Tese de doutoramento em Ciências da SaúdeA tuberculose (TB) é uma doença infecciosa que continua sendo um importante problema de
saúde pública, apesar de todos os esforços para eliminá-la, sendo a principal causa de morte por
um único agente infeccioso após a COVID-19. Após exposição à bacteria Mycobacterium
tuberculosis (Mtb), o sistema imunológico do hospedeiro pode eliminar a bactéria, controlar seu
crescimento levando a tuberculose latente (TBL) ou não conter a infecção resultando em
tuberculose ativa (TBA). Dado que apenas cerca de 5-10% dos indivíduos infectados latentemente
irão progredir para TBA, a latência pode ser vista como um fenótipo na sua maioria protetor.
Identificar os indivíduos com TBL que estão em risco de evoluir para ATB é de extrema importância
na prevenção da TB. Os glicolipídios micobacterianos fosfatidilinositol manosídeo (PIM) e
lipoarabinomanano (LAM) são abundantes na parede celular de Mtb e sabe-se que têm
propriedades imunomoduladoras. No entanto, a resposta imune aos glicolipídios de Mtb em
diferentes estágios da infecção por Mtb não tem sido muito explorada. Para resolver este problema,
realizámos uma análise detalhada da resposta in vitro de células mononucleares do sangue
periférico (PBMCs) de indivíduos com TBL e TBA para glicolipídios Mtb. Além disso, caracterizámos
o perfil das PBMCs e avaliámos a função das células NK em indivíduos infectados com Mtb e
comparámos com controles saudáveis.
Identificámos vários clusters de células mieloides, NK, B e T que responderam aos glicolipídios de
Mtb produzindo diferentes padrões de citocinas. A resposta foi caracterizada por menor número
de células mieloides produtoras de citocinas em indivíduos infectados por Mtb, mais proeminente
em indivíduos com TBL em comparação com controlos saudáveis. Em células não estimuladas,
as frequências de subpopulações de células NK foram semelhantes entre os grupos, mas uma
investigação mais aprofundada da função destas células mostrou que indivíduos com TBL têm a
função destas células comprometida, no que diz respeito à produção de citocinas, em comparação
com indivíduos com TBA e/ou controlos saudáveis.
Estes resultados apontam para uma hiporresponsividade das células inatas em termos de
produção de citocinas em indivíduos infectados latentemente com Mtb em resposta aos
glicolipídios de Mtb. Uma investigação mais aprofundada dos mecanismos subjacentes a esta
resposta pode fornecer informações sobre marcadores imunológicos da proteção natural contra a
infecção por Mtb. A identificação de tais marcadores pode ajudar a melhorar testes de diagnóstico,
estratégias de intervenção, terapia preventiva e investigação de novas vacinas.Tuberculosis (TB) is an infectious disease that remains a significant public health problem, despite
all the efforts to eliminate it, being the leading cause of death from a single infectious agent after
COVID-19. Upon exposure to Mycobacterium tuberculosis (Mtb) the host immune system might
clear the bacteria, control its growth leading to latent tuberculosis (LTB), or fail to contain the
infection resulting in active tuberculosis (ATB). Given that only about 5-10% of latently infected
individuals will progress to ATB, latency can potentially be viewed as a generally protective
phenotype. Identifying the individuals with LTB that are at risk of progressing to ATB is of great
importance in TB prevention. The mycobacterial glycolipids phosphatidylinositol mannoside (PIM)
and lipoarabinomannan (LAM) are abundant in the Mtb cell wall and are known to have
immunomodulatory properties. However, the immune response to Mtb glycolipids in different
stages of Mtb infection is poorly understood. To address this issue, we performed an in-depth
analysis of the in vitro response of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from individuals
with LTB and ATB to Mtb glycolipids. Moreover, we profiled PBMCs and assessed NK cell function
in individuals with LTB, and ATB and compared with healthy controls.
We identified various clusters of myeloid, NK, B, and T cells that responded to Mtb glycolipids by
producing different patterns of cytokines. The response was characterised by lower numbers of
cytokine-producing myeloid cells in Mtb-infected individuals, more prominent in individuals with
LTB compared with healthy controls. In non-stimulated cells, frequencies of NK subsets were
similar between groups, but further investigation of NK function showed that individuals with LTB
had diminished NK cell function in terms of cytokine production, compared to individuals with ATB
and/or healthy controls.
Our results point towards an innate immune hyporesponsiveness in terms of cytokine production
in individuals latently infected with Mtb in response to Mtb glycolipids. Further investigation of the
mechanisms underlying this response may provide insights into the immunological features of
natural protection against infection by Mtb. Eventually, identifying markers of such protection may
help improve diagnostic tests, intervention strategies, preventive therapy, and vaccine research.Financial support was provided by grants from the Portuguese Foundation of Science and Technology (FCT) - Doctoral Fellowship to Carolina Silva (PD/BDE/142976/2018); by the project NORTE-01-0145-FEDER-000039,
supported by Norte Portugal Regional Operational Programme (NORTE 2020), under the PORTUGAL
2020 Partnership Agreement, through the European Regional Development Fund and by national funds,
through the FCT - project UIDB/50026/2020 and UIDP/50026/2020; by the Swedish Research Council
(2021-03706) and (2020-03602); and by the Swedish Heart-Lung Foundation (20180386 and
20200194)