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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69054
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ThesisCopyright
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Sustainable Development Goals
03 Saúde e Bem-Estar10 Redução das desigualdades
17 Parcerias e meios de implementação
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INVESTIGAÇÃO DOS LINFÓCITOS TREG PRODUTORES DE TGF-β NAS REAÇÕES MULTIBACILARES E DE PARÂMETROS DE EXAUSTÃO LINFOCITÁRIA EM PACIENTES LEPROMATOSOS DA HANSENÍASE
Proteína do Gene 3 de Ativação de Linfócitos
Exaustão do Sistema Imunitário
Castro, Katherine Kelda Gomes de | Date Issued:
2023
Alternative title
Investigation of TGF-β-producing Treg lymphocytes in multibacillary reactions and lymphocyte exhaustion paramerers in lepromatic leprosy patientsAdvisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A hanseníase é uma doença infecciosa crônica, negligenciada, típica de países tropicais. No Brasil, grande parte dos pacientes apresentam a forma multibacilar, que é a responsável pela disseminação do Mycobacterium leprae no ambiente. Essa classificação clínica apresenta reduzido controle bacilar devido a elevada hiporresponsividade imunológica ocasionada por linfócitos Th2, macrófagos M2 e pela imunidade humoral acentuada, que culminam na alta carga bacteriana, principalmente nos pacientes lepromatosos (LL). Entretanto, esses elementos imunológicos parecem não ser os únicos a contribuírem nessa supressão imunológica tão acentuada. Por isso, nosso trabalho teve como objetivo central a investigação da influência dos linfócitos T reguladores e linfócitos T expressando moléculas de exaustão na manutenção da resposta hiporresponsiva nos pacientes lepromatoso da hanseníase. Para isso, caracterizamos, por citometria de fluxo, as células Treg CD4⁺CD25⁺FOXP3⁺ e CD8⁺CD25⁺FOXP3⁺ ex vivo, bem como avaliamos a frequência dessas células produtoras de IL-10 e TGF-β in vitro. Além disso, quantificamos a concentração das citocinas produzidas no ensaio in vitro, por ELISA. Nessa primeiro bloco de resultados foram coletadas amostras de sangue periférico de 18 pacientes MB recém-diagnosticados e não tratados,19 pacientes MB com reações do Tipo I ou II e 15 voluntários sadios. Em relação a esse desenho experimental, nossos resultados mostraram que as TregCD4⁺ e CD8⁺TGF-β⁺ estão aumentadas nos pacientes MB e que a abertura dos processos reacionais provoca a depleção dessas células. Além disso, identificamos um perfil de citocinas mais pró-inflamatório nos pacientes com reação tipo I, com produção exacerbada de IL-17 e IL-6. Para o segundo bloco dos objetivos, recrutamos 46 pacientes LL, 60 pacientes paucibacilares (PB) e 36 voluntários sadios de área endêmica para a hanseníase. Posteriormente, avaliamos a expressão gênica de moléculas envolvidas com a exaustão celular de sangue periférico e fragmento lesão de pele por PCR, também identificamos neste último local a frequência de células CD3⁺PD-1⁺DAPI⁺ e CD3⁺LAG-3⁺DAPI⁺ por imunofluorescência, dosamos a concentração de PD-1 solúvel no plasma dos participantes da pesquisa por ELISA, avaliamos a frequência de células CD3⁺CD4⁺PD-1⁺, CD3⁺CD8⁺PD-1⁺ ex vivo, de sangue periférico, por citometria de fluxo, bem como as subpopulações de monócitos CD14⁺CD16⁺PD-L1⁺, CD14⁺CD16⁺PD-L2⁺, CD14⁺CD16ⁿᵉᵍPD-L1⁺, CD14⁺CD16ⁿᵉᵍPD-L2⁺, CD14ⁿᵉᵍCD16⁺PD-L1⁺, CD14ⁿᵉᵍCD16⁺PD-L2⁺. Por fim, mensuramos a frequência células mononucleares de sangue periférico produtoras de IFN-γ e de TNF após bloqueio de PD-1 com anticorpo monoclonal, também por citometria de fluxo. As análises revelaram que na pele dos pacientes LL havia maior expressão gênica de PD-1 e LAG-3, e de fato essas moléculas estavam sendo transcritas, visto que a imunofluorescência revelou maior frequência de células CD3⁺PD-1⁺DAPI⁺ e CD3⁺PD1⁺DAPI⁺ nesses indivíduos. No plasma, identificamos que os indivíduos LL possuem maior concentração de PD-1 solúvel, em comparação com os PB, e que essa métrica é inversamente proporcional à idade. Além disso, todas as subpopulações de linfócitos T PD-1⁺ estão aumentadas nos LL, assim como os diferentes tipos de monócitos PD-L1⁺ e PD-L2⁺. Por fim, observamos que o bloqueio de PD-1 foi capaz de aumentar a frequência de células produtoras de TNF e IFN-γ nos LL. Tomados em conjunto, nossos dados sugerem que os linfócitos T reguladores e a expressão parâmetros de exaustão parecem participar na manutenção do perfil hiporresponsivo dos pacientes MB e que bloqueio de PD-1 pode contribuir para o reestabelecimento da ação efetora linfocitária.
