Цитокины слюны против плазмы как возможные предикторы тяжести аутизма у детей

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Moutsopoulos N.M., Konkel J.E. Tissue-specific immunity at the oral mucosal barrier. Trends Immunol., 2018, Vol. 39, no. 4, pp. 276-287.

10. 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.

11. 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/.

12. 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.

13. 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.