Flowcytometrická analýza T a B lymfocytárních subpopulací u pacientů s humorálními imunodeficiencemi

Mgr. Marcela Vlková, Ph.D.

Doctoral thesis

Flow cytometric analysis of T and B lymphocyte subpopulations in the patients with humoral immunodeficiencies

Abstract:

Běžný variabilní imunodeficit je primární humorální imunodeficit s neznámou etiologií. Obtížnost studia této choroby, nebo spíše skupiny chorob, souvisí s velkou heterogenitou v klinických a biologických aspektech dokonce i v případech výskytu této nemoci u více příslušníků jedné rodiny. Ve snaze o zjednodušení studia CVID vznikaly v průběhu let různá klasifikační schémata, která shromažďovala pacienty s podobnými klinickými příznaky nebo změnami ve funkci nebo v zastoupení B lymfocytárních subpopulací. Našim prvním cílem byla analýza B lymfocytárních subpopulací s následným zařazením pacientů s CVID z našeho pracoviště do Freiburgské klasifikace. Analýza B lymfocytárních subpopulací ukázala závislost počtu naivních a IgM paměťových lymfocytů na věku pacienta a tudíž na možnou nekonstantnost v zařazení CVID pacientů do současných klasifikačních schémat. V souvislosti se zařazením pacientů s CVID do Freiburgského klasifikačního schématu byly sledovány změny v zastoupení T lymfocytárních subpopulací. Měření a analýza CD8+ T lymfocytárních subpopulací ukázaly: 1. Zastoupení buněk s efektorovým paměťovým fenotypem je ve srovnání s kontrolní skupinou zvýšeno. 2. Zvýšené procentuální zastoupení terminálně diferencovaných efektorových buněk je závislé na zvyšování procentuálního zastoupení subpopulace nezralých IgM+CD21- B lymfocytů. 3. Naměřené abnormality pro CD8+ T lymfocytární subpopulace nejsou závislé na zařazení pacientů do skupin pacientů podle Freiburgské klasifikace Měření a analýza CD4+ T lymfocytárních subpopulací ukázaly: 1. Zastoupení buněk s aktivovaným paměťovým fenotypem je ve srovnání s kontrolní skupinou zvýšeno 2. Procentuální zastoupení aktivovaných a paměťových buněk je závislé na věku pacienta a na procentuálního zastoupení subpopulace nezralých IgM+CD21- B lymfocytů. 3. Nalezené abnormality jsou závislé na zařazení pacientů do skupin podle Freiburgské klasifikace: u pacientů skupiny Ia (snížený počet izotypově přepnutých paměťových B lymfocytů a zvýšený počet nezralých B lymfocytů), bylo nalezeno nejvíce statisticky významných odchylek v zastoupení CD4+ T lymfocytárních subpopulacích Podobně jako běžný variabilní imunodeficit patří i selektivní deficit IgA do skupiny protilátkových imunodeficitů. U obou těchto chorob můžeme předpokládat stejný nebo podobný genetický základ. Z těchto důvodů se dá předpokládat určitá podobnost změnv zastoupení subpopulací T nebo B lymfocytů. Naším cílem byla u pacientů s IgAD analýza T a B lymfocytárních subpopulací, srovnání naměřených dat s výsledky skupiny kontrolních osob a s výsledků skupiny pacientů s CVID. Analýza T lymfocytárních subpopulací u pacientů s IgAD neukázala žádné významnější změny v procentuálním zastoupení CD8+ T lymfocytů, na rozdíl od výsledků pacientů s CVID. Při hodnocení CD4+ T lymfocytů pacientů s IgAD bylo nalezeno zvýšené procentuální zastoupení CD25+ buněk a snížení procentuálního zastoupení HLA DR+ lymfocytů . Žádná z těchto změn není závislá na věku pacientů. B lymfocytární subpopulace pacientů s IgAD nevykazovaly žádné statisticky významné změny v počtu naivních, IgM paměťových a izotypově přepnutých B lymfocytů. Při podrobnější analýze bylo nalezeno zvýšené zastoupení CD38- B lymfocytů a změny v zastoupení IgM+lymfocytů na všech zkoumaných populacích B lymfocytů. Nalezené změny u B lymfocytárních populací IgAD pacientů nebyly dosud publikovány. Při analýze B lymfocytárních subpopulací u pacientů s CVID bylo nalezeno zvýšené procentuální zastoupení subpopulace CD21lowCD38low B lymfocytů. Zvýšené procento těchto buněk bylo nalezeno i u pacientů s IgAD. Bylo zjištěno, ž

Abstract:

e u pacientů s CVID, podobně jako u osob kontrolní skupiny, jsou B lymfocyty CD21lowCD38 převážně IgM pozitivní, kdežto u pacientů s IgAD je polovina těchto buněk IgM negativních. Analýza T a B lymfocytárních subpopulací u pacientů s CVID a IgAD ukázala odlišný charakter nalezených abnormalit pro T i B lymfocyty, což ukazuje na možnost, že mnohé z nalezených abnormalit nejsou primární, ale jsou získávány s postupem choroby a rostoucím věkem pacientů s CVID i IgAD.

