A Multifaceted Analysis of Immune-Endocrine-Metabolic Alterations in Patients with Pulmonary Tuberculosis

Our study investigated the circulating levels of factors involved in immune-inflammatory-endocrine-metabolic responses in patients with tuberculosis with the aim of uncovering a relation between certain immune and hormonal patterns, their clinical status and in vitro immune response. The concentration of leptin, adiponectin, IL-6, IL-1β, ghrelin, C-reactive protein (CRP), cortisol and dehydroepiandrosterone (DHEA), and the in vitro immune response (lymphoproliferation and IFN-γ production) was evaluated in 53 patients with active untreated tuberculosis, 27 household contacts and 25 healthy controls, without significant age- or sex-related differences. Patients had a lower body mass index (BMI), reduced levels of leptin and DHEA, and increased concentrations of CRP, IL-6, cortisol, IL-1β and nearly significant adiponectin values than household contacts and controls. Within tuberculosis patients the BMI and leptin levels were positively correlated and decreased with increasing disease severity, whereas higher concentrations of IL-6, CRP, IL-1β, cortisol, and ghrelin were seen in cases with moderate to severe tuberculosis. Household contacts had lower DHEA and higher IL-6 levels than controls. Group classification by means of discriminant analysis and the k-nearest neighbor method showed that tuberculosis patients were clearly different from the other groups, having higher levels of CRP and lower DHEA concentration and BMI. Furthermore, plasma leptin levels were positively associated with the basal in vitro IFN-γ production and the ConA-driven proliferation of cells from tuberculosis patients. Present alterations in the communication between the neuro-endocrine and immune systems in tuberculosis may contribute to disease worsening

Estudios moleculares y funcionales en células mononucleares de pacientes con Tuberculosis pulmonar, estimuladas in vitro con Mycobacterium tuberculosis y tratadas con Cortisol y/o Dehidroepiandrosterona

La tuberculosis (TB) constituye la enfermedad infectocontagiosa que mayor número de muertes causa en el mundo. Su curso no depende sólo de la activación del Sistema Inmune sino también de su interacción con otros Sistemas como el Neuroendócrino. En trabajos previos demostramos la inhibición provocada por el Cortisol (GC), tanto en la blastogénesis como en la producción de IFN-γ y TNF-α, y el efecto inhibitorio de la ehidroepiandrosterona (DHEA) sobre la síntesis de TGF-β a partir de células mononucleares periféricas (CMP) de pacientes con TB, estimuladas específicamente. A fin de conocer si dicha inhibición se relacionaba con un aumento en la apoptosis de células inmunocompetentes, se cultivaron CMP de Pacientes con TB y Controles, estimuladas con Mtb sonicado (Tso), a las que se les adicionó GC y DHEA. Pudo observarse que la estimulación con Tso indujo mayor apoptosis en las células provenientes de pacientes con TB, sin modificaciones tras la adición de GC y/o DHEA. Por las características de la TB humana, donde es difícil definir el tiempo transcurrido entre el contacto con la micobacteria y la manifestación clínica y a fin de lograr una mayor conocimiento al respecto se estudiaron individuos con exposición conocida, esto es, los Convivientes íntimos de pacientes bacilíferos sin signos y síntomas de enfermedad. In vitro, éste grupo presentó los niveles más altos de linfoproliferación al estimular con Tso, mientras que los pacientes los más descendidos, comportamiento que también se observó al cuantificar la producción de IFN-γ. Más aún, el co-cultivo de las CMP estimuladas específicamente, con GC y DHEA, mostró una inhibición en la síntesis de este mediador en todos los grupos, aunque los Convivientes continuaron presentando las mayores concentraciones. Citocinas inhibitorias de la respuesta inmune antituberculosa, como TGF-β e IL-6 presentan reconocida influencia sobre la síntesis de esteroides, este hecho y la inhibición observada en la síntesis de DHEA por parte de células de la línea adrenal NCI-H295R, producida por los sobrenadantes (SN) de cultivos de CMP, estimuladas con Tso, nos sugirieron que algunos de ellos podrían estar implicados en la inhibición de la síntesis de DHEA adrenal. Como el TGF-β se encontraba significativamente incrementado en el plasma de los pacientes se investigó el potencial efecto modulador del mismo sobre la síntesis de DHEA y GC en cultivos de la línea NCI-H295R.El tratamiento con SN de CMP estimuladas durante 36hs. con Tso inhibió la producción de DHEA, y ello fue revertido por la adición de anti-TGF-β 25:1. Sin embargo, frente a este tratamiento, la producción de GC aumentó. Pudo demostrarse el TGF-β es al menos uno de los responsables de la inhibición en la producción de DHEA por las células adrenales. Estos resultados originales contribuyen con nueva videncia para lograr un mejor conocimiento en cuanto a la comunicación neuroinmunoendócrina en T

Lipids from attenuated and virulent Babesia bovis strains induce differential TLR2-mediated macrophage activation

