Comparative evaluation of memory T cells in COVID-19 patients and the predictive role of CD4+CD8+ double positive T lymphocytes as a new marker

SUMMARY BACKGROUND: The COVID-19 pandemic has affected the entire world, posing a serious threat to human health. T cells play a critical role in the cellular immune response against viral infections. We aimed to reveal the relationship between T cell subsets and disease severity. METHODS: 40 COVID-19 patients were randomly recruited in this cross-sectional study. All cases were confirmed by quantitative RT-PCR. Patients were divided into two equivalent groups, one severe and one nonsevere. Clinical, laboratory and flow cytometric data were obtained from both clinical groups and compared. RESULTS: Lymphocyte subsets, CD4+ and CD8+ T cells, memory CD4+ T cells, memory CD8+ T cells, naive CD4+ T cells, effector memory CD4+ T cells, central memory CD4+ T cells, and CD3+CD4+ CD25+ T cells were significantly lower in severe patients. The naive T cell/CD4 + EM T cell ratio, which is an indicator of the differentiation from naive T cells to memory cells, was relatively reduced in severe disease. Peripheral CD4+CD8+ double-positive T cells were notably lower in severe presentations of the disease (median DP T cells 11.12 µL vs 1.95 µL; p< 0.001). CONCLUSIONS: As disease severity increases in COVID-19 infection, the number of T cell subsets decreases significantly. Suppression of differentiation from naive T cells to effector memory T cells is the result of severe impairment in adaptive immune functions. Peripheral CD4+CD8+ double-positive T cells were significantly reduced in severe disease presentations and may be a useful marker to predict disease severity.

RESUMO OBJETIVO: A pandemia de COVID-19 tem afetado o mundo todo, constituindo uma ameaça grave para a saúde humana. As células T desempenham um papel crítico na imunidade celular contra infecções virais. Procuramos desvendar a relação entre sub grupos de células T e a severidade da doença. MÉTODOS: Um total de 40 pacientes com COVID-19 foram aleatoriamente recrutados para o presente estudo transversal. Todos os casos foram confirmados por RT-PCR quantitativo. Os pacientes foram divididos em dois grupos equivalentes, um grave e um não-grave. Os dados da avaliação clínica, laboratorial e da citometria de fluxo foram obtidos para ambos os grupos e comparados. RESULTADOS: Os subconjuntos de linfócitos, células T CD4+ e CD8+, células T de memória CD4+, células T de memória CD8+, células T CD4+ virgens, células T efetoras CD4+, células T de memória central CD4+ e células T CD3+ CD4+ CD25+ estavam significativamente mais baixas nos pacientes graves. A razão células T virgens/células T efetoras TCD4+, que é um indicador da diferenciação entre células T virgens e células de memória, estava relativamente reduzida em casos graves da doença. As células T duplo-positivas CD4+CD8+ periféricas estavam notavelmente mais baixas em casos graves da doença (mediana das células T DP: 11,12 µL vs. 1,95 µL; p< 0,001). CONCLUSÃO: Conforme aumenta a gravidade da doença nos casos de COVID-19, o número de subconjuntos de células T diminui significativamente. A supressão da diferenciação de células T virgens para células T efetoras é o resultado do comprometimento grave das funções imunológicas adaptativas. As células T duplo-positivas CD4+CD8+ periféricas estavam notavelmente mais baixas em casos graves da doença e podem ser um marcador útil para predizer a severidade da doença.

Neutrófilos: aspectos clássicos, plasticidade e novas funções imunorregulatórias / Neutrophils: classical aspects, plasticity and new immunoregulatory functions

Os neutrófilos são o tipo leucocitário mais abundante em circulação, constituem a primeira linha de reconhecimento e defesa contra agentes infecciosos no tecido, tradicionalmente iniciam uma inflamação aguda e são responsáveis por uma resposta imune pró-inflamatória eficaz. Recentemente essas células vêm sendo descritas como complexas e com uma vasta capacidade de desempenhar funções especializadas, interagem com macrófagos, células dendríticas, e linfócitos TCD4+. É importante reconsiderar sua importância como célula efetora na imunidade adaptativa e as novas perspectivas sobre as funções imunorregulatórias nas reações imunológicas normais e patológicas. Nesta revisão, nosso foco é mostrar os aspectos clássicos e discutir o novo neutrófilo, expondo o que tem sido descrito na literatura recentemente.

