Papel de los linfocitos T foliculares en la fisiopatología de inmunodeficiencias primarias y enfermedades autoinmunitarias
- Autores: Vanesa Cunill Monjo
- Directores de la Tesis: Joana M. Ferrer Balaguer (dir. tes.), Jaime Pons de Ves (codir. tes.), Jordi Oliver Oliver (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de les Illes Balears ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Julio Iglesias Alzueta (presid.), Natalia Martínez Pomar (secret.), Rafael Maria Valdes Mas (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Investigación Traslacional en Salud Pública y Enfermedades de Alta Prevalencia por la Universidad de las Illes Balears
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RepositoriUIB
- Resumen
- español
Introducción Los linfocitos T foliculares (Tfh) son una subpoblación de linfocitos T CD4+ localizada en los centros germinales (CG) y especializada en el mantenimiento de la inmunidad humoral así como en la diferenciación de los linfocitos B. Encontramos distintas subpoblaciones de Tfh circulantes (c)Tfh (cTfh1, cTfh2, cTfh17 y cTfh17.1) con diferentes funciones y capacidad de colaboración con el linfocito B. Alteraciones en las subpoblaciones de cTfh han sido descritas en enfermedades infecciosas, trastornos autoinmunitarios y, más recientemente, en inmunodeficiencias primarias monogénicas.
El objetivo del presente estudio fue evaluar el papel de los cTfh en dos trastornos inmunológicos: la inmunodeficiencia variable común (IVC), una inmunodeficiencia primaria, y la esclerosis múltiple (EM), una enfermedad autoinmunitaria.
Contenido de la investigación La maduración y diferenciación de los linfocitos B, alterada en los pacientes con IVC, puede producirse en el interior de los CG mediante colaboración con los Tfh (vía de señalización IL-21/STAT3), o en focos extrafoliculares, independientemente del CG. Los pacientes con IVC presentaron en las células B vírgenes (CD27-) unos niveles similares de fosforilación de STAT3 (pSTAT3) a los observados en controles sanos. Por el contrario, sus células B de memoria (CD27+) mostraron un aumento selectivo de pSTAT3 tras estimulación a través del BCR (anti-IgM) o con estímulos T dependientes (anti-CD40) y anti-IgM, anti-CD40 o CpG-ODN en combinación con IL-21.
Además, en estos pacientes, describimos una alteración en la frecuencia y distribución de la subpoblación de cTfh. Concretamente, los pacientes con mayor alteración del compartimento B de memoria (grupo smB-) presentaron un incremento del porcentaje de cTfh, con aumento en los niveles de expresión de PD-1. Además, a diferencia de los controles sanos y de los pacientes con menor alteración del compartimento B de memoria (grupo smB+), presentaron una disminución de la subpoblación de cTfh17 y un aumento de las subpoblaciones cTfh1 y cTfh17.1, subpoblación análoga a la población patogénica Th17.1 descrita recientemente. También observamos una reducción, restringida de nuevo a los pacientes smB-, de los linfocitos T foliculares reguladores (Tfr).
La EM es considerada una enfermedad mediada por linfocitos T, sin embargo diversos estudios sugieren también la implicación de las células B. El dimetilfumarato (DMF) es un fármaco aprobado recientemente como tratamiento de primera línea para la EM recurrente-remitente (EMRR), cuyo mecanismo de acción no se ha descrito completamente.
Los pacientes con EMRR, previamente al tratamiento con DMF, presentaron un incremento de la subpoblación pro-inflamatoria cTfh17.1 junto con un descenso de la subpoblación cTfh2, lo que muestra un sesgo pro-inflamatorio comparado con los controles sanos. El tratamiento con DMF indujo un aumento progresivo de la subpoblación cTfh2, una disminución de las cTfh1 y de la subpoblación patogénica cTfh17.1. Una disminución similar de las subpoblaciones T no foliculares Th1 y Th17.1, junto con un aumento de la subpoblación anti-inflamatoria Th2 se observó durante el tratamiento con DMF. Estos cambios se acompañaron de un aumento en las células B vírgenes, una disminución en las células B de memoria y reducción de los niveles séricos de IgA, IgG2 e IgG3. El DMF no revirtió el perfil pro-inflamatorio de las subpoblaciones cTfh en tres pacientes a los que hubo que interrumpir el tratamiento con debido a la ausencia de respuesta clínica.
Conclusión La hiperfosforilación de STAT3 durante las respuestas inmunitarias junto al aumento de la subpoblación cTfh17.1 y del ratio cTfh1/cTfh17 podría comprometer la función de las células B y la generación de una respuesta humoral eficiente en pacientes con IVC del grupo smB-. Asimismo, la disminución de la subpoblación de Tfr podría incrementar el riesgo de padecer trastornos autoinmunitarios en estos pacientes.
