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Lymphocyte subpopulations and cytokine expression in uveitis / Marta Catarina Esteves Guedes ; orient. Rui Proença, Luis Miguel Borrego

Main Author Guedes, Marta Catarina Esteves Secondary Author Proença, Rui
Borrego, Luís Miguel Nabais
Publication Lisboa : NOVA Medical School, 2021 Description 148 p. : il. Abstract RESUMO: As subpopulações linfocitárias, e em particular as células T reguladoras (Tregs), têm sido alvo de intensa investigação nos últimos anos. As Tregs são células reconhecidas pelo seu papel imunorregulador e responsáveis pela expressão de citocinas anti-inflamatórias como, por exemplo, a IL-10 e o TGF-β. A redução de níveis circulantes de Tregs tem sido associada a várias doenças auto imunes, particularmente em casos de doença activa. No caso da uveíte não-infecciosa (NIU), os resultados têm sido contraditórios, sendo necessários estudos adicionais para que se possa entender o papel definitivo da frequência e função das subpopulações de células Tregs na sua patogénese. O presente estudo tem como objectivo analisar as subpopulações linfocitárias, em especial a subpopulação Treg, bem como os perfis de citocinas inflamatórias e anti-inflamatórias circulantes de doentes com NIU activa, comparando-os com os de controlos normais. Há ainda a realçar a análise adicional de um subgrupo de doentes com NIU após tratamento e resolução da uveíte. Em doentes com uveíte infecciosa (IU) foram ainda analisadas amostras de humor aquoso (HAq), tendo em vista a caracterização de um perfil de citocinas. Em doentes com NIU activa não foram encontradas diferenças significativas nos níveis periféricos de Tregs (incluindo naïve e de memória) relativamente aos controlos. Em doentes avaliados ao longo do tempo, os nossos resultados mostraram um aumento das percentagens de Tregs totais e de memória, numa primeira avaliação, mas novamente sem diferença relativamente aos controlos após o tratamento. Ainda assim é interessante observar que este aumento inicial nas percentagens de Tregs totais e de memória não foi acompanhado de um aumento significativo na expressão de CD39, o que pode significar a perda da normal função supressora destas células. Relativamente aos níveis séricos de citocinas em doentes com NIU e controlos, os nossos resultados mostraram uma tendência para elevação da IL-17 no grupo com uveíte, bem como correlações positivas entre o ratio de citocinas inflamatórias (TNF-α + IFN-ɣ + IL-17) /anti-inflamatórias (IL-10 + TGF-β) e o ratio IL-17/IL-10 com as contagens absolutas de Tregs de memória. Para além disso, níveis séricos mais elevados de IL-17 mostraram uma associação com concentrações mais elevadas de Tregs naïve e de memória e ainda com níveis séricos mais elevados de TNF-α e de IFN-ɣ.Após tratamento, houve uma diminuição significativa nos níveis circulantes de IL-17 e de TNF-α no grupo de doentes com NIU em remissão, bem como uma redução significativa, entre avaliações, no ratio de citocinas inflamatórias/anti-inflamatórias. Por fim, no grupo de doentes com IU, os nossos resultados mostraram um aumento das concentrações de IL-10, TNF-α e IFN-ɣ no humor aquoso de doentes com infecção intraocular comprovada por vírus varicella zoster (VVZ). Já no sangue periférico, não se encontraram diferenças significativas entre perfis de citocinas de doentes e controlos saudáveis. Os nossos resultados não apoiam a utilização isolada da frequência periférica total de Tregs como um biomarcador de uveíte activa. Pensamos que este estudo é pioneiro na avaliação de subpopulações Treg naïve e de memória, e sua respectiva expressão CD39, no sangue periférico de doentes com NIU. No entanto, são necessários mais estudos para que o papel individual de cada uma destas subpopulações Treg na patogénese e eventual tratamento da NIU possa ser esclarecido. Relativamente aos perfis de citocinas em doentes com uveíte de causa infecciosa e não-infecciosa, este trabalho de investigação permite sublinhar a importância da citocina IL-17 na NIU activa e uma eventual associação entre níveis intraoculares elevados de IL-10 e a uveíte associada a infecção por VVZ. Estes resultados podem vir a contribuir para a identificação de biomarcadores de inflamação intraocular activa e na investigação de novos alvos terapêuticos.
