Identificarea biomarkerilor salivari și plasmatici pentru obezitate la copii de către ne-vizați

Abstract

Compușii chimici din saliva cel mai probabil asociați cu obezitatea sunt identificați printr-o analiză metabolomică a salivei întregi și a probelor de plasmă de la 68 de copii (10 ani) care au fost, de asemenea, evaluați pentru roșeața lor gingivală.

plasmatici

Rezultate Prin analiza metabolomică, 119 compuși au fost găsiți numai în salivă, 210 numai în plasmă și 126 în ambele. Cei mai comuni metaboliți plasmatici au fost lipidele. Cei mai comuni metaboliți ai salivei au fost peptidele. Aminoacizii și metaboliții lor au fost obișnuiți în ambele probe.

Indicatorii surogat au fost identificați prin calcularea corelațiilor dintre salivă și plasmă. 29 din cele 126 găsite atât în ​​salivă cât și în plasmă au avut o corelație pozitivă semnificativă și doar 4 dintre acestea (urat, creatinină, pipecolat și hidroxiprolină) au fost asociate cu obezitatea ca potențiali biomarkeri surogat. Toxina uremică N1-Metil-2-piridonă-5-carboxamidă (2PY) a fost, de asemenea, crescută în saliva copiilor obezi. 21 de substanțe biochimice au fost crescute atât în ​​obezitate, cât și în gingivită, sugerând că unele căi biochimice pentru gingivită și obezitate sunt partajate.

Dintre metaboliții găsiți doar în salivă, 35 au fost asociați cu obezitatea (tuburi de stocare p ® 2D cu coduri de bare ScrewTop ®, Thermo Fisher Scientific Inc., Hudson, New Hampshire) și citite de un cititor de coduri de bare (Thermo Scientific VisionMate ® ST Barcode Reader, Thermo Fisher Scientific Inc., Hudson, New Hampshire), după care numărul participantului a fost legat de numărul eșantionului.

Sângele a fost preluat de un flebotomist din artera cubitală mediană (BD Hemogard plus, K2 BD367863, capac de lavandă), centrifugat 10 minute la 2.000 x g într-o centrifugă refrigerată. Ambele probe de salivă și plasmă au fost depozitate la -80 ° C până la testare.

Evaluări clinice

Toate evaluările clinice au fost efectuate de examinatori instruiți. Înălțimea a fost măsurată cu un stadiometru, iar greutatea a fost măsurată cu un cântar de baie calibrat. Tensiunea arterială și ritmul cardiac au fost măsurate printr-o citire automată a manșetei după ce copiii au stat liniștiți timp de 10 minute. Măsurătorile dentare au fost obținute folosind un scaun dentar portabil pediatric, lumina intraorală și oglinda bucală. Gingivita a fost evaluată prin numărarea numărului de situsuri gingivale roșii (mezial, bucal, distal și lingual al fiecărui dinte) de către personalul dentar. Carierea dentară a fost evaluată prin numărarea numărului de dinți (atât de foioase, cât și permanenți) care au avut o carie vizibilă sau au fost umpluți. Nici sondele dentare, nici radiografiile nu au fost utilizate în acest studiu.

Analiza metabolomică

Au fost testate alicote de 120 μL de supernatante de salivă și de probe de plasmă de la fiecare participant. Cantitățile relative ale fiecărui metabolit au fost obținute prin integrarea vârfurilor detectate pe o platformă de profilare metabolică nedestinată (Metabolon®, Durham, Carolina de Nord) folosind cromatografie lichidă de înaltă performanță/spectrometrie de masă tandem (HPLC-MS/MS și cromatografie de gaze-spectrometrie de masă (GC- MS) pentru speciile volatile [2] Compușii au fost identificați prin potrivirea timpilor de retenție cromatografică și a semnăturilor de fragmentare spectrală de masă cu datele bibliotecii de referință create din standarde autentice.

Analiza datelor

Toate cele 455 de produse biochimice identificate în salivă, în plasmă sau în ambele au fost supuse la trei niveluri de analize. Prima analiză a fost să se determine dacă un biochimic al salivei ar putea fi un surogat plasmatic. A doua analiză a fost pentru a determina dacă un produs biochimic prezice obezitatea. A treia analiză a fost de a determina un biochimic care prezice gingivita, hipertensiunea sau caria dentară. Informațiile pacienților și datele cantitative ale acestui studiu sunt furnizate în tabelele suplimentare. Tabelul S1 conține datele categorice clinice. Tabelul S2 conține datele pentru salivă și Tabelul S3 datele pentru plasmă. Numai acele produse biochimice cu valori p pentru obezitate ≤ 0,01 au fost reținute în tabele din textul principal.