En pacientes con EMRR los presentes resultados demuestran un perfil pro-inflamatorio posiblemente patogénico de las células cTfh, definido por un incremento de las células cTfh17.1 y disminución de las cTfh2 que se revirtió con el tratamiento con DMF. La monitorización de las subpoblaciones de cTfh durante el tratamiento con DMF podría convertirse en un marcador biológico de eficacia terapéutica.
- català
Introducció Els limfòcits T fol•liculars (Tfh) són una subpoblació de limfòcits T CD4+, localitzada als centres germinals (CG), especialitzada en la regulació del procés de diferenciació de les cèl•lules B i el manteniment de la immunitat humoral. Trobem distintes subpoblacions de Tfh circulants (c)Tfh (cTfh1, cTfh2, cTfh17, cTfh17.1) amb diferents funcions i capacitats de col•laboració amb el limfòcit B. S’han descrit alteracions de les subpoblacions de cTfh a malalties infeccioses, trastorns autoimmunitaris i, més recentment, en immunodeficiències primàries monogèniques.
L’objectiu d’aquest estudi fou avaluar el paper de les cèl•lules cTfh en dos trastorns immunològics: la immunodeficiència variable comú (IVC), una immunodeficiència primaria, i l’esclerosi múltiple (EM), una malaltia autoimmunitària.
Contingut de la investigació La maduració i diferenciació dels limfòcits B, defectuosa als pacients amb IVC, pot produir-se a l’interior dels CG mitjançant la col•laboració dels Tfh (via de senyalització IL-21/STAT3) o als focus extrafol•liculars, independents del GC. Els pacients amb IVC van presentar a cèl•lules B verges (CD27-) nivells de fosforilació de STAT3 (pSTAT3) semblants als controls sans. Per altra banda, les cèl•lules B de memòria (CD27+) mostraren un augment selectiu de pSTAT3 posterior a l’estimulació amb anti-IgM o anti-CD40, i anti-IgM, anti-CD40 o CpG-ODN en combinació amb IL-21.
A més, descrivim una alteració en la freqüència i distribució de la població de cTfh en pacients amb IVC. Concretament, els pacients amb una major alteració de cèl•lules B de memòria (grup smB-) mostraren un augment de cèl•lules cTfh, amb major nivells en l’expressió de PD-1. A més i, a diferència dels controls sans i dels pacients amb IVC amb una menor alteració de cèl•lules B de memòria (grup smB+), van presentar una disminució de la població de limfòcits cTfh17 i augments de cTfh1 i cTfh17.1, subpoblació anàloga a la població patogènica Th17.1 descrita recentment. A banda d’això, també s’observà una reducció restringida de nou, als pacients smB- dels limfòcits T fol•liculars reguladors (Tfr).
La EM és considerada una malaltia mediada per limfòcits T, no obstant això, diverses investigacions suggereixen també la implicació de les cèl•lules B en el desenvolupament de la malaltia. El dimetilfumarat (DMF) és un fàrmac oral de primera línia aprovat per el tractament de pacients amb EM recurrent-remitent (EMRR); el seu mecanisme d’acció no s’ha descrit completament.
Els pacients amb EMRR, prèviament al tractament amb DMF, van presentar un increment de la subpoblació pro-inflamatòria cTfh17.1 juntament amb una disminució de la subpoblació cTfh2, donant lloc a un biaix pro-inflamatori comparat amb els controls sans. El tractament amb DMF va induir un augment progressiu de la subpoblació cTfh2, i al mateix temps una disminució de les subpoblacions cTfh1 i cTfh17.1.
Una disminució semblant de les subpoblacions Th no-fol•liculars (Th1 i Th17.1), conjuntament amb l’augment de la subpoblació anti-inflamatoria Th2, s’observà durant el tractament amb DMF. Aquests canvis es van produir alhora d’un augment en les cèl•lules B verges, disminució en les cèl•lules B de memòria i una reducció dels nivells sèrics d´IgA, IgG2 i IgG3. Una de les troballes importants, fou que aquest efecte no es va observar en tres pacients en els que es va interrompre el tractament amb DMF per l'absència de resposta clínica al DMF. En aquests pacients no es va revertir el perfil pro-inflamatori de les subpoblacions cTfh.
