mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-SVP-2735mimmun-2735Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSЦитокины слюны против плазмы как возможные предикторы тяжести аутизма у детейSaliva versus plasma cytokines as possible predictors of autism severityhttps://orcid.org/0000-0001-5041-6440ФилипповаЮ. Ю.FilippovaYu. Yu.

Филиппова Юлия Юрьевна — доктор биологических наук, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

454001, Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129

Тел.: 8 (351) 799-71-76. Факс: 8 (351) 742-09-25

Yuliya Yu. Filippova - PhD, MD (Biology), Associate Professor, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Biological Faculty.

129 Bratiev Kashirinykh St Chelyabinsk 454001

Phone: +7 (351) 799-71-76. Fax: +7 (351) 742-09-25

julse@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2524-8569АлексееваА. С.AlekseevaA. S.

Алексеева Анна Сергеевна — аспирант кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

Челябинск

Anna S. Alekseeva - Postgraduate Student, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology, Chelyabinsk State University.

Chelyabinsk

96_anya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0932-3637ДевятоваЕ. В.DevyatovaE. V.

Девятова Екатерина Викторовна — аспирант кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

Челябинск

Ekaterina V. Devyatova - Postgraduate Student, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology, Chelyabinsk State University.

Chelyabinsk

katyadevyatova@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0002-7295-1705РусаковаК. А.RusakovaK. A.

Русакова Ксения Андреевна — аспирант кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

Челябинск

Ksenia A. Rusakova - Postgraduate Student, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology, Chelyabinsk State University.

Chelyabinsk

kseniya.antipina.97@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6462-9500БурмистроваА. Л.BurmistrovaA. L.

Бурмистрова Александра Леонидовна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета.

Челябинск

Alexandra L. Burmistrova - PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Microbiology, Immunology and General Biology, Faculty of Biology, Chelyabinsk State University, Chelyabinsk, Russian Federation Chelyabinsk State University.

Chelyabinsk

burmal@csu.ruФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»РоссияChelyabinsk State UniversityRussian Federation20230106202325512131218Copyright © Филиппова Ю.Ю., Алексеева А.С., Девятова Е.В., Русакова К.А., Бурмистрова А.Л., 20232023Филиппова Ю.Ю., Алексеева А.С., Девятова Е.В., Русакова К.А., Бурмистрова А.Л.Filippova Y.Y., Alekseeva A.S., Devyatova E.V., Rusakova K.A., Burmistrova A.L.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/2735

Расстройства аутистического спектра (РАС) являются широко распространенными, гетерогенными нарушениями нейроразвития с множественной этиологией, подтипами и траекториями развития, для которых отсутствуют доступные и эффективные биомаркеры. Важным фактором риска, способствующим дефициту развития нервной системы, наблюдаемому при РАС, является иммунная дисфункция, которая проявляется в том числе дисбалансом цитокинов в мозге и на периферии. В последние годы в качестве биологического материала для диагностики РАС предложена слюна, что обусловлено доступностью и неинвазивностью метода ее получения. Вместе с тем, вопрос о том, могут ли уровни цитокинов в слюне быть использованы в качестве эффективных ранних биомаркеров аутизма требует дополнительных исследований, в том числе сравнений: слюна против плазмы/сыворотки крови.

Цель — провести сравнительный анализ уровней цитокинов: IL-6, IFNγ, TNFα, IL-1β, IL-4, IL-10, в слюне и плазме крови для выделения возможных маркеров РАС и их тяжести у детей.

В исследование было включено 11 детей с типичным нейроразвитием (ТРД) и 55 детей с диагнозом РАС, среди которых 37 человек имели легкую или умеренную степень тяжести аутизма (по CARS), а 18 детей — тяжелую. У всех детей одномоментно были собраны образцы не стимулированной смешанной слюны и венозной крови. Концентрации цитокинов: IL-6, IFNγ, TNFα, IL-1β, IL-4, IL-10, слюне определяли multiplex Luminex™ analysis. Плазменные уровни тех же цитокинов оценивали с помощью ELISA. Различия между группами проверяли с помощью U-критерия Краскела—Уоллиса, с апостериорными попарными сравнениями по Коноверу-Инману, между образцами (плазма/слюна) — парного критерия Уилкоксона. Наличие зависимости между концентрациями цитокинов в плазме и слюне определяли с помощью линейной регрессии методом RMA.

Во всех обследуемых группах уровни IL-6, IFNγ и IL-10 в слюне были ниже, а TNFα, IL-1β и IL-4 — выше, чем соответствующие уровни тех же цитокинов в плазме. Не зависимо от состояния здоровье/ болезнь, значимых корреляций между уровнями цитокинов в слюне и плазме у детей не обнаружено. Значимых различий в концентрациях цитокинов слюны между детьми с легкой и тяжелой степенью РАС не обнаружено, однако уровни IL-1β были значимо ниже, а IL-10 — выше, в слюне обеих групп детей с РАС, по сравнению с ТРД.

