mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-2019-4-773-780mimmun-1883Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSСИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА КАК МАРКЕР ИММУННОЙ ДИСФУНКЦИИ ПРИ РАССТРОЙСТВАХ АУТИСТИЧЕСКОГО СПЕКТРА У ДЕТЕЙCOMPLEMENT SYSTEM AS A MARKER OF IMMUNE DYSFUNCTION IN CHILDREN AUTISM SPECTRUM DISORDERSЧеремныхЕ. Г.CheremnykhE. G.

к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории биохимии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

Тел.: 8 (985) 225-98-07

PhD (Technical Sciences), Senior Research Associate, Laboratory of Biochemistry

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

Phone: 7 (985) 225-98-07

elcher10@yandex.ruИвановП. А.IvanovP. A.

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории нейроиммунологии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Neuroimmunology

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

ФакторМ. И.FactorM. I.

к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

 

PhD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Biochemistry

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

ЧикинаЕ. Ю.ChikinaE. Yu.

лаборант-исследователь лаборатории патофизиологии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

Research Laboratory Assistant, Laboratory of Pathophysiology

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

НикитинаС. Г.NikitinaS. G.

младший научный сотрудник отделения детской психиатрии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

Junior Research Associate, Department of Pediatric Psychiatry

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

СимашковаН. В.SimashkovaN. V.

д.м.н., профессор, заведующая отделом детской психиатрии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Pediatric Psychiatry

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

БрусовО. С.BrusovO. S.

к.б.н., заведующий лабораторией биохимии

115522, Россия, Москва, Каширское ш., 34

PhD (Biology), Head, Laboratory of Biochemistry

115522, Russian Federation, Moscow, Kashirskoye highway, 34

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья» Российской академии наукРоссияMental Health Research Center, Russian Academy of SciencesRussian Federation201928102019214препринт773780Copyright © Черемных Е.Г., Иванов П.А., Фактор М.И., Чикина Е.Ю., Никитина С.Г., Симашкова Н.В., Брусов О.С., 20192019Черемных Е.Г., Иванов П.А., Фактор М.И., Чикина Е.Ю., Никитина С.Г., Симашкова Н.В., Брусов О.С.Cheremnykh E.G., Ivanov P.A., Factor M.I., Chikina E.Y., Nikitina S.G., Simashkova N.V., Brusov O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/1883

Известно, что уровень функциональной активности системы комплемента зависит не только от соотношений и концентраций компонентов, участвующих в образовании конечных продуктов системы, но и от уровня активности ингибиторов. Также многочисленные взаимосвязи с гемостазом вносят существенный вклад в общий уровень активности системы комплемента. При хронических заболеваниях, сопровождающихся дисрегуляцией иммунной системы, неизбежны изменения в функционировании системы комплемента. Все психические заболевания имеют хронический характер, а изменения в иммунной системе у таких больных усиливают их тяжесть. Расстройства аутистического спектра у детей являются психическими заболеваниями. Как правило, у таких детей выявляется дисрегуляция защитных механизмов, что проявляется в чрезмерной восприимчивости к вирусным и бактериальным инфекциям. Поэтому уровень функциональной активности всей системы комплемента, как ключевого элемента иммунной системы, имеет диагностическую и прогности-ческую значимость для этой патологии.Нами проведены исследования функциональной активности системы комплемента у больных расстройствами аутистического спектра с помощью ранее разработанного метода. Метод основан на реакции простейших Tetrahymena pyriformis, которые являются активаторами и мишенями для системы комплемента. В качестве основного параметра при оценке комплемента использовали потенциал комплемента – пСК. Для каждого образца сыворотки при 4-х ее концентрациях (титры 1/20, 1/40, 1/80, 1/160) определяли время гибели половины простейших – Т50, с помощью прибора «Биолат». Потенциал комплемента вычисляли как площадь, ограниченную кривой зависимости величины обратной Т50 от величины обратной титру сыворотки. В соответствии с U-критерием Манна–Уитни установлено различие между группой больных и группой здоровых по параметру Т50 при титре 1/160 – Z = 4,43, р < 0,001 и по параметру пСК – Z = 5,8, р < 0,001. Параметр пСК вычислен с учетом результатов при всех измеренных концентрациях сыворотки, и различие между двумя группами по U-критерию Манна–Уитни больше, чем различие между этими группами по параметру Т50.Поэтому параметр пСК принят нами в качестве основного показателя общей функциональной характеристики СК.Оценку вклада плазменной составляющей гемостаза в уровень функциональной активности системы комплемента проводили с помощью определения потенциала комплемента в сыворотке и плазме  для каждого образца крови у 6 больных расстройствами аутистического спектра и 5 здоровых доноров. Для здоровых разница потенциалов комплемента в плазме и сыворотке небольшая и активность комплемента у всех выше в плазме, чем в сыворотке. Для больных уровни потенциала комплемента в сыворотке и плазме отличаются значительно – у 2-х больных уровень выше в сыворотке, чем в плазме, у 3-х больных уровень в плазме намного выше, чем в сыворотке. Разная вовлеченность коагуляции в активацию СК может свидетельствовать об особенностях дисфункции иммунной системы у больных расстройствами аутистического спектра, причины заболеваний которых различны.

