Predictors of interleukin-33 and thymic stromal lymphopoietin levels in cord blood

Ashley-Martin, Jillian; Dodds, Linda; Arbuckle, Tye E.; Levy, Adrian R.; Platt, Robert W.; Marshall, Jean S.

Predictors of interleukin-33 and thymic stromal lymphopoietin levels in cord blood

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dc.contributor.author: Ashley-Martin, Jillian; Dodds, Linda; Arbuckle, Tye E.; Levy, Adrian R.; Platt, Robert W.; Marshall, Jean S.
dc.date.accessioned: 2024-05-03T14:39:35Z
dc.date.available: 2024-05-03T14:39:35Z
dc.date.issued: 2015-02-18
dc.description - en: Childhood asthma and allergies are a significant public health problem affecting Canadians and a better understanding of the underlying disease processes is needed to devise strategies to better manage these conditions. Early-life detection of childhood allergies, asthma, and atopic dermatitis may minimize the burden of these childhood diseases by facilitating early intervention strategies. Previous efforts at early-life detection have focused on measuring levels of Immunoglobulin E (IgE) in umbilical cord blood. While IgE is elevated in allergic responses, cord blood measurements of IgE have been shown to be a poor predictor of childhood allergies, asthma, and atopic dermatitis. The involvement of two cytokines, Thymic Stromal Lymphopoietin (TSLP) and Interleukin-33 (IL-33), has recently been observed in animal studies but has not been studied in newborns. The objectives of this study were 1) to determine whether umbilical cord blood levels of IgE, TSLP and IL-33 are correlated with each other and 2) to identify prenatal predictors of these biomarkers. Data and biospecimens were analysed from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) Biobank, a trans-Canada cohort study of 2001 pregnant women. TSLP and IL-33 were found to be highly correlated with each other but less correlated with IgE. Maternal allergy, self-reported exposure to heavy street traffic, and birth weight were statistically significantly associated with elevated levels of both TSLP and IL-33. Maternal age and female sex were inversely associated with elevated levels of IgE. These findings provide supporting human evidence for the toxicological hypothesis that both TSLP and IL-33 play a critical role in the immunological pathways that lead to development of childhood allergic diseases. This study provides motivation for further investigation into the ability of cord blood TSLP and IL-33 levels to predict future childhood asthma, allergies and atopic dermatitis. This work was led by researchers at Dalhousie University. Health Canada co-developed the MIREC Study and assisted with interpretation of results for this work.
dc.description.abstract - en: Background: The fetal immune system is a critical window of development. The epithelial cell-derived cytokines, thymic stromal lymphopoietin (TSLP), and interleukin-33 (IL-33) have received attention for their role in allergic responses but not been studied during this critical window. The objectives were to assess correlations among IL-33, TSLP, and IgE in umbilical cord blood samples and identify prenatal predictors of these biomarkers. Methods: This study utilized data and banked cord blood collected in the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) Study, a trans-Canada cohort study of 2001 pregnant women. Our analytic sample comprised the 1254 women with a singleton, term birth with a cord blood sample. Spearman correlation coefficients (SCC) and logistic regression models were used to examine associations between biomarkers and identify potential predictors of elevated biomarker levels. Results: Thymic stromal lymphopoietin and IL-33 were more strongly correlated with each other (SCC = 0.75, p < 0.0001) than with IgE (IL-33 SCC = 0.14, TSLP SCC = 0.21). Maternal allergy, heavy street traffic, and elevated birth weight were significantly associated with jointly elevated TSLP and IL-33 levels, whereas maternal age and female infant sex were inversely associated with elevated IgE. Conclusions: In this population of Canadian women and infants, TSLP and IL-33 were detectable in cord blood, more strongly correlated with each other than with IgE, and associated with maternal characteristics indicative of inflammatory responses. This study motivates investigation into the value of cord blood IL-33 and TSLP levels as childhood allergy predictors and raises interesting questions regarding in utero coordinated regulation of these cytokines.