La nivel primar, a fost efectuată o analiză pentru a determina corelația dintre nivelurile de salivă și nivelurile plasmatice, identificând acele produse biochimice din salivă care pot fi direct legate de plasmă. Această analiză, dacă este pozitivă și semnificativă, ar indica dacă există un coeficient de distribuție pozitiv între compartimentele de salivă și plasmă. Dacă este negativ sau nesemnificativ, probabil nu există nicio relație între nivelurile de salivă și plasmă, astfel încât este puțin probabil ca aceste variabile să înlocuiască candidații variabili. Aceasta presupune, totuși, că concentrația atât în ​​salivă cât și în plasmă se încadrează în sensibilitatea de măsurare a metodei spectrometrice de masă.

Pentru nivelul secundar, capacitatea de a prezice dacă un subiect este obez este testată prin statistici non-parametrice (testul U Mann-Whitney). Dacă această măsură a fost semnificativă, biochimicul a fost identificat ca un potențial biomarker pentru obezitate. Dacă nu, a fost aruncat. Această analiză a fost mărită prin determinarea ariei de sub curba de funcționare a receptorului (AUROC). Această măsură este o măsură sumară a acurateței unui test de diagnostic cantitativ care poate fi interpretat ca sensibilitate medie pentru toate valorile posibile ale specificității [3]. Valorile pentru AUROC au fost determinate din datele metabolomice utilizând software-ul MetaboAnalyst 3.0 (http://www.metaboanalyst.ca/).

Pentru al treilea nivel, abilitatea de a prezice dacă un subiect are gingivită, carie dentară sau hipertensiune arterială a fost testată prin statistici non-parametrice. Rezultatele indică dacă oricare dintre substanțele biochimice (fie în salivă, fie în plasmă) au fost potențiali biomarkeri pentru aceste afecțiuni și dacă au intrat în conflict cu identificarea obezității.

Evaluare clinică: Un copil cu obezitate a fost definit ca având ≥95 a percentilă în indicele de masă corporală (IMC) (https://nccd.cdc.gov/dnpabmi/Calculator.aspx). Un copil cu gingivită a fost definit ca fiind cel cu procentul mai mare decât medianul siturilor gingivale roșii (10,6% din siturile roșii). Copiii cu carie dentară au fost definiți ca fiind cei cu orice carie vizibilă pe orice dinte. Hipertensiunea a fost definită ca având tensiune arterială sistolică ≥ 130 mmHg.

rezultate si discutii

Demografia pacientului

Dintre cei 68 de copii evaluați (Tabelul 1), 22 erau obezi (16 bărbați, 6 femei) și 46 nu erau obezi (6 bărbați, 40 femei) cu o vârstă medie de 10,7 ± 0,2 ani. IMC mediu, circumferința taliei, greutatea corporală, roșeața gingivală, înălțimea, vârsta și tensiunea arterială sistolică a copiilor obezi au fost semnificativ mai mari la copiii obezi. Nu s-a observat nicio diferență în ceea ce privește tensiunea arterială diastolică sau caria dentară.

Caracteristicile antropomorfe și clinice ale populației studiate grupate după obezitate. Valorile listate sunt media ± eroare standard. valorile p se referă la o analiză prin testul t.

Distribuția produselor biochimice

Un număr combinat de 455 biochimice unice au fost identificate din probe de supernatant de plasmă și salivă centrifugată (Figura 1). 119 (26%) au fost detectate numai în salivă, 210 (46%) au fost găsite doar în plasmă și 126 (28%) au fost găsite atât în ​​plasmă, cât și în salivă.

Majoritatea substanțelor biochimice frecvente între salivă și plasmă au fost aminoacizii și metaboliții lor (Figura 1). În salivă, peptidele au fost cele mai frecvent găsite produse biochimice. În plasmă, cele mai frecvente au fost lipidele. 109 (77%) specii de lipide găsite în plasmă nu au fost detectate în salivă și 48 (91%) din peptidele găsite în salivă nu au fost detectate în plasmă.

Analiza obezității, gingivitei, cariilor și hipertensiunii arteriale a demonstrat că obezitatea a avut cea mai mare reprezentare atât a metaboliților salivari, cât și a celor plasmatici (Figura 2). Obezitatea a fost asociată semnificativ (p ≤ 0,01) cu 39 de produse biochimice atât prin analiza salivară (Tabelul 3), cât și prin 64 prin analiza plasmatică (Tabelul 4).