Neutrophils are the most abundant leukocyte in blood and represent the first line recognition and defense against infectious agents in tissues, traditionally begin an acute inflammation and are responsible by an effective proinflammatory reaction. Recently these cells have been described with a large capacity to perform specialized functions like interaction with macrophages, dendritic cells and CD4 + T lymphocytes. It is important to reconsider its importance as effector cells in adaptive immunity and new perspectives on the immunoregulatory functions in normal and pathological immune responses. In this review, the focus is to show the classic aspects and discuss the "new neutrophils", exposing what has been described in literature recently

Modulação da proliferação, apoptose e autofagia de linfocitos T por RAGE / Modulation of proliferation, apoptosis and autophagy of T lymphocytes by RAGE

RAGE (Receptor for advanced glycation endproducts) é um receptor de padrões moleculares (PRR) reconhecido principalmente por seu envolvimento na patogênese de complicações secundárias do Diabetes Mellitus. Sua ativação está relacionada à modulação da resposta imune-inflamatória, promovendo ativação, migração e maturação de leucócitos; e induzindo a liberação de citocinas inflamatórias. A sinalização via RAGE também está relacionada à regulação dos processos de sobrevivência, apoptose e autofagia celular. Pouco se sabe sobre o papel de RAGE na regulação desses processos em células da resposta imune adaptativa e, especificamente, em linfócitos T. Nosso objetivo foi avaliar a influência da ativação de RAGE na biologia de células T. Para isso, observamos seus efeitos na modulação da proliferação, apoptose e autofagia, e a contribuição da ativação de NF-κB na indução desses processos. Células de linhagem de linfócitos T (JM/Jurkat) foram estimuladas com os ligantes de RAGE BSA-AGE (100 e 200 µg/mL) e S100b (10 µg/mL). A estimulação também foi realizada mediante a pré-ativação do receptor de células T (TCR). Experimentos de ganho de função foram realizados por meio da transfecção transitória das células com um vetor plasmidial de RAGE. A proliferação celular foi determinada por ensaio de exclusão com azul de Trypan. A apoptose foi avaliada através da detecção da fragmentação do DNA pelo método TUNEL e da expressão de p53, Bax e Bcl-2 por Western blot. Ainda por Western blot, observamos a expressão de proteínas características do processo de autofagia, p62 e LC3; e de p50, subunidade do fator de transcrição NF-κB. O estímulo com BSAAGE e S100b não alterou a proliferação e a viabilidade, mas, em células transfectadas, esse estímulo tendeu a aumentar a proliferação e a viabilidade, sobretudo após a pré-ativação das células. O BSA-AGE e o S100b produziram efeitos distintos sobre a apoptose a depender da pré-ativação e do período experimental avaliado. O estímulo com os agonistas de RAGE atenuaram a inibição de LC3 e p53 induzida pela camptotecina. Efeito de "resgate" semelhante foi verificado na expressão de p50. O estímulo de RAGE parece favorecer a proliferação e a autofagia de linfócitos T. Os seus efeitos sobre a apoptose variam de acordo com o tipo, concentração e período de exposição ao ligante utilizado

