Abstract

According to new views on communication ways and principles in the main regulatory systems of the body, i.e., immune and neuroendocrine, there is a risk for disintegration of pathways and structures in these systems which may underlie disorders such as autism-spectrum disorders (ASD) and schizophreniaspectrum disorders (SSD). Both disorders are classified as neurodevelopmental disorders, with unclear etiology and partially overlapping pathophysiological developmental mechanisms. Diagnosis of ASD and SSD is based on patterns of clinical symptoms/syndromes that demonstrate high heterogeneity and similarity. Therefore, it is very important to find the ways of discerning children with ASD from those with SSD. Our aim was to identify peripheral activity indexes for immune and neuroendocrine systems, and their integration for usage as information hubs of congruency and phenotypic plasticity of these systems in children with ASD, as compared to SSD patients. The levels of 14 indexes of the immune and neuroendocrine systems in blood plasma were determined in 82 children with ASD, 9 children with SSD and 45 children with typical neurodevelopment (TD). To assess peripheral activity of the immune and neuroendocrine systems and their relationships, we applied a multivariate exploratory analysis using a method of nonlinear principal components. The following results were obtained: (1) absence of differences in proinflammatory cytokines between ASD and TD children; (2) patients with SSD have significantly higher values of IL-6 and IFNγ, and lower values of IL-1β, TNFα and IL-10 in blood plasma compared to children with ASD and TRD; (3) the level of neurohormones in children with ASD is in accordance with physiological reference values. The children with SSD have lower levels of epynephrine and dopamine compared to ASD and TD, respectively; (4) integration degree of regulatory systems assessed by principal component analysis has shown the following: (4.1) TD children have strong correlations within each of the systems and between them, thus showing their communicative abilities and plasticity, characteristic of normal values; (4.2) In SSD children, minimal numbers of strong relations were demonstrated within the cytokine system; (4.3) The children with ASD exhibited two clusters: one of them had a complete similarity with TDC, in terms of tension and assortment of immune and neuroendocrine indices; the other one presented low coupling between the parameters of regulatory systems, similar to the children with SSD; (4.4) Analysis of peripheral indices of cytokine and neuroendocrine systems for clusters 1 and 2 in children with ASD compared to children with SSD and TD demonstrated that, in children with ASD of cluster 1, the indices did not differ from TDC, except of epinephrine, ACTH, kynurenine, and tryptophan. In the children with ASD of cluster 2, the values of the indices are equal to children with SSD, except of dopamine and tryptophan. Thus, we have shown phenomenon of transdiagnostic clustering, i.e., allocation of two clusters among ASD children. One of them is similar to levels of indices and connections between the immune and neuroendocrine systems with TD, and another cluster is similar to SSD children. Therefore, they could be potentially useful as diagnostic criteria when discriminating the two disorders.

Highlights

  • Высокая степень интеграции между иммунной и нервной системами определяется существованием множества клеточных и молекулярных механизмов коммуникации между ними, прежде всего с использованием общих сигнальных молекул: цитокинов, хемокинов, нейропептидов, нейротрансмиттеров, антител (в том числе аутоантител) и рецепторов к ним

  • Для поиска значимых различий между группами расстройства аутистического спектра (РАС) и расстройства шизофренического спектра (РШС)/ ТРД по результатам анализа нелинейных главных компонент для каждого ребенка, включенного в исследование, были рассчитаны индивидуальные величины каждой главной компоненты (ГК) и проведен однофакторный дисперсионный анализ

  • Интеграция иммунной и нервной систем у детей с РАС, РШС и ТРД была оценена с помощью эксплораторного анализа методом нелинейных главных компонент, который позволяет одновременно изучать изменение набора характеристик, выявляя комплексные взаимосвязи различных показателей, структуру и характер взаимосвязей между ними, что способствует лучшему пониманию патофизиологии сложных заболеваний [3]

Read more

Summary

Original articles

Филиппова «Конгруэнтность и фенотипическая пластичность иммунной и нервной систем у детей с расстройствами аутистического спектра в сравнении с расстройствами шизофренического спектра» // Медицинская иммунология, 2020. Burmistrova A.L., Filippova Yu.Yu. Медицинская Иммунология Medical Immunology (Russia)/Meditsinskaya Immunologiya (1) – по напряженности и ассортименту показателей иммунной и нейроэндокринной систем имеет полную общность с ТРД; другой (2) – презентует альтернативный характер: низкую связанность параметров регуляторных систем, аналогичную детям с РШС; 4.4. Нами был продемонстрирован феномен трансдиагностического кластрирования – выделения среди детей с РАС двух кластеров, один из которых имеет аналогию по уровням показателей и связей между иммунной и нейроэндокринной системами с ТРД, а другой – с детьми с РШС, что может быть использовано в качестве диагностического критерия в сегрегации двух расстройств. Ключевые слова: цитокины, нейрогормоны, расстройства аутистического спектра, расстройства шизофренического спектра, дети, фенотипическая пластичность

Материалы и методы
Возраст Age
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call