Abstract:

Common variable immunodeficiency (CVID) is primary humoral immunodeficiency disease characterized by impaired antibody response. Although various abnormalities of T and B cells have been described, their pathogenetic roles are unclear. We determined T and B lymphocyte subsets known to be abnormal in CVID in order to disclose possible relations between numerical abnormalities in those cells. Markers associated with B cell development (CD21, CD27, IgM, IgD) were determined on B lymphocytes (CD19+); T lymphocyte development (CD45RA, CD45RO, CD62L) and activation markers (CD25, CD27, CD28, CD29, CD38, CD57, HLA-DR) were determined on CD4+ and CD8+ T lymphocytes in 42 CVID patients and in 33 healthy controls. Abnormalities in CD4+ T lymphocyte activation markers (increase in CD29, HLA-DR, CD45RO, decrease in CD27, CD62L, CD45RA) were observed particularly in patients with a decreased number of memory (CD27+) and mature (CD21+) B cells (group Ia according to the Freiburg group’s classification), while abnormalities observed in CD8+ cells (increase in CD27 and CD28 and decrease in HLA-DR, CD57 and CD38) did not depend upon grouping patients together according to B lymphocyte developmental subpopulations. We observed correlations between immature B cells (IgM+CD21–) and expression of CD27, CD62L, CD45RA, CD45RO and HLA-DR on CD4+ T cells in CVID patients but not in the control group. The expression of CD27 and CD45RA on CD4+ T lymphocytes, such as the percentage of IgD+CD27– and IgD+CD27+ cells in B lymphocytes, showed age dependency to be more significant than in the control group. Our study demonstrates that T and B lymphocyte abnormalities in CVID are partially related to each other. Some of those abnormalities are not definite, but may evolve with age of the patient. Selective deficiency of immunoglobulin A (IgAD) and CVID are genetically closely related diseases, both of unknown pathogenesis. A plethora of abnormalities in lymphocyte subpopulations and expression of activation markers were repeatedly documented in CVID patients, while almost no data are available about lymphocyte subpopulations in IgAD patients. We determined basic lymphocyte subpopulations and those subpopulations that were reported to be abnormal in CVID patients in 85 patients with IgAD, 47 patients with CVID and in 65 healthy controls. Statistical analysis was performed by the Mann–Whitney U-test; significant P-values were determined by means of Bonferoni’s correction. Our results showed an increase in the relative number of CD8+ cells and a decrease in the absolute number of CD4+ cells compared to healthy people, but similar abnormalities in CVID patients were much more expressed. IgAD patients had significantly decreased expression of HLA-DR and increased expression of CD25 on CD4+ T lymphocytes, also CD29 expression was decreased on CD8+ T cells, while other activation/differentiation markers on T cells (including the expression of CD45RA and CD45RO antigens) were not changed. There were no statistically significant abnormalities in B lymphocyte developmental stages in IgAD patients compared to healthy controls. Our observation showed that the majority of T and B lymphocyte subpopulation abnormalities described previously in CVID are not present in IgAD patients. An expanded CD21lowCD38low B cells population is present in the blood of some CVID patients. We observed an expansion of this population in patients with IgAD. These B cells are rare in the blood of healthy controls, but can be found in patients with autoimmune diseases. Our B cells analysis showed an decrease in CD38+ B cells in IgAD patients, which was found in all B cells populations of IgAD patients. Our results showed an decrease in the relative number of IgM+ B cells in IgAD patients. These observations may reflect disturbed B cell homeostasis in patients with IgAD.

Keywords

common variable immunodeficiency, B lymphocyte subsets, differentiation antigens, IgA deficiency, T lymphocyte subsets, age factor

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 5. 2008

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2008
• Supervisor: prof. MUDr. Jiří Litzman, CSc.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
General Medicine / Medical Microbiology and Immunology