It is known that functional activity of complement system depends not only on balance and concentration of components participating in formation of the system end products, but also on levels of inhibitory activities. Numerous relations with hemostasis also substantially contribute to general level of complement system activity. Changes in complement system functioning are inevitable during chronic diseases accompanied with immune system dysregulation. All mental diseases tend to be chronic and are they aggravated by patients’ immune system changes. Autism spectrum disorders in children is a group of mental disorders. Immune system dysregulation is usually detected in such patients, manifesting as excessive susceptibility to viral and bacterial infections. Therefore, the level of its functional activity is diagnostically and prognostically significant in this pathology, since the complement system is a key element of immune system.We have evaluated functional activity of complement system in patients with autistic spectrum disorders, using the method which was developed earlier. It is based on the reaction of the protozoa (Tetrahymena pyriformis) which are both targets and activators for the complement system. The complement system capacity (cSC) was used as the main parameter of complement evaluation. The half-time of protozoa survival (T50) was defined using the BioLat device for each serum specimen added at four concentrations (1/20, 1/40, 1/80, 1/160 dilution). The complement capacity was calculated as the area enclosed by influence curve of the reciprocals of T50 and the serum dilution. According to Mann–Whitney U test, the difference between patients’ and healthy volunteers’ groups was established as Z = 4.43 (by T50 at 1/160 dilution), p < 0.001 and by cSCas Z = 5.8, p < 0.001. cSC was calculated from the results obtained at each serum concentration measured. The difference between the two groups according to Mann–Whitney U test appeared to be more significant than the difference according to T50. Therefore, cSC was taken as the main characteristic of complement system function.The contribution of hemostasis plasma components to complement system functional activity level was estimated by determination of complement capacity in plasma and serum of each blood sample from 6 patients with autism spectrum disorders and 5 healthy donors. All healthy donors showed small difference between plasma and serum complement capacity, and their complement activity was higher in plasma. In patients’ group, the complement capacity levels in plasma and serum differed significantly. The cSC levels of two patients were higher in serum than in plasma, and the cSC levels of three other patients were significantly higher in plasma than in serum. Differential involvement of coagulation into the complement system activation may be indicative for the immune system dysfunction which is observed in patients with autistic spectrum disorders of different etiology.