Conclusió La hiperfosforilació de STAT3 durant les respostes immunitàries juntament amb l'augment de la subpoblació cel•lular cTfh17.1 i de la ràtio cTfh1/cTfh17 podria comprometre la funció de les cèl•lules B i induir una resposta humoral eficient en pacients amb IVC del grup smB-. A més, la disminució de les cèl·lules Tfr podrien incrementar el risc dels pacients amb IVC a patir trastorns autoimmunitaris.
En pacients amb EMRR els resultats presentats demostren un perfil pro-inflamatori de les cTfh possiblement patogènic, definit per un increment de les cèl•lules cTfh17.1 i disminució de cTfh2 que és revertit pel tractament amb DMF. La monitorització dels subconjunts de cTfh durant el tractament pot esdevenir un marcador biològic de l'eficàcia del DMF.
- English
Introduction Germinal center (GC) follicular helper T (Tfh) cells, expressing CD4 and CXCR5, are essential players in the regulation of B cell differentiation and maintenance of humoral immunity. Circulating (c)Tfh cells share phenotypic and functional properties with GC Tfh cells and distinct subpopulations (cTfh1, cTfh2, cTfh17 and cTfh17.1), with different functions and helper capabilities toward B cells, can be identified. Alterations in cTfh distribution and/or function have been described in infectious diseases, autoimmunity disorders and, more recently, several monogenic immunodeficiencies.
The aim of the present study was to evaluate the role of cTfh cells in two different immunological disorders: common variable immunodeficiency disease (CVID), a primary immunodeficiency, and multiple sclerosis (MS), an autoimmune disease.
Content of Investigation B-cell differentiation into memory B cells or antibody-secreting cells is defective in CVID patients. Maturation and differentiation of B-cells are driven by Tfh-cells' help in GC through the IL-21/STAT3 signaling pathway or through T-independent extra-follicular pathways. We first investigated if alterations in the IL-21/STAT3 axis and/or cTfh cells frequency or distribution could be related to defects found in CVID B cells.
Naïve CD27− B-cells from CVID patients showed similar levels of STAT3 phosphorylation (pSTAT3) to those from healthy controls. However, memory CD27+ B-cells from CVID patients showed selective STAT3 hyper-phosphorylation after activation with B-cell receptor engagement (anti-IgM) or T-dependent (anti-CD40) activation alone and anti-IgM, anti-CD40 or CpG-ODN combined with IL-21.
cTfh cells frequency and distribution were also altered in CVID patients. CVID patients with lower percentage of switch memory B cells (smB- group) had increased percentages of cTfh cells exhibiting higher programmed death-1 (PD-1) expression and altered subpopulations distribution. In contrast to CVID patients with higher percentage of switch memory B cells (smB+ group) and controls, cTfh cells from smB- CVID patients showed lower percentage of cTfh17 subpopulation and higher percentages of cTfh1 and cTfh17.1, a population analogous to the recently described pathogenic CXCR3+CCR6+ Th17.1 cells. Moreover, follicular regulatory T (Tfr) cells were remarkably decreased only in smB- CVID patients.
In the second part, we analysed cTfh subpopulations in relapsing-remitting MS (RRMS) patients and evaluated the impact of dimethyl fumarate (DMF) treatment on the distribution of these subpopulations, relating them to B cells changes and humoral response. MS is considered a T cell-mediated autoimmune disease, although several evidences also demonstrate a B cell involvement in its etiology.
DMF is a recently approved first-line treatment for RRMS patients and its mechanism of action is not completely understood. Untreated RRMS patients presented higher percentages of cTfh17.1 cells and lower percentages of cTfh2 cells consistent with a pro-inflammatory bias compared to healthy subjects. DMF treatment induced a progressive increase in cTfh2 cells, accompanied by a decrease in cTfh1 and also the pathogenic cTfh17.1 cells. A similar decrease of non-follicular Th1 and Th17.1 cells in addition to an increase in the anti-inflammatory Th2 subpopulation was detected upon DMF treatment, accompanied by an increase in naïve B cells and a decrease in switch memory B cells and IgA, IgG2, and IgG3 serum levels. Interestingly, this effect was not observed in three patients in whom DMF had to be discontinued due to an absence of clinical response.
Conclusion STAT3 hyper-phosphorylation during immune responses together with increased cTfh17.1 and cTfh1/cTfh17 ratio could influence B cell fate in smB- CVID patients, with a more compromised B cell compartment, and the decrease in Tfr cells may lead to an increased risk of autoimmune conditions in CVID patients.
In RRMS patients our results demonstrate a possible pathogenic cTfh pro-inflammatory profile, defined by high cTfh17.1 and low cTfh2 subpopulations that is reverted by DMF treatment. Monitoring cTfh subsets during treatment may become a biological marker of DMF effectiveness.
- español