Таким образом, цитокины слюны могут быть использованы в качестве маркеров РАС у детей, но не тяжести состояния. Отсутствие корреляций в уровнях некоторых про-/противовоспалительных цитокинов между слюной и плазмой крови, вероятно, может свидетельствовать об особом иммунологическом статусе экологической ниши — ротовая полость.

The autism spectrum disorders (ASD) are now widely accepted as a pervasive, complex, heterogeneous neurodevelopmental disorders with multiple etiologies, subtypes, and developmental trajectories. There are no available and effective biomarkers for them. Immune dysfunction is seen as an important risk factor contributing to the neurodevelopmental deficit in ASD, and is signified, among other things, by an imbalance of cytokines in the brain and on the periphery. In recent years, saliva has been proposed as a biological material for diagnosing ASD, due to the accessibility and non-invasiveness of the method for its production. However, the question of whether salivary cytokine levels may be used as effective early biomarkers for autism requires further research, including saliva versus plasma/serum comparisons.

Aim: a comparative analysis of the levels of cytokines: IL-6, IFNγ, TNFα, IL-1β, IL-4, IL-10, in saliva and blood plasma to identify possible markers of ASD and their severity in children.

The study included 11 children with typical neurodevelopment (TDC) and 55 children with ASD, among whom 37 children had mild or moderate autism (according to CARS), and 18 children had severe autism. Samples of unstimulated mixed saliva and venous blood were simultaneously collected from all children. Salivary concentrations of cytokines: IL-6, IFNγ, TNFα, IL-1β, IL-4, IL-10 were determined by multiplex Luminex™ analysis. Plasma levels of cytokines were assessed by ELISA. Differences between groups were tested using the Kruskal-Wallis U-test with post-hoc Conover-Inman comparisons, between samples (saliva/ plasma) are using the Wilcoxon signed-rank test. The correlation between the concentrations of cytokines in plasma and saliva was determined using linear regression by the RMA method.

In all examined groups, the levels of IL-6, IFNγ and IL-10 in saliva were significantly lower, and TNFα, IL-1β and IL-4 were higher than the corresponding levels of the same cytokines in plasma. Regardless of health/ disease status, no significant correlations were found between salivary and plasma cytokine levels in children. IL-1β levels were significantly lower and IL-10 levels were higher in the saliva of both groups of children with ASD compared with TDC. No significant differences in salivary cytokine concentrations were found between children with mild and severe ASD.

Thus, salivary cytokines can be used as markers of ASD in children, but not the severity of the condition. The absence of correlations in the levels of some pro/anti-inflammatory cytokines between saliva and blood plasma may probably indicate a special immunological status of an ecological niche, the oral cavity.