ABSTRACT: Lymphocyte subpopulations, particularly regulatory T-cells (Tregs), have been extensively studied in the last few years. Tregs are T-cells with an immunosuppressive role, responsible for the expression of regulatory cytokines like IL-10 and TGF-β. A reduction of circulating Treg levels has been associated with various auto-immune diseases, especially in active disease. As for non-infectious uveitis (NIU), results have been conflicting, and further studies are needed to better understand the role of the frequency and function of total Treg and subsets in NIU. The present thesis aimed to analyze the lymphocyte subpopulations, especially Tregs, as well as inflammatory and anti-inflammatory cytokines in patients with active NIU and compare them with normal controls. One subgroup of NIU patients was further evaluated after treatment and uveitis resolution. Later on, in infectious uveitis (IU) patients, aqueous humour (AqH) samples were also analyzed for cytokine characterization. In active NIU, we found no significant differences in Treg levels (including naïve and memory subsets) between patients and controls. In NIU patients evaluated over time, our results showed an increased percentage of both total and memory Tregs in patients with active inflammation, without significant difference from controls after treatment. Nevertheless, it is interesting that this initial increase in total and memory Treg percentages was not associated with an increased CD39 expression, which may lead us to speculate whether these cells maintained their normal suppressive function. When comparing serum cytokine levels in NIU patients and controls, our results showed a tendency for IL-17A elevation in the NIU group and positive correlations between the inflammatory (TNF-α + IFN-ɣ + IL-17A) /anti-inflammatory (IL-10 + TGF-β) cytokine ratio and the IL-17/IL-10 ratio with the absolute counts of memory Tregs. We also found that higher IL-17A levels were associated with higher serum concentrations of memory and naïve Tregs as well as higher TNF-α and IFN-ɣ levels. After treatment, lower levels of IL-17A and TNF-α were present in patients in uveitis remission. Furthermore, the inflammatory/anti-inflammatory ratio also showed a significant reduction between evaluations. As for cytokine levels in IU patients, our results showed that while there were no significant differences between patients and controls regarding serum cytokine profiles, increased concentrations of IL-10, TNF-α, and IFN-ɣ in the AqH samples were found in patients diagnosed with varicella-zoster virus (VZV)- associated uveitis. Our results do not support the role of total Treg frequency alone as a uveitis biomarker, and since, to our knowledge, these are the first studies addressing the role of Treg naïve and memory subsets and their respective CD39 expression in the peripheral blood of NIU patients, further studies should be addressed to elucidate the possible role of each subset in NIU pathogenesis and treatment. As for cytokine profiles in infectious and non-infectious uveitis, our results highlight the importance of IL-17 in active NIU and the possible association between elevated intraocular IL-10 levels and VZV associated infection. We hope that this work may contribute to finding new biomarkers for active intraocular inflammation and new therapeutic targets for future research.
Topical name Non-infectious uveitis
Infectious uveitis
Interleukin-10
Interleukin-17
Regulatory T cells
Academic Dissertation
CDU 616 Online Resources Click here to access the eletronic resource http://hdl.handle.net/10362/121836
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Documento Eletrónico Biblioteca NMS|FCM
online
RUN http://hdl.handle.net/10362/121836 Available 20210452

RESUMO: As subpopulações linfocitárias, e em particular as células T reguladoras (Tregs), têm sido alvo de intensa investigação nos últimos anos. As Tregs são células reconhecidas pelo seu papel imunorregulador e responsáveis pela expressão de citocinas anti-inflamatórias como, por exemplo, a IL-10 e o TGF-β. A redução de níveis circulantes de Tregs tem sido associada a várias doenças auto imunes, particularmente em casos de doença activa. No caso da uveíte não-infecciosa (NIU), os resultados têm sido contraditórios, sendo necessários estudos adicionais para que se possa entender o papel definitivo da frequência e função das subpopulações de células Tregs na sua patogénese. O presente estudo tem como objectivo analisar as subpopulações linfocitárias, em especial a subpopulação Treg, bem como os perfis de citocinas inflamatórias e anti-inflamatórias circulantes de doentes com NIU activa, comparando-os com os de controlos normais. Há ainda a realçar a análise adicional de um subgrupo de doentes com NIU após tratamento e resolução da uveíte. Em doentes com uveíte infecciosa (IU) foram ainda analisadas amostras de humor aquoso (HAq), tendo em vista a caracterização de um perfil de citocinas. Em doentes com NIU activa não foram encontradas diferenças significativas nos níveis periféricos de Tregs (incluindo naïve e de memória) relativamente aos controlos. Em doentes avaliados ao longo do tempo, os nossos resultados mostraram um aumento das percentagens de Tregs totais e de memória, numa primeira avaliação, mas novamente sem diferença relativamente aos controlos após o tratamento. Ainda assim é interessante observar que este aumento inicial nas percentagens de Tregs totais e de memória não foi acompanhado de um aumento significativo na expressão de CD39, o que pode significar a perda