Mukowiscydoza u dzieci a odpowiedź immunologiczna typu 3. Badanie wskazuje na zmiany IL-22, IL-17A i IL-10

Mukowiscydoza u dzieci może wiązać się ze swoistymi zmianami ogólnoustrojowej odpowiedzi immunologicznej typu 3 oraz mechanizmów regulacyjnych. W badaniu obejmującym zdrowe osoby z grupy kontrolnej, dzieci z klinicznie stabilną mukowiscydozą oraz pacjentów pediatrycznych w okresie zaostrzenia płucnego wykazano różnice dotyczące m.in. populacji komórek produkujących IL-22 i IL-10 oraz stężenia IL-17A w osoczu. Wyniki opublikowane w czasopiśmie Molecular Biology Reports sugerują, że profil ogólnoustrojowej odpowiedzi immunologicznej może różnić się między stabilnym okresem choroby a zaostrzeniem płucnym.

Mukowiscydoza i odpowiedź immunologiczna typu 3

Mukowiscydoza jest chorobą autosomalną recesywną spowodowaną patogennymi wariantami genu CFTR, kodującego białko cystic fibrosis transmembrane conductance regulator. Nieprawidłowa funkcja CFTR zaburza transport jonów przez nabłonek i prowadzi do zmian sprzyjających gromadzeniu się gęstej wydzieliny, upośledzeniu oczyszczania śluzowo-rzęskowego oraz przewlekłym procesom zapalnym w drogach oddechowych.

Autorzy publikacji skoncentrowali się na elementach odpowiedzi immunologicznej typu 3, ze szczególnym uwzględnieniem IL-17A i IL-22. Cytokiny te były wcześniej wiązane z procesami zachodzącymi w drogach oddechowych osób z mukowiscydozą, natomiast mniej danych dotyczy ogólnoustrojowych zmian tych szlaków u pacjentów pediatrycznych.

Autorzy i ośrodki badawcze

Autorami publikacji są Tuğba Nur Gür, Zehra Buşra Azizoğlu, Yesim Haliloğlu, Fatma Zehra Okuş, Şerife Erdem, Melih Hangül, Mehmet Köse, Ahmet Eken oraz Halit Canatan.

Badacze reprezentowali kilka jednostek naukowych i klinicznych w Turcji i Szwecji, w tym Department of Medical Biology, Institute of Health Sciences w Kayseri, Department of Medical Biology, School of Medicine, Erciyes University, Betul-Ziya Eren Genome and Stem Cell Center (GENKÖK), Erciyes University, Department of Oncology-Pathology, Karolinska Institute w Sztokholmie, Department of Immunology, School of Medicine, Ahi Evran University oraz Department of Pediatrics, School of Medicine, Erciyes University.

Praca została opublikowana w czasopiśmie Molecular Biology Reports.

Jak zaprojektowano badanie?

Badanie przeprowadzono z wykorzystaniem próbek krwi obwodowej pochodzących od trzech grup uczestników. Grupa kontrolna obejmowała 20 zdrowych osób. Drugą grupę stanowiło 20 pacjentów pediatrycznych z klinicznie stabilną mukowiscydozą, natomiast trzecią – 8 dzieci z mukowiscydozą w okresie zaostrzenia płucnego.

Łącznie analiza obejmowała 48 uczestników. Podział na trzy grupy umożliwił autorom porównanie dzieci z mukowiscydozą ze zdrową grupą kontrolną, a jednocześnie zestawienie dwóch różnych stanów klinicznych choroby – okresu stabilnego i zaostrzenia płucnego.

Analiza komórek krwi obwodowej

Z krwi obwodowej izolowano jednojądrzaste komórki krwi obwodowej, czyli PBMC, wykorzystując wirowanie w gradiencie gęstości Ficoll-Hypaque.

Następnie komórki stymulowano 12-mirystynianem 13-octanu forbolu oraz jonomycyną. Po stymulacji za pomocą cytometrii przepływowej oceniano wewnątrzkomórkową produkcję IL-17A, IL-22 oraz IL-10.

Analiza obejmowała zarówno populacje komórek CD3-dodatnich, jak i CD3-ujemnych, co pozwalało określić, w których populacjach występowały różnice w zdolności do produkcji badanych cytokin.

Oznaczenia cytokin w osoczu

Równolegle oceniano stężenia IL-17A, IL-22 oraz czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów – GM-CSF – w osoczu. Do oznaczeń zastosowano metodę immunoenzymatyczną ELISA.

Najważniejsze wyniki badania

Większy procentowy udział limfocytów w stabilnej mukowiscydozie

Jedną z zaobserwowanych różnic był większy procentowy udział limfocytów u pacjentów ze stabilną klinicznie mukowiscydozą w porównaniu zarówno ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej, jak i z dziećmi doświadczającymi zaostrzenia płucnego.

Jednocześnie bezwzględna liczba limfocytów pozostawała porównywalna pomiędzy grupami. Oznacza to, że obserwowana różnica dotyczyła przede wszystkim względnego udziału limfocytów, a nie wykazanego wzrostu ich całkowitej liczby.