цитокиныслюнаплазмарасстройства аутистического спектрадетидиагностикаcytokinessalivablood plasmaautism spectrum disorderschildrendiagnosisReferencesAshwood P. Preliminary findings of elevated inflammatory plasma cytokines in children with autism who have co-morbid gastrointestinal symptoms. Biomedicines, 2023, Vol. 11, no. 2, 436. doi: 10.3390/biomedicines11020436.Ashwood P. Preliminary findings of elevated inflammatory plasma cytokines in children with autism who have co-morbid gastrointestinal symptoms. Biomedicines, 2023, Vol. 11, no. 2, 436. doi: 10.3390/biomedicines11020436.Beigpoor A., McKinlay B.J., Kurgan N., Plyley M.J., O'Leary D., Falk B., Klentrou P. Cytokine concentrations in saliva vs. plasma at rest and in response to intense exercise in adolescent athletes. Ann. Hum. Biol., 2021, Vol. 48, no. 5, pp. 389-392.Beigpoor A., McKinlay B.J., Kurgan N., Plyley M.J., O'Leary D., Falk B., Klentrou P. Cytokine concentrations in saliva vs. plasma at rest and in response to intense exercise in adolescent athletes. Ann. Hum. Biol., 2021, Vol. 48, no. 5, pp. 389-392.Farah R., Haraty H., Salame Z., Fares Y., Ojcius D.M., Said Sadier N. Salivary biomarkers for the diagnosis and monitoring of neurological diseases. Biomed J., 2018, Vol. 41, no. 2, pp. 63-87.Farah R., Haraty H., Salame Z., Fares Y., Ojcius D.M., Said Sadier N. Salivary biomarkers for the diagnosis and monitoring of neurological diseases. Biomed J., 2018, Vol. 41, no. 2, pp. 63-87.Freire M., Nelson K.E., Edlund A. The oral host-microbial interactome: an ecological chronometer of health? Trends Microbiol., 2021, Vol. 29, no. 6, pp. 551-561.Freire M., Nelson K.E., Edlund A. The oral host-microbial interactome: an ecological chronometer of health? Trends Microbiol., 2021, Vol. 29, no. 6, pp. 551-561.Jansakova K., Kyselicova K., Ostatmkova D., Repiska G. Potential of salivary biomarkers in autism research: a systematic review. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 19, 10873. doi: 10.3390/ijms221910873.Jansakova K., Kyselicova K., Ostatmkova D., Repiska G. Potential of salivary biomarkers in autism research: a systematic review. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 19, 10873. doi: 10.3390/ijms221910873.Loo J.A., Yan W., Ramachandran P., Wong D.T. Comparative human salivary and plasma proteomes. J. Dent. Res., 2010, Vol. 89, no. 10, pp. 1016-1023.Loo J.A., Yan W., Ramachandran P., Wong D.T. Comparative human salivary and plasma proteomes. J. Dent. Res., 2010, Vol. 89, no. 10, pp. 1016-1023.Manzardo A.M., Henkhaus R., Dhillon S., Butler M.G. Plasma cytokine levels in children with autistic disorder and unrelated siblings. Int. J. Dev. Neurosci., 2012, Vol. 30, no. 2, pp. 121-127.Manzardo A.M., Henkhaus R., Dhillon S., Butler M.G. Plasma cytokine levels in children with autistic disorder and unrelated siblings. Int. J. Dev. Neurosci., 2012, Vol. 30, no. 2, pp. 121-127.Masi A., DeMayo M.M., Glozier N., Guastella A.J. An overview of autism spectrum disorder, heterogeneity and treatment options. Neurosci. Bull., 2017, Vol. 33, no. 2, pp. 183-193.Masi A., DeMayo M.M., Glozier N., Guastella A.J. An overview of autism spectrum disorder, heterogeneity and treatment options. Neurosci. Bull., 2017, Vol. 33, no. 2, pp. 183-193.Moutsopoulos N.M., Konkel J.E. Tissue-specific immunity at the oral mucosal barrier. Trends Immunol., 2018, Vol. 39, no. 4, pp. 276-287.Moutsopoulos N.M., Konkel J.E. Tissue-specific immunity at the oral mucosal barrier. Trends Immunol., 2018, Vol. 39, no. 4, pp. 276-287.Nardone S., Elliott E. The Interaction between the immune system and epigenetics in the etiology of autism spectrum disorders. Front. Neurosci., 2016, Vol. 12, no. 10, 329. doi: 10.3389/fnins.2016.00329.Nardone S., Elliott E. The Interaction between the immune system and epigenetics in the etiology of autism spectrum disorders. Front. Neurosci., 2016, Vol. 12, no. 10, 329. doi: 10.3389/fnins.2016.00329.Sauer A.K., Stanton J.E., Hans S., Grabrucker A.M. Autism spectrum disorders: etiology and pathology. Ed. Grabrucker A.M., Exon Publications, 2021, Chapter 1. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK573613/.Sauer A.K., Stanton J.E., Hans S., Grabrucker A.M. Autism spectrum disorders: etiology and pathology. Ed. Grabrucker A.M., Exon Publications, 2021, Chapter 1. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK573613/.Suzuki K., Matsuzaki H., Iwata K., Kameno Y., Shimmura C., Kawai S., Yoshihara Y., Wakuda T., Takebayashi K., Takagai S., Matsumoto K., Tsuchiya K.J., Iwata Y., Nakamura K., Tsujii M., Sugiyama T., Mori N. Plasma cytokine profiles in subjects with high-functioning autism spectrum disorders. PLoS One, 2011, Vol. 6, no. 5, e20470. doi: 10.1371/journal.pone.0020470.Suzuki K., Matsuzaki H., Iwata K., Kameno Y., Shimmura C., Kawai S., Yoshihara Y., Wakuda T., Takebayashi K., Takagai S., Matsumoto K., Tsuchiya K.J., Iwata Y., Nakamura K., Tsujii M., Sugiyama T., Mori N. Plasma cytokine profiles in subjects with high-functioning autism spectrum disorders. PLoS One, 2011, Vol. 6, no. 5, e20470. doi: 10.1371/journal.pone.0020470.Zawadzka A., Cieslik M., Adamczyk A. The role of maternal immune activation in the pathogenesis of autism: a review of the evidence, proposed mechanisms and implications for treatment. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 21, 11516. doi: 10.3390/ijms222111516.Zawadzka A., Cieslik M., Adamczyk A. The role of maternal immune activation in the pathogenesis of autism: a review of the evidence, proposed mechanisms and implications for treatment. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 21, 11516. doi: 10.3390/ijms222111516.

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