Babesia bovis is an intraerythrocytic apicomplexan protozoa of cattle that causes an acute infection with parasite persistence. Babesiosis limitation depends on macrophages, essential effector cells of the host innate defense, which generate inflammatory cytokines and nitric oxide. Herein, we report quantitative differences in the lipid composition of merozoites from two B. bovis strains with polar behaviour: attenuated R1A and virulent S2P. Accordingly, we observed a distinct inflammatory response induced by the total lipids of R1A (L(A)) and S2P (L(V)) in murine peritoneal macrophages. L(A) and particularly its fractions phosphatidic acid and phosphatidylserine+phosphatidylinositol (PS+PI), produced a strong activation of these cells with lipid body formation, cyclooxygenase-2 expression and pro-inflammatory TNFalpha, IL-6 and KC secretion. Although L(V) did not activate these cells, the corresponding PS+PI fraction induced TNFalpha, IL-6 and KC release. Therefore, these facts might be suggesting the presence of an inhibitor in L(V). Furthermore, the employment of wild type and toll like receptor 2 knockout (TLR2KO) mice allowed us to demonstrate that macrophage activation by the stimulating lipid fractions was mediated through TLR2. Interestingly, only L(A) activated the extracellular signal-regulated kinases 1 and 2 (ERK1/2). Inhibitory studies employing UO126, indicated that the ERK pathway was required for TNFalpha, IL-6 and KC release. In conclusion, the absence of inflammatory response observed with the lipids of S2P virulent strain could constitute an evasion mechanism of the innate immune response enabling parasite establishment in the host.Fil: Gimenez, G.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Magalhães, K. G.. Fundación Oswaldo Cruz; BrasilFil: Belaunzarán, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Poncini, Carolina Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Lammel, Estela María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Gonzalez Cappa, S. M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Bozza, P. T.. Fundación Oswaldo Cruz; BrasilFil: Isola, E .L .D.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentin

TGF-β neutralization abrogates the inhibited DHEA production mediated by factors released from M. tuberculosis-stimulated PBMC

Supernatants (SN) from cultures of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of tuberculosis (TB) patients inhibit dehydroepiandrosterone (DHEA) secretion by the adrenal cell line NCI-H295R. To analyze whether TGF-β is involved in this effect, SN of PBMC from healthy controls or patients with severe TB infections, stimulated or not with Mycobacterium tuberculosis (Mtb SN), were added to adrenal cells under basal conditions or following stimulation with forskolin. Cortisol and DHEA concentrations were evaluated in supernatants of the adrenal cells cultured with or without the addition of anti-TGF-β. Treatment with Mtb SN from TB inhibited DHEA production, and this effect was reversed when SN were treated with anti-TGF-β. The increase in cortisol production induced by SN from TB patients was not affected by TGF-β neutralization. Mediators released during the anti-TB immune response differentially modulate steroid production by adrenal cells, and TGF-β is a cytokine implicated in the inhibition of DHEA production observed in TB.Fil: D'attilio, Luciano David. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Bozza, Verónica Vanina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Santucci, Natalia Estefanía. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Bongiovanni, Bettina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Dídoli, Griselda. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; ArgentinaFil: Radcliffe, Stella. Hospital Provincial del Centenario; ArgentinaFil: Besedovsky, Hugo. Institut fur Physiologie und Pathophysiologie; AlemaniaFil: del Rey, Adriana. Institut fur Physiologie und Pathophysiologie; AlemaniaFil: Bottasso, Oscar Adelmo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Bay, Maria Luisa. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología; Argentin

Correlation analysis of hormone and cytokine plasma levels with BMI in TB patients, healthy controls and household contacts (HHC).

<p>Correlation analysis of hormone and cytokine plasma levels with BMI in TB patients, healthy controls and household contacts (HHC).</p

Levels of cytokines, adipocytokines, CRP, ghrelin and HPA related hormones in TB patients, household contacts (HHC) and healthy controls.

<p>Values represent median (25–75 percentiles), data were analyzed by the Kruskall-Wallis non parametric analysis of variance.</p>a<p>Calculated with leptin values in pg/ml.</p>*<p>Differences remained significant when comparing TB patients either with HHC or controls, except for the levels of DHEA in the two former groups (p<0.05, post hoc Bonferroni comparisons).</p><p>¶ Significantly different from controls (<i>p</i><0.05, post hoc Bonferroni comparison).</p>§<p>Significantly different from mild patients (<i>p</i><0.05, post hoc Bonferroni comparisons within TB patients).</p>‡<p>Significantly different from mild patients (<i>p</i><0.05, post hoc Bonferroni comparisons within TB patients).</p

Classification by the non parametric method of nearest neighbors (k = 3, taking the three nearest neighbors).

<p>Numbers between parentheses represent percent values respect the total number per group.</p><p>78.3% of original grouped cases correctly classified.</p><p>69% of cross-validated grouped cases correctly classified.</p

Proliferative responses to mycobacterial stimulation and levels of IFN-γ in 96-h culture supernatants of peripheral blood mononuclear cells from TB patients (n = 47), household contacts (HHC, n = 22) and healthy controls (n = 23).

<p>Patients were separated according to disease severity into mild (n = 10), moderate (n = 18) and severe (n = 19) cases. Box plots show 25–75 percentiles of data values in each group with maximum and minimum values. The line represents the median values. Panels A and C: lymphoproliferative response and IFN-γ production in TB patients, HHC and controls, respectively; Panels B and D: lymphoproliferative response and IFN-γ production in TB patients according to severity, respectively. Overall comparisons by the Kruskall-Wallis test revealed significant differences in lymphoproliferation and 4-day IFN-γ production (<i>p</i><0.05 and <i>p</i><0.02, respectively). Significant post hoc Bonferroni comparisons between groups and within TB patients are depicted by *, ** and ***, <i>p</i><0.05, p<0.025 and <i>p</i><0.01, respectively.</p