Abstract
Leprosy is a chronic, neglected, and infectious disease typical of tropical countries. In Brazil, most patients have the multibacillary form (MB), which is responsible for Mycobacterium leprae dissemination in environment. This clinical classification presents a reduced bacillary control due to high immunological hyporesponsiveness caused by Th2 lymphocytes, M2 macrophages and accentuated humoral immunity, which culminate in high bacterial load, mainly in lepromatous patients (LL). However, these immunological elements don’t seem to be the only contributing to such suppression. Therefore, our work investigated the influence of regulatory T lymphocytes and T lymphocytes expressing exhaustion molecules in maintenance of hyporesponsive response in lepromatous leprosy patients. For this, we characterized, by flow cytometry, Treg cells as CD4⁺CD25⁺FOXP3⁺ and CD8⁺CD25⁺FOXP3⁺ ex vivo, as well as evaluated the frequency of these IL-10 and TGF-β producing cells in vitro. Furthermore, we quantified the concentration of cytokines produced in culture supernatant in vitro assay, by ELISA. In this first block of results, peripheral blood samples were collected from 18 newly diagnosed and untreated MB patients, 19 MB patients with Type I or II reactions and 15 healthy volunteers. Regarding this experimental design, our results showed that TregCD4⁺TGF-β⁺ and CD8⁺TGF-β⁺ are increased in MB patients and its depletion are involved in reaction episodes genesis. Furthermore, we identified that IL-6 and IL-17 are exacerbated in patients with type I reaction. For the second block of objectives, we recruited 46 LL patients, 60 paucibacillary (PB) patients and 36 healthy volunteers from an endemic area for leprosy. Subsequently, we evaluated the gene expression of molecules involved in exhaustion from peripheral blood cells and skin lesion fragment by PCR. We also identified, in skin sample, the frequency of CD3⁺PD-1⁺DAPI⁺ and CD3⁺LAG-3⁺DAPI⁺ cells by immunofluorescence, and in plasma we measured the concentration of soluble PD-1 through ELISA. And through flow cytometry we evaluated the frequency of CD3⁺CD4⁺PD-1⁺ and CD3⁺CD8⁺PD-1⁺ cells ex vivo, from peripheral blood, as well as the monocyte subpopulations CD14⁺CD16⁺PD-L1⁺, CD14⁺CD16⁺PD-L2⁺, CD14⁺CD16ⁿᵉᵍPD-L1⁺, CD14⁺CD16ⁿᵉᵍPD-L2⁺, CD14ⁿᵉᵍCD16⁺PD-L1⁺, CD14ⁿᵉᵍCD16⁺PD-L2⁺. Finally, we analyzed the frequency of IFN-γ and TNF-producing peripheral blood mononuclear cells after PD-1 blockade with monoclonal antibody, also by flow cytometry. The results revealed that in skin from LL patients had a higher gene expression of PD-1 and LAG-3, and in fact these molecules were being transcribed, since the immunofluorescence showed a elevated frequency of CD3⁺PD-1⁺DAPI⁺ and CD3⁺PD1⁺DAPI⁺ cells in these individuals. In plasma, we identified that LL individuals have a higher concentration of soluble PD-1, compared to PB, and that this metric is inversely proportional to age. Furthermore, all subpopulations of PD1⁺ T lymphocytes are increased in LL, as are different types of PD-L1⁺ and PD-L2⁺ monocytes. Finally, we observed that PD-1 blockade was able to increase the frequency of TNF and IFN-γ producing cells in LL. Taken together, our data suggest that regulatory T lymphocytes and expression parameters of exhaustion seem to contribute to hyporesponsive profile of MB patients, and that PD-1 blockade could participate to the reestablishment of lymphocyte effector action.
DeCS
Receptor de Morte Celular Programada 1Proteína do Gene 3 de Ativação de Linfócitos
Exaustão do Sistema Imunitário
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