RAGE (Receptor for advanced glycation endproducts) is a pattern recognition receptor (PRR) that is especially recognized for its involvement in the pathogenesis of secondary complications of Diabetes Mellitus. Its activation is related to the modulation of immune-inflammatory responses, by promoting activation, maturation and migration of leukocytes, as well as the induction of inflammatory cytokines. RAGE signaling is also related to the regulation of cellular processes like survival, apoptosis and autophagy. Little is known about the role of RAGE in the regulation of these processes in cells of the adaptive immune response, specifically in T lymphocytes. Our main purpose was to evaluate the influence of RAGE activation in T cell biology. We observed the role of this receptor in the modulation of proliferation, apoptosis and autophagy, and the contribution of NF-kB in the induction of these processes. A human cell line of T lymphocytes (JM/ Jurkat) were stimulated with the RAGE ligands: BSA-AGE (100 and 200 µg/mL) and S100B (10 µg/mL). The stimulation was also performed after pre-activation of the T cell receptor (TCR). Gain of function experiments were performed by transient transfection of cells with a plasmid vector to increase RAGE expression. Cell proliferation was determined by Trypan blue dye exclusion assay. Apoptosis was assessed by the detection of DNA fragmentation by the TUNEL method, and p53, Bax and Bcl-2 expression by Western blotting. Also by Western blotting, we observed the effect of RAGE on the expression of autophagy-related proteins, p62 and LC3, and on the expression of p50, subunit of the transcription factor, NF-κB. The stimulation with BSA- AGE and S100b did not alter the proliferation and viability, but, in transfected cells, this stimulation tended to increase proliferation and viability, especially after the cell pre-activation. BSA-AGE and S100b had distinct effects on apoptosis depending on the cell pre-activation and trial period evaluated. The stimulation with agonists of RAGE attenuated the inhibition of LC3 and p53 induced by camptothecin. Similar effect was observed in the expression of p50. The stimulation of RAGE seems to favor the proliferation and autophagy of T lymphocytes. Its effects on apoptosis may vary according to the type, concentration and period of exposure to the ligand used

A Participação das respostas imunológicas nas doenças periodontais / The Participation of immune responses in periodontal disease

As Doenças Periodontais (DP) desencadeiam uma complexa estimulação do sistema imunológico do hospedeiro, tanto por parte da imunidade inata quanto da adquirida. Estudos verificados na literatura evidenciam a participação do sistema inato nas DP de diversas formas: ativação e sinalização dos Receptores Semelhantes a Toll (TLRs); produção de peptídeos antimicrobianos, como as defensinas e catelicidinas e a importante participação das células dendríticas na mediação entre as duas respostas imunológicas. A resposta imune adaptativa, por sua vez, embora com mecanismos de ação diferentes, guarda uma estreita relação com a resposta inata, de modo que sua ativação ocorre, principalmente, por células dendríticas participantes da imunidade natural. Estudos in vivo têm verificado o papel de citocinas, como: interleucina-10 (IL-10), interleucina-17 (IL-17) e INF-γ durante o desenvolvimento das DP bem como a influência dos anticorpos da imunidade humoral nos casos de DP. O presente artigo busca revisar como as respostas imunológicas do hospedeiro são expressas frente às DP.

Periodontal Disease (PD) triggers a complex stimulation of the host immune system by both innate and the acquired immunity. Studies reported in the literature demonstrates the involvement of the innate immune system in PD in several ways: activation and signaling Toll Like Receptor (TLRs), production of antimicrobial peptides such as defensins and cathelicidins and the important role of dendritic cells in mediating between the two immunologic responses. The adaptive immune response, in turn, albeit with different mechanisms of action, is closely related to the innate response, so that their activation occurs mainly by dendritic cells participating in the natural immunity. In vivo studies have verified the role of cytokines such as interleukin-10 (IL-10), interleukin-17 (IL-17) and INF-γ during the development of PD, as well as the influence of humoral antibodies in cases of PD. This article aims to review how the host's immune responses are expressed against the PD.

Modulação da proliferação, morte celular e expressão gênica de mediadores inflamatórios pela ativação de RAGE e TLR4 em células da resposta imune inata e adaptativa: papel das vias de sinalização p38 MAPK e NF-kB / Modulation of cell proliferation, survival and gene expression of inflammatory mediators by RAGE and TLR signaling in cells of the innate and adaptive immune response: role of p38 MAPK and NF-KB