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr: Contexte : Le système immunitaire fœtal est une fenêtre critique de développement. Les cytokines dérivées des cellules épithéliales, la lymphopoïétine stromale thymique (TSLP) et l'interleukine-33 (IL-33) ont retenu l'attention pour leur rôle dans les réponses allergiques, mais n'ont pas été étudiées au cours de cette fenêtre critique. Les objectifs étaient d'évaluer les corrélations entre l'IL-33, la TSLP et les IgE dans les échantillons de sang de cordon ombilical et d'identifier les prédicteurs prénatals de ces biomarqueurs. Méthodes : Cette étude a utilisé les données et le sang de cordon mis en banque recueillis dans le cadre de l'étude MIREC (Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals), une étude de cohorte transcanadienne portant sur 2001 femmes enceintes. Notre échantillon analytique comprenait les 1 254 femmes ayant accouché à terme et avec un échantillon de sang de cordon. Les coefficients de corrélation de Spearman (SCC) et les modèles de régression logistique ont été utilisés pour examiner les associations entre les biomarqueurs et identifier les prédicteurs potentiels de niveaux élevés de biomarqueurs. Résultats : La lymphopoïétine stromale thymique et l'IL-33 étaient plus fortement corrélées entre elles (SCC = 0,75, p < 0,0001) qu'avec les IgE (IL-33 SCC = 0,14, TSLP SCC = 0,21). L'allergie maternelle, le trafic routier intense et un poids de naissance élevé étaient associés de manière significative à des taux élevés de TSLP et d'IL-33, alors que l'âge de la mère et le sexe du nourrisson de sexe féminin étaient inversement associés à des taux d'IgE élevés. Conclusions : Dans cette population de femmes et de nourrissons canadiens, la TSLP et l'IL-33 étaient détectables dans le sang de cordon, plus fortement corrélées entre elles qu'avec les IgE et associées à des caractéristiques maternelles indiquant des réponses inflammatoires. Cette étude motive l'étude de la valeur des taux d'IL-33 et de TSLP dans le sang de cordon en tant que prédicteurs d'allergies infantiles et soulève des questions intéressantes concernant la régulation coordonnée in utero de ces cytokines.
dc.description.fosrctranslation - fr: L'asthme et les allergies infantiles constituent un problème de santé publique important qui touche les Canadiens et une meilleure compréhension des processus pathologiques sous-jacents est nécessaire pour élaborer des stratégies permettant de mieux gérer ces affections. La détection précoce des allergies infantiles, de l'asthme et de la dermatite atopique peut minimiser le fardeau de ces maladies infantiles en facilitant les stratégies d'intervention précoce. Les efforts antérieurs en matière de détection précoce se sont concentrés sur la mesure des niveaux d’immunoglobuline E (IgE) dans le sang du cordon ombilical. Bien que les IgE soient élevées dans les réponses allergiques, les mesures des IgE dans le sang de cordon se sont révélées être un mauvais indicateur des allergies infantiles, de l'asthme et de la dermatite atopique. L'implication de deux cytokines, la lymphopoïétine thymique stromale (TSLP) et l'interleukine-33 (IL-33), a récemment été observée dans des études animales mais n'a pas été étudiée chez les nouveau-nés. Les objectifs de cette étude étaient 1) de déterminer si les taux d'IgE, de TSLP et d'IL-33 dans le sang du cordon ombilical sont corrélés les uns aux autres et 2) d'identifier les prédicteurs prénatals de ces biomarqueurs. Les données et les échantillons biologiques ont été analysés à partir de la biobanque de recherche mère-enfant sur les produits chimiques environnementaux (MIREC), une étude de cohorte transcanadienne portant sur 2001 femmes enceintes. TSLP et IL-33 se sont révélés fortement corrélés entre eux mais moins corrélés avec les IgE. L'allergie maternelle, l'exposition autodéclarée à un trafic routier intense et le poids à la naissance étaient associés de manière statistiquement significative à des niveaux élevés de TSLP et d'IL-33. L'âge de la mère et le sexe féminin étaient inversement associés à des taux élevés d'IgE. Ces résultats fournissent des preuves humaines à l’appui de l’hypothèse toxicologique selon laquelle la TSLP et l’IL-33 jouent un rôle essentiel dans les voies immunologiques menant au développement de maladies allergiques infantiles. Cette étude motive la poursuite des recherches sur la capacité des taux de TSLP et d'IL-33 dans le sang de cordon à prédire l'asthme, les allergies et la dermatite atopique chez l'enfant. Ce travail a été dirigé par des chercheurs de l’Université Dalhousie. Santé Canada a co-développé l'étude MIREC et a contribué à l'interprétation des résultats de ce travail.
dc.identifier.doi: https://doi.org/10.1111/pai.12340
dc.identifier.uri: https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2388
dc.language.iso: en
dc.publisher - en: Wiley
dc.publisher - fr: Wiley
dc.subject - en: Health; Health and safety
dc.subject - fr: Santé; Santé et sécurité
dc.subject.en - en: Health; Health and safety
dc.subject.fr - fr: Santé; Santé et sécurité
dc.title - en: Predictors of interleukin-33 and thymic stromal lymphopoietin levels in cord blood
dc.type - en: Article
dc.type - fr: Article