, Y. Yasuda, T. Tsutsui, Ocena avtističnih otrok s pomočjo metalomične analize, Sci. Rep. 3 (2013) 1199.
FEB Mohamed, EA Zaky, AB El-Sayed, RM Elhossieny, SS Zahra et al., Ocenjevanje aluminija, svinca in živega srebra v vzorcu avtističnih egiptovskih otrok: dejavniki tveganja za težke kovine pri avtizmu, vedenjski nevrol. (2015) Člen 545674.
MH Rahbar, M. Samms-Vaughn, MR Pitcher, J. Bressler, M. Hessabi et al., Vloga metaboličnih genov v koncentraciji aluminija v Jamajki s krvjo in brez motnje avtizma v spektru v Jamajki, Int. J. Environment. Res. Javno zdravje 13 (2016) 1095.
AV Skalny, NV Simashkova, TP Klyushnik, AR Grabeklis, IV Radysh et al., Analiza elementov v sledovih las pri otrocih z motnjami avtističnega spektra in motnjami komunikacije, Trace Elem., Med. Biol. 177 (2017) 215–223.
L. Tomljenović, CA Shaw, Ali dodatki aluminijastih cepiv prispevajo k naraščajoči razširjenosti avtizma ?, J. Inorg. Biochem. 105 (2011) 1489–1499.
CA Shaw, Y. Li, L. Tomljenovic, Uporaba aluminija neonatalnim mišem v količinah, povezanih s cepivom, je povezana z dolgoročnimi škodljivimi nevrološkimi izidi, J. Inorg. Biochem. 128 (2013) 237–244
E. House, M. Esiri, G. Forster, P. Ince, C. Exley, aluminij, železo in baker v človeških možganskih tkivih podarili študiji kognitivne funkcije in staranja medicinskega raziskovalnega sveta, Metallomics 4 (2012) 56-65.
M. Mold, H. Eriksson, P. Siesjö, A. Darabi, E. Shardlow, C. Exley, Nedvoumna identifikacija znotrajceličnega dodatka aluminija v monocitni celični liniji THP-1, Sci. Rep. 4 (2014) 6287.
A. Mirza, A. King, C. Troakes, C. Exley, Identifikacija aluminija v možganskih tkivih človeka z uporabo lumogallion in fluorescentno mikroskopijo, J. Alzh. Dis. 54 (2016) 1333-1338.
C. Exley, M. Esiri, Huda cerebralna kongofilna angiopatija sovpada s povišanim možganskim aluminijem v prebivalcu mesta Camelford v Cornwallu v Veliki Britaniji J. Neurol. Neurosurg. Psihiatrija 77 (2006) 877–879.
C. Exley, ER House, Aluminij v človeških možganih, Monatsh. Chem. 142 (2011) 357–363.
C. Exley, T. Vickers, Povišan možganski aluminij in zgodnja bolezen Alzheimerjeve bolezni pri posamezniku, ki je bil poklicno izpostavljen aluminiju: poročilo primera, J. Med. Case Rep. 8 (2014) 41.
A. Mirza, A. King, C. Troakes, C. Exley, Aluminij v možganskem tkivu pri družinski Alzheimerjevi bolezni, J. Trace Elem., Med. 40 (2017) 30–36.
R. Shechter, O. Miller, G. Yovel, N. Rosenzweig, A. London et al., Nabor koristnih makrofagov M2 v poškodovano hrbtenjačo je orkestriran z oddaljenim možganskim pleksusom možganov, Immunity 38 (2013) 555-569.
C. Exley, Toksičnost aluminija pri ljudeh, Morphologie 100 (2016) 51-55.
MW Salter, B. Stevens, Microglia so osrednji akterji pri možganskih boleznih, Nat. Med. 23 (2017) 1018-1027.
U. Neniskyte, CT Gross, Errant vrtnarji: sinaptično obrezovanje glialnih celic in nevrorazvojne motnje, Nat. Rev. Neurosci. 18 (2017) 658–670.
Alternativni pristop kombiniranim cepivom: intradermalna uporaba izoliranih komponent za zatiranje antraksa, botulizma, kuge in stafilokoknega toksičnega šoka (objavljeno dne Časopis za imunske terapije in cepiva. 2008. september 3; 6: 5; avtorji Morefield GL, Tammariello RF et al; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18768085/)