комплементинфузории Tetrahymena pyriformisподсчет клетокаутизмиммунная дисфункциякоагуляцияcomplementinfusoria Tetrahymena pyriformiscell countingautismimmune dysfunctioncoagulationReferencesИванов П.А., Фактор М.И., Карпова Н.С., Черемных Е.Г., Брусов О.С. Комплемент-опосредованная гибель инфузорий Tetrahymena pyriformis под воздействием сыворотки крови человека // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2015. Т. 160, № 12. С. 739-743.Ivanov P.A., Faktor M.I., Karpova N.S., Cheremnykh E.G., Brusov O.S. Complement-mediated death of ciliate Tetrahymena pyriformis caused by human blood serum. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2016, Vol. 160, no. 12, pp. 739-743. (In Russ.)Крыжановский Г.Н., Акмаев И.Г., Магаева С.В., Морозов С.Г. Нейроиммуноэндокринные взаимодействия в норме и патологии. М.: Медицинская книга, 2010. 288 с.Kryzhanovsky G.N., Akmaev I.G., Magaeva S.V., Morozov S.G. Neuroimmunoendocrine interactions in norm and pathology. Moscow: Medical Book, 2010. 288 p.Кулешина О.Н., Козлов Л.В., Черемных Е.Г. Универсальный метод определения функциональной активности комплемента человека, лабораторных, домашних и сельскохозяйственных животных, земноводных и птиц // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2014. Т. 157, № 2. С. 254-257.Kuleshina O.N., Kozlov L.V., Cheremnykh E.G. A universal method for measuring functional activity of complement in humans, laboratory, domestic, and agricultural animals, amphibians, and birds. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2014, Vol. 157, no. 2, pp. 254-257. (In Russ.)Черемных Е.Г., Иванов П.А., Фактор М.И., Карпова Н.С., Васильева Е.Ф., Гусев К.В., Брусов О.С. Новый метод оценки функциональной активности системы комплемента // Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № 5. С. 479-488. doi: 10.15789/1563-0625-2015-5-479-488.Cheremnykh E.G., Ivanov P.A., Faktor M.I., Karpova N.S., Vasilyeva E.F., Gusev K.V., Brusov O.S. A new method to assess functional activity of serum complement system. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 5, pp. 479-488. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2015-5-479-488.Черемных Е.Г., Покатаев А.С., Гридунова В.Н. Прибор для биологических исследований. Патент РФ № 2361913 C2, Бюл. № 20, 2009.Cheremnykh E.G., Pokataev A.S., Gridunova V.N. The device for biological research. RF Patent 2361913 C2, Bull. 20, 20.07.2009.Шавлюгин Е.А., Ханин М.А. Математическая модель активации системы комплемента при участии контактной системы свертывания крови // Фундаментальные исследования, 2012. № 1. С. 172-178.Shavlyugin E.A., Khanin M.A. A mathematical model of activation of the complement system with the participation of the contact system of blood coagulation. Fundamentalnye issledovaniya = Fundamental Research, 2012, no. 1, pp. 172-178. (In Russ.)Amara U., Flierl M.A., Rittirsch D., Klos A., Chen H., Acker B., Brückner U.B., Nilsson B., Gebhard F., Lambris J.D., Huber-Lang M. Molecular intercommunication between the complement and coagulation systems. J. Immunol., 2010, Vol. 185, no. 9, pp. 5628-5636.Amara U., Flierl M.A., Rittirsch D., Klos A., Chen H., Acker B., Brückner U.B., Nilsson B., Gebhard F., Lambris J.D., Huber-Lang M. Molecular intercommunication between the complement and coagulation systems. J. Immunol., 2010, Vol. 185, no. 9, pp. 5628-5636.Gupta S., Aggarwal S., Heads C. Dysregulated immune system in children with autism: Beneficial effects of intravenous immune globulin on autistic characteristics. J. Autism Dev. Disord., 1996, Vol. 26, no. 4, pp. 439-452.Gupta S., Aggarwal S., Heads C. Dysregulated immune system in children with autism: Beneficial effects of intravenous immune globulin on autistic characteristics. J. Autism Dev. Disord., 1996, Vol. 26, no. 4, pp. 439-452.Momeni N., Brudin L., Behnia F., Nordstrom B., Yosefi-Oudarji A., Sivberg B., Joghataei M.T., Persson B.L. High complement factor I activity in the plasma of children with autism spectrum disorders. Autism Res. Treat., 2012, 868576, 6 p. doi: 10.1155/2012/868576.Momeni N., Brudin L., Behnia F., Nordstrom B., Yosefi-Oudarji A., Sivberg B., Joghataei M.T., Persson B.L. High complement factor I activity in the plasma of children with autism spectrum disorders. Autism Res. Treat., 2012, 868576, 6 p. doi: 10.1155/2012/868576.Ricklin D., Hajishengallis G., Yang K., Lambris J.D. Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nat. Immunol., 2010, Vol. 11, no. 9, pp. 785-797.Ricklin D., Hajishengallis G., Yang K., Lambris J.D. Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nat. Immunol., 2010, Vol. 11, no. 9, pp. 785-797.Stephan A.H., Barres B.A., Stevens B. The complement system: an unexpected role in synaptic pruning during development and disease. Annu. Rev. Neurosci., 2012, no. 35, pp. 369-389.Stephan A.H., Barres B.A., Stevens B. The complement system: an unexpected role in synaptic pruning during development and disease. Annu. Rev. Neurosci., 2012, no. 35, pp. 369-389.Torrente F., Ashwood P., Day R., Machado N., Furlano R.I., Anthony A., Davies S.E., Wakefield A.J., Thomson M.A., Walker-Smith J.A., Murch S.H. Small intestinal enteropathy with epithelial IgG and complement deposition in children with regressive autism. Mol. Psychiatry, 2002, no. 7, pp. 375-382.Torrente F., Ashwood P., Day R., Machado N., Furlano R.I., Anthony A., Davies S.E., Wakefield A.J., Thomson M.A., Walker-Smith J.A., Murch S.H. Small intestinal enteropathy with epithelial IgG and complement deposition in children with regressive autism. Mol. Psychiatry, 2002, no. 7, pp. 375-382.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.