da normal função supressora destas células. Relativamente aos níveis séricos de citocinas em doentes com NIU e controlos, os nossos resultados mostraram uma tendência para elevação da IL-17 no grupo com uveíte, bem como correlações positivas entre o ratio de citocinas inflamatórias (TNF-α + IFN-ɣ + IL-17) /anti-inflamatórias (IL-10 + TGF-β) e o ratio IL-17/IL-10 com as contagens absolutas de Tregs de memória. Para além disso, níveis séricos mais elevados de IL-17 mostraram uma associação com concentrações mais elevadas de Tregs naïve e de memória e ainda com níveis séricos mais elevados de TNF-α e de IFN-ɣ.Após tratamento, houve uma diminuição significativa nos níveis circulantes de IL-17 e de TNF-α no grupo de doentes com NIU em remissão, bem como uma redução significativa, entre avaliações, no ratio de citocinas inflamatórias/anti-inflamatórias. Por fim, no grupo de doentes com IU, os nossos resultados mostraram um aumento das concentrações de IL-10, TNF-α e IFN-ɣ no humor aquoso de doentes com infecção intraocular comprovada por vírus varicella zoster (VVZ). Já no sangue periférico, não se encontraram diferenças significativas entre perfis de citocinas de doentes e controlos saudáveis. Os nossos resultados não apoiam a utilização isolada da frequência periférica total de Tregs como um biomarcador de uveíte activa. Pensamos que este estudo é pioneiro na avaliação de subpopulações Treg naïve e de memória, e sua respectiva expressão CD39, no sangue periférico de doentes com NIU. No entanto, são necessários mais estudos para que o papel individual de cada uma destas subpopulações Treg na patogénese e eventual tratamento da NIU possa ser esclarecido. Relativamente aos perfis de citocinas em doentes com uveíte de causa infecciosa e não-infecciosa, este trabalho de investigação permite sublinhar a importância da citocina IL-17 na NIU activa e uma eventual associação entre níveis intraoculares elevados de IL-10 e a uveíte associada a infecção por VVZ. Estes resultados podem vir a contribuir para a identificação de biomarcadores de inflamação intraocular activa e na investigação de novos alvos terapêuticos.

ABSTRACT: Lymphocyte subpopulations, particularly regulatory T-cells (Tregs), have been extensively studied in the last few years. Tregs are T-cells with an immunosuppressive role, responsible for the expression of regulatory cytokines like IL-10 and TGF-β. A reduction of circulating Treg levels has been associated with various auto-immune diseases, especially in active disease. As for non-infectious uveitis (NIU), results have been conflicting, and further studies are needed to better understand the role of the frequency and function of total Treg and subsets in NIU. The present thesis aimed to analyze the lymphocyte subpopulations, especially Tregs, as well as inflammatory and anti-inflammatory cytokines in patients with active NIU and compare them with normal controls. One subgroup of NIU patients was further evaluated after treatment and uveitis resolution. Later on, in infectious uveitis (IU) patients, aqueous humour (AqH) samples were also analyzed for cytokine characterization. In active NIU, we found no significant differences in Treg levels (including naïve and memory subsets) between patients and controls. In NIU patients evaluated over time, our results showed an increased percentage of both total and memory Tregs in patients with active inflammation, without significant difference from controls after treatment. Nevertheless, it is interesting that this initial increase in total and memory Treg percentages was not associated with an increased CD39 expression, which may lead us to speculate whether these cells maintained their normal suppressive function. When comparing serum cytokine levels in NIU patients and controls, our results showed a tendency for IL-17A elevation in the NIU group and positive correlations between the inflammatory (TNF-α + IFN-ɣ + IL-17A) /anti-inflammatory (IL-10 + TGF-β) cytokine ratio and the IL-17/IL-10 ratio with the absolute counts of memory Tregs. We also found that higher IL-17A levels were associated with higher serum concentrations of memory and naïve Tregs as well as higher TNF-α and IFN-ɣ levels. After treatment, lower levels of IL-17A and TNF-α were present in patients in uveitis remission. Furthermore, the inflammatory/anti-inflammatory ratio also showed a significant reduction between evaluations. As for cytokine levels in IU patients, our results showed that while there were no significant differences between patients and controls regarding serum cytokine profiles, increased concentrations of IL-10, TNF-α, and IFN-ɣ in the AqH samples were found in patients diagnosed with varicella-zoster virus (VZV)- associated uveitis. Our results do not support the role of total Treg frequency alone as a uveitis biomarker, and since, to our knowledge, these are the first studies addressing the role of Treg naïve and memory subsets and their respective CD39 expression in the peripheral blood of NIU patients, further studies should be addressed to elucidate the possible role of each subset in NIU pathogenesis and treatment. As for cytokine profiles in infectious and non-infectious uveitis, our results highlight the importance of IL-17 in active NIU and the possible association between elevated intraocular IL-10 levels and VZV associated infection. We hope that this work may contribute to finding new biomarkers for active intraocular inflammation and new therapeutic targets for future research.

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