Dissertação
Avaliação de biomarcadores salivares para diagnóstico de transtorno de espectro autista por espectroscopia ATR-FTIR
Evaluation of salivary biomarkers for diagnosis of autistic spectrum disorder by ATR-FTIR spectroscopy
Registro en:
Autor
Silva, Suzana Ferreira de Paula
Institución
Resumen
Introduction: Autistic Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental syndrome
diagnosed by clinical observations and behavioral assessments. Currently, diagnostic
methods based on biomarkers are lacking, making the development of accurate and
appropriate diagnostic tools for ASD a challenge. The reduction in waiting time for the
diagnosis of ASD can anticipate the beginning of interventions, providing better results.
Therefore, the search for an economic, non-invasive, sustainable (without reagents)
and accurate diagnostic platform is relevant to the diagnosis of ASD. Objective:
Establish salivary infrared spectral signature in the TEA that allows the development
of diagnostic platforms based on Attenuated Total Reflectance–Fourier Transform
Infrared (ATR-FTIR) spectroscopy system. Material and methods: This study was
approved by the Research Ethics Committee (CEP) in human beings at the Federal
University of Uberlândia (UFU) and analyzed the salivary profile of 53 participants, 19
diagnosed with ASD and 34 neurotypical (NT), with ages between 2 and 20 years,
using ATR-FTIR spectroscopy in regions with an electromagnetic spectrum between
4000 cm-1 and 400 cm-1. The sensitivity and specificity of the vibrational modes were
evaluated using the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve. Results: Three
salivary vibrational modes in the ASD group were differentially expressed (p <0.05)
compared to NT. These vibrational modes have been pre-validated as potential
spectral diagnostic biomarkers by analyzing the ROC curve. The band area of the 2935
vibrational mode (2942 - 2895 cm-1) showed a sensitivity of 73.68% and specificity of
79.41% (p = 0.012) compared with the NT, and accuracy of 76.5%. The areas of the
band in the 1636 vibrational mode (1738 - 1581 cm-1) of the ASD group showed a
sensitivity of 68.42% and specificity of 73.53% (p = 0.0032) compared to the NT area,
and of the vibrational mode 986 ( 1005 - 959 cm-1) exhibited a sensitivity of 50% and
specificity of 73.68% (p = 0.0493). Conclusion: The salivary spectral biomarkers
discovered using univariate analysis can support a new robust alternative for the
complementary diagnosis of ASD from a sustainable technology platform, with an ultrasmall sample volume, non-invasive collection and without the use of reagents, which
contributes for making medical decisions and favors the beginning of the indicated
intervention.
Keywords: Autism spectrum disorder. Saliva. Biomarkers. Fourier transform infrared
spectroscopy. Diagnosis. Dissertação (Mestrado) Introdução: O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é uma síndrome do
neurodesenvolvimento com diagnóstico obtido por observações clínicas e avaliações
comportamentais. Atualmente, faltam métodos de diagnóstico baseados em
biomarcadores, tornando o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico precisas
e adequadas para o TEA um desafio. A redução do tempo de espera para o
diagnóstico do TEA pode antecipar o início de intervenções propiciando melhores
resultados. Portanto, a busca por uma plataforma de diagnóstico econômica, não
invasiva, sustentável (sem reagentes) e precisa é relevante para o diagnóstico do
TEA. Objetivo: Estabelecer assinatura espectral infravermelha salivar no TEA que
possibilite o desenvolvimento de plataformas de diagnóstico baseadas em sistema
Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier e Reflectância Total
Atenuada (ATR-FTIR). Material e métodos: Este estudo foi aprovado pelo Comitê de
Ética em Pesquisa (CEP) em seres humanos da Universidade Federal de Uberlândia
(UFU) e analisou o perfil salivar de 53 participantes, 19 com diagnóstico de TEA e 34
neurotípicos (NT), com idades entre 2 e 20 anos, utilizando espectroscopia ATR-FTIR
em regiões com espectro eletromagnético entre 4000 cm-1 e 400 cm-1
. A sensibilidade
e especificidade dos modos vibracionais foram avaliados pela curva Receiver
Operating Characteristic (ROC). Resultados: Três modos vibracionais salivares do
grupo TEA foram diferencialmente expressos (p<0,05) em comparação aos NT. Esses
modos vibracionais foram pré-validados como potenciais biomarcadores espectrais
de diagnóstico pela análise da curva ROC. A área da banda do modo vibracional 2935
(2942 – 2895 cm-1
) apresentou sensibilidade de 73,68% e especificidade de 79,41%
(p = 0,012) comparado com os NT, e acurácia de 76,5%. As áreas da banda do modo
vibracional 1636 (1738 – 1581 cm-1
) do grupo TEA apresentaram sensibilidade de
68,42% e especificidade de 73,53% (p = 0,0032) em comparação com a área do NT,
e do modo vibracional 986 (1005 - 959 cm-1
) exibiu sensibilidade de 50% e
especificidade de 73,68% (p = 0,0493). Conclusão: Os biomarcadores espectrais
salivares descobertos usando análise univariada podem apoiar uma nova alternativa
robusta para o diagnóstico complementar de TEA, a partir de uma plataforma de
tecnologia sustentável, com volume ultra reduzido de amostra, coleta não invasiva e
sem utilização de reagentes, o que contribui para a tomada de decisões médicas e
favorece o início da intervenção indicada.
Palavras-chave: Transtorno do espectro autista. Biomarcador. Saliva.
Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Diagnóstico 2022-04-28