O diabetes está associado à maior susceptibilidade à infecções e sepsis, demonstrando uma influência desta condição sobre a resposta imune. A doença periodontal é um tipo de infecção crônica, modulada pela resposta imune que apresenta maior prevalência e severidade em pacientes diabéticos. Nosso objetivo foi avaliar um possível sinergismo entre os receptores RAGE e TLR4 na modulação da proliferação celular, atividade metabólica, apoptose e expressão de citocinas inflamatórias em células da resposta imune inata e adaptativa. Como objetivo secundário, avaliamos o papel das vias de sinalização p38 MAPK e NF-kB na expressão dos genes inflamatórios por estas células após estimulação de RAGE e TLR4. Linhagens de células humanas de linfócitos T (JM) e monócitos (U937) foram estimulados com LPS e AGE-BSA tanto de forma independente como associados. A estimulação foi realizada também na presença e na ausência de inibidores bioquímicos para p38 MAPK (SB203580) e NF-kB (Bay 11-7082). A proliferação celular foi determinada por ensaio de exclusão azul de trypan, a apoptose pela via intrínseca e atividade metabólica foi avaliada por um ensaio bioquímico da função mitocondrial, a expressão de citocinas foi estudada por RT-PCR e RTqPCR e a ativação das vias de sinalização de interesse pelos estímulos utilizados foi investigada através de Western blotting. LPS e AGE-BSA não influenciaram a proliferação e sobrevivência celular de monócitos e linfócitos T após 24, 48 e 72 h. LPS, isoladamente ou associado a AGE, induziu a expressão de IL-6 e TNF-α em monócitos e células T, respectivamente. A ativação de p38 MAPK, mas não de NF-kB, foi necessária para a indução por LPS e LPS/AGE de IL-6 e TNF-α por LPS, isolado ou associado a AGE. A expressão de RNAm de RAGE foi detectada em ambos os tipos de célulares. RNAm de CCL3 foi expresso de forma mais marcante em monócitos, particularmente após estimulação com LPS. Não houve sinergismo na sinalização entre RAGE e TLR4 na modulação da expressão de IL-6, TNF-α, RAGE, CCR5 e CCL3 por monócitos e células T

Diabetes is associated to increased susceptibility to infections and sepsis, indicating that this condition modulates the immune response. Periodontal disease is one type of chronic infection, which is modulated by the immune response and presents with increased prevalence and severity in diabetic patients. Our objective was to evaluate a possible synergism between RAGE and TLR4 signaling on the modulation of cell proliferation, metabolic activity, apoptosis and gene expression of inflammatory cytokines by cells of the innate and adaptive immune response. As a secondary objective, we assessed the role of p38 MAPK and NF-kB signaling pathways on the expression of the inflammatory genes by these cells after stimulation of RAGE and TLR4. Human cell lines of T lymphocytes (JM) and monocytes (U937) were stimulated with LPS and AGE-BSA both independently and associated. Stimulation was also performed in the presence and absence of biochemical inhibitors for p38 MAPK (SB203580) and NF-kB (Bay 11-7082). Cell proliferation was determined by trypan blue dye exclusion assay, apoptosis by the intrinsic pathway and metabolic activity were assessed by a biochemical assay of the mitochondrial function, cytokine gene expression was studied by RTPCR and RT-qPCR and the activation of the selected signaling pathways after RAGE and TLR4 activation was investigated by Western blotting. LPS and AGE-BSA did not influence cell proliferation and survival 24, 48 and 72 h after stimulation. LPS, alone or associated with AGE-BSA, induced expression of IL-6 and TNF- mRNA by monocytes and T cells, respectively. Activation of p38 MAPK, but not of NF-kB, was required for LPS and LPS/AGE-induced induction of IL-6 and TNF. RAGE mRNA expression was detected in both cell types. CCL3 mRNA expression levels were higher in monocytes upon stimulation with LPS. There was no synergism between RAGE and TLR4 signaling on the expression of IL-6, TNF-, RAGE, CCR5 and CCL3 by monocytes and T cells

Efeitos cardiovasculares da transferência adotiva de linfócitos T reguladores em camundongos submetidos à infusão crônica de angiotensina II e de aldosterona / Cardiovascular effects of adoptive transfer of regulatory T lymphocytes in mice submitted to chronic infusion of angiotensin II and aldosterone