Zmiany dotyczące komórek produkujących IL-22

Jedne z najbardziej charakterystycznych obserwacji dotyczyły populacji komórek zdolnych do produkcji IL-22.

U dzieci z klinicznie stabilną mukowiscydozą stwierdzono zwiększoną bezwzględną liczbę komórek CD3⁺IL-22⁺ w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną.

W grupie stabilnej mukowiscydozy zwiększone były również częstość występowania i bezwzględna liczba komórek CD3⁻IL-22⁺.

W okresie zaostrzenia płucnego obserwowano zwiększoną częstość występowania komórek CD3⁻IL-22⁺.

Niższe stężenie IL-17A w osoczu

Kolejna różnica dotyczyła IL-17A. U pacjentów z klinicznie stabilną mukowiscydozą stężenie IL-17A w osoczu było niższe niż w zdrowej grupie kontrolnej.

Jest to istotna obserwacja w kontekście celu badania, ponieważ IL-17A należała do głównych cytokin analizowanych przez autorów w ramach oceny odpowiedzi immunologicznej typu 3.

Na podstawie samego abstraktu nie można jednak określić mechanizmu odpowiadającego za tę różnicę ani ustalić, czy ma ona bezpośrednie znaczenie prognostyczne, diagnostyczne lub terapeutyczne.

Zwiększona liczba komórek CD3⁺ produkujących IL-10

Badanie objęło również IL-10, związaną z regulacją odpowiedzi immunologicznej. U dzieci ze stabilną mukowiscydozą wykazano zwiększoną bezwzględną liczbę komórek CD3⁺IL-10⁺.

Autorzy zestawiają tę obserwację ze zmianami odpowiedzi typu 3 i wskazują, że pediatryczna mukowiscydoza może wiązać się nie tylko ze zmianami populacji komórek produkujących IL-22, lecz również z modyfikacją elementów odpowiedzi regulacyjnej.

IL-22 i GM-CSF w osoczu bez istotnych różnic

Nie wszystkie analizowane parametry różniły się pomiędzy badanymi grupami. Autorzy nie stwierdzili statystycznie istotnych różnic w stężeniu IL-22 w osoczu.

Nie wykazano również istotnych różnic dotyczących stężenia GM-CSF.

Rozróżnienie pomiędzy stężeniem cytokin w osoczu a częstością lub liczbą komórek zdolnych do ich produkcji ma w interpretacji badania istotne znaczenie. W przypadku IL-22 zmiany wykazano na poziomie określonych populacji komórkowych, ale nie na poziomie stężenia cytokiny w osoczu.

Stabilna mukowiscydoza i zaostrzenie mogą mieć odmienny profil immunologiczny

Na podstawie uzyskanych wyników autorzy uznali, że pediatryczna mukowiscydoza wiąże się z selektywnymi zmianami krążących elementów odpowiedzi immunologicznej typu 3 oraz odpowiedzi regulacyjnej.

Profil obserwowany w stabilnej chorobie obejmował przede wszystkim zwiększenie wybranych populacji komórek produkujących IL-22, zmniejszone stężenie IL-17A w osoczu oraz zwiększoną liczbę komórek CD3⁺IL-10⁺.

Jednocześnie część zmian dotyczących komórek CD3⁻IL-22⁺ była widoczna także u pacjentów w okresie zaostrzenia płucnego.

Wyniki sugerują więc możliwość występowania różnych wzorców ogólnoustrojowej regulacji immunologicznej zależnie od stanu klinicznego chorego – stabilnego przebiegu mukowiscydozy lub zaostrzenia płucnego.

W praktyce klinicznej

Wyniki badania nie pozwalają obecnie traktować IL-17A, IL-22, IL-10 ani analizowanych populacji komórek jako zwalidowanych biomarkerów służących do rozpoznawania zaostrzeń, monitorowania mukowiscydozy czy podejmowania decyzji terapeutycznych.

Szczególnie ostrożna interpretacja jest potrzebna ze względu na niewielką liczebność grupy pacjentów podczas zaostrzenia płucnego, obejmującej osiem osób. W dostępnym abstrakcie nie przedstawiono ponadto pełnej charakterystyki klinicznej uczestników ani szczegółowych danych pozwalających samodzielnie ocenić wszystkie aspekty analizy statystycznej.

Badanie należy więc traktować przede wszystkim jako wskazanie kierunku dalszych badań nad ogólnoustrojową immunologią mukowiscydozy u dzieci.

Potrzebne są większe badania podłużne

Autorzy podkreślają potrzebę potwierdzenia uzyskanych obserwacji w większych kohortach oraz w badaniach podłużnych. Taki projekt pozwoliłby oceniać zmiany odpowiedzi immunologicznej u tych samych pacjentów w różnych fazach choroby, w tym w okresie stabilnym i podczas zaostrzenia płucnego.

Dopiero dalsze badania mogą odpowiedzieć na pytanie, czy obserwowane różnice są względnie trwałą cechą immunologiczną mukowiscydozy, zmieniają się wraz ze stanem klinicznym chorego czy mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie jako element oceny przebiegu choroby.