A angiotensina (Ang) II e aldosterona induzem hipertensão arterial por mecanismos em parte mediados pela imunidade adaptativa, envolvendo linfócitos T auxiliares respondedores (Tresp). Os linfócitos T reguladores (Treg) são capazes de suprimir os efeitos pró-inflamatórios do sistema imune. O presente estudo avaliou se a transferência adotiva de Treg é capaz de prevenir a hipertensão e a lesão vascular induzidas pela AngII ou pela aldosterona, em dois protocolos distintos. No protocolo com Ang II, camundongos machos C57BL/6 sofreram a injeção endovenosa de Treg ou Tresp, sendo depois infundidos com Ang II (1ug/kg/min), ou salina (grupo controle) por 14 dias. No protocolo com aldosterona, um outro conjunto de animais sofreu injeções de Treg ou Tresp, sendo depois infundido com aldosterona (600ug/kg/d) ou salina (grupo controle), pelo mesmo intervalo de tempo. O grupo tratado com aldosterona recebeu salina 1% na água. Tanto o grupo Ang II como aldosterona apresentaram elevação da pressão arterial sistólica (43% e 31% respectivamente), da atividade da NADPH oxidase na aorta (1,5 e 1,9 vezes, respectivamente) e no coração (1,8 e 2,4 vezes, respectivamente) e uma redução da resposta vasodilatadora à acetilcolina (de 70% e 56%, respectivamente), quando comparados com os respectivos controles (P<0,05). Adicionalmente, a administração de Ang II proporcionou um aumento rigidez vascular (P<0,001), na expressão de VCAM-1 nas artérias mesentéricas (P<0,05), na infiltração aórtica de macrófagos e linfócitos T (P<0,001) e nos níveis plasmáticos das citocinas inflamatórias interferon (INF)-y, interleucina (IL)-6, Tumor necrosis factor (TNF)-a e IL-10 (P<0,05). Ang II causou uma queda de 43% no número de células Foxp3+ no córtex renal, enquanto que a transferência adotiva de Treg aumentou as células Foxp3+ em duas vezes em comparação com o controle. A administração de Treg preveniu o remodelamento vascular induzido pela aldosterona, observado na relação média/lúmen...

Angiotensin (Ang) II and aldosterone (aldo) induce hypertension through mechanisms in part mediated by adaptive immunity and T responder lymphocytes. T regulatory (Treg) lymphocytes suppress pro-inflammatory mediators of the immune system. We questioned whether Treg adoptive transfer will blunt Ang II or aldo-induced hypertension and vascular injury, by evaluating two distinct protocols. In the Ang II protocol, male C57BL/6 mice were injected i.v. with Treg or T responder cells, and then infused with Ang II (1ug/kg/min) or saline, for 14 days. In the aldosterone protocol, another set of animals was injected with Treg or T responder cells, and then infused with aldosterone (600ug/kg/d) or saline, for the same period. The aldosterone group received saline 1% in drinking water. Both Ang II and aldosterone treated mice presented an increase in systolic blood pressure (43% and 31% respectively), of NADPH oxidase activity in aorta (1.5 and 1.9 fold, respectively) and heart (1.8 and 2.4 fold respectively) and an impaired vasodilatory response do acetylcholine (by 70% and 56% respectively), when compared to their controls (P<0.05). In addition, Ang II administration resulted in increased vascular stiffness (P<0.001), mesenteric artery vascular cell adhesion molecule (VCAM-1) expression (P<0.05), aortic macrophage and T cell infiltration (P<0.001), and the plasma levels of the inflammatory cytokines INF-y, IL-6, TNF-a, and IL-10 (P<0,05). And II caused a 43% decrease in the number of Foxp3+ cells in the renal cortex, while Treg adoptive transfer increased Foxp3+ cells 2-fold compared to control. Treg administration prevented aldosterone-induced vascular remodelling, as observed by media to lumen ratio and media cross sectional area analysis of mesenteric arteries (P<0,05). All the above were prevented by Treg but not by T responder cell adoptive transfer. These results demonstrate that Treg suppress Ang II of aldo-mediated vascular injury and BP elevation...

Fundamental mechanisms of immune response to oral bacteria and the main perspectives of a vaccine against dental caries: a brief review / Mecanismos fundamentais de resposta imune contra bactérias bucais e as principais perspectivas para uma vacina anticárie: uma breve revisão

Dental caries may be defined as a complex multifatorial disease in that a broad group of biological, socio-economic and cultural factors interact directly or indirectly in the establishment and colonization of cariogenic microorganisms within the microbial community of the dental biofilm. Innate and adaptative immunity are two fundamental aspects of the immune system response against infections, such as dental caries. Besides, the majority of pathogenic infectious agents enter the organisms by the oral route. Consequently, the mucosal tissue, associated exocrine glands and saliva contributes to the protection of the oral cavity because contain cells responsible for antigen internalization and antibodies specific to oral bacteria. Macrophages are phagocytic cells that can internalize and kill bacteria by several mechanisms of internalization, including endocytosis, macropinocytosis and phagocytosis. Streptococcus mutans is the major pathogen of dental caries due to its ability to adhere and accumulate on tooth surfaces, using different virulence factors (AgI/II, Gtf, Gbps). Recent studies demonstrated protection against experimentally induced dental caries for vaccines containing intact or peptides from antigen I/II, Gtf or Gbp and vaccines containing a combination of antigens. The present review summarizes the fundamental mechanisms of host immune responses to oral bacteria and the main perspectives of a vaccine against dental caries.

A cárie dentária pode ser definida como uma doença complexa multifatorial causada por fatores biológicos, socioeconômicos e culturais que interagem direta ou indiretamente na colonização e estabelecimento de microrganismos cariogênicos na comunidade microbiana do biofilme dentário. As imunidades inata e adaptativa são os dois aspectos fundamentais de resposta do sistema imune contra infecções, como a cárie dentária. Além disso, a maioria dos agentes infecciosos patogênicos entra no organismo por via oral. Consequentemente, o tecido mucoso, associado com as glândulas exócrinas e a saliva contribuem para a proteção da cavidade bucal por conterem células responsáveis pela internalização de antígenos ou anticorpos contra as bactérias bucais. Os macrófagos são células fagocíticas que podem internalizar e eliminar bactérias por diversos mecanismos de internalização, como a endocitose, macropinocitose e fagocitose. Streptococcus mutans é o principal patógeno da cárie dentária por sua habilidade em aderir e acumular nas superfícies dentárias, usando diferentes fatores de virulência (AgI/II, Gtf e Gbps). Estudos recentes têm demonstrado proteção contra cárie induzida experimentalmente utilizando vacinas contendo antígenos intactos ou peptídeos a partir de AgI/II, Gtf ou Gbps ou uma combinação de antígenos. A presente revisão sumariza os mecanismos fundamentais de resposta imune contra bactérias bucais e as principais perspectivas de uma vacina anticárie.

Componentes das imunidades inata e adaptativa presentes na saliva humana / Components of the innate and adaptative immunity present in human saliva

A cavidade bucal é a porta principal de entrada de patógenos para o corpo humano. No entanto, devido a um complexo mecanismo de defesa, os inúmeros agentes infecciosos que colonizam ou penetram a cavidade bucal não ocasionam patologias. A saliva, além de desempenharas funções de hidratação e lubrificação dos tecidos da cavidade bucal, atua diretamente na regulação da microbiota e na proteção contra microrganismos. A função de proteção é desempenhada por componentes celulares e moleculares pertencentes às imunidades inata e adaptativa que atuam sobre bactérias, fungos e vírus. As proteínas da imunidade inata constituem a primeira linha de defesa do organismo, e as imunoglobulinas, secretadas pelos linfócitos B1 da imunidade inata e pelos linfócitos B da imunidade adaptativa, potencializam esse mecanismo protetor. Nesta revisão foram destacados os principais componentes celulares e moleculares pertencentes ao Sistema Imune Inato e ao Sistema Imune Adaptativo que atuam na proteção e na manutenção da homeostasia da cavidade bucal

The oral cavity is the main pathway through which pathogens enter the human body. However, as a result of a complex defense mechanism, the numerous infectious agents that enter and colonize the oral cavity do not cause pathologies. Besides moisturizing and lubricating the oral cavity tissues, the saliva acts directly in the regulation of the microbiota and in the protection against microorganisms. The protective function is performed by the cellular and molecular components of the innate and adaptive immunity, which act against bacteria, fungi and viruses. The proteins of the innate immunity are the organism first line of defense and the immunoglobulin, which are secreted by the B1 lymphocytes of the innate immunity and B lymphocytes of the adaptive immunity, boost the protective mechanism. In this review we emphasize the main cellular and molecular components that belong to the Innate Immune System and to the Adaptive Immune System, which act in the protection and the maintenance of the oral cavity homeostasis