Resumen de Role of regulatory T cells in recovery after brain ischemi
- español
El ictus isquémico es una enfermedad neurológica muy frecuente y una causa importante de mortalidad y discapacidad. En los últimos años existen evidencias de que la respuesta inflamatoria desempeña un papel importante en la fisiopatología del ictus isquémico. Los linfocitos T reguladores, son un subtipo de linfocitos con un papel importante en el control y la regulación del sistema inmune. Algunos estudios experimentales en modelos animales de isquemia cerebral, demuestran la importancia de estas células en la fisiopatología del ictus, aunque algunos estudios muestran resultados contradictorios. Sin embargo, existen pocos estudios sobre el papel que juegan estos linfocitos en pacientes en la fase aguda del ictus.
En este estudio, hemos intentado establecer una relación entre las células T reguladoras y el pronóstico del ictus. Para ello, hemos realizado un estudio en animales y un estudio clínico.
En primer lugar, en un estudio experimental en animales, se han administrado células T reguladoras exógenas a un modelo animal de isquemia cerebral y hemos evaluado su efecto en el tamaño del infarto, el edema y marcadores de inflamación a nivel cerebral. Para comprobar el efecto de estas células, hemos administrado un tratamiento con CD28SA, que ha demostrado inducir in vivo la expansión de linfocitos T reguladores. También se ha llevado un experimento administrando anti-CD25, que ha demostrado en estudios previos reducir las células T reguladoras. En el estudio clínico, se ha realizado un estudio prospectivo, incluyendo a 204 pacientes diagnosticados de ictus isquémico de menos de 12 horas de evolución y 22 controles sanos. Se han analizado los niveles de linfocitos T reguladores e IL-10 sérica al ingreso, a las 48 horas, a las 72 horas y a los 7 días tras el ictus. Se ha estudiado la relación entre los niveles de células T reguladoras y el pronóstico funcional del ictus a los 3 meses, el volumen del infarto, el deterioro neurológico precoz, los niveles séricos de IL-10 y la aparición de complicaciones infecciosas en fase aguda tras el ictus.
En el estudio experimental, se ha encontrado que la administración exógena de células T reguladoras 2 horas tras la inducción de la isquemia, reduce el volumen de infarto cerebral y edema cerebral a corto y a largo plazo Este tratamiento también aumenta los niveles de FoxP3 (un marcador específico de células T reguladoras) en el tejido cerebral. La administración exógena de células T reguladoras disminuye citoquinas proinflamatorias y marcadores de inflamación activa en el cerebro. El tratamiento con CD28SA previo a la inducción de la isquemia cerebral en animales, aumenta los niveles de linfocitos T reguladores en sangre periférica. Este tratamiento disminuye el volumen de infarto en animales tratados el día 10 tras la isquemia. Tras administrar anti-CD25, se produce una reducción menor de un 30% en los niveles de linfocitos T reguladores en sangre periférica y no se observan cambios en el volumen del infarto, el edema o los niveles de FoxP3 e IL-1ß. Tras la administración exógena de linfocitos T reguladores, no se observan cambios en los procesos de neurogénesis ni de angiogénesis. En el estudio clínico, hemos encontrado que los pacientes en la fase aguda del ictus isquémico presentan porcentajes más elevados de linfocitos T reguladores (0,0222 ± 0,0177 vs 0,0013 ± 0,0009 %; p<0,0001) y mayores niveles séricos de IL-10 al ingreso (6,9 ± 1,7 vs 1,8 ± 1,1 pg/mL; p<0,0001) que los controles sanos. Los niveles de linfocitos T reguladores aumentan los tres primeros días tras el ictus isquémico y disminuyen al día 7. Niveles más elevados de linfocitos T reguladores tras el ictus se relacionan con mejor pronóstico funcional a los 3 meses. Mayores niveles de linfocitos T reguladores se relacionan con menor volumen de infarto y menos riesgo de deterioro neurológico precoz. Existe una correlación entre los niveles de células T reguladoras y los niveles de IL-10 tras el ictus, demostrando que la producción de IL-10 puede ser uno de los mecanismos implicados en la función de las células T reguladoras. Niveles más elevados de linfocitos T reguladores no se han relacionado con el desarrollo de infecciones tras el ictus.
En conclusión., la administración de linfocitos T reguladoras en modelos animales de isquemia cerebral disminuyen el volumen del infarto y el edema, sin afectar a los procesos de neurogénesis y angiogénesis. En pacientes, los niveles de linfocitos T reguladores se relacionan con la presencia de IL-10 en sangre periférica. Niveles más elevados de estas células se asocian a un mejor pronóstico funcional, volúmenes de infarto más pequeños y menor riesgo de deterioro neurológico precoz y no se asocian al desarrollo de infecciones. Por estos motivos, el aumento de las células T reguladoras en fase aguda del ictus, constituye una posible opción terapéutica para mejorar el pronóstico del ictus isquémico en los pacientes.
- English
Stroke is the most common neurologic disease and it is an important mortality and disability cause. There is increasing evidence showing that inflammatory response is involved in physiopathology of stroke. One of the cells involved in this response are regulatory T lymphocytes (Treg), a subtype of lymphocytes with an important role in controlling and regulating immune system. Some experimental studies in animal models of brain ischemia proposed a beneficial effect of these cells, however, there are few studies about the role of these lymphocytes in patients with acute ischemic stroke.
In this study, we studied the relationship between Treg levels and ischemic stroke outcome. For that purpose, we performed an animal and a clinical study.
To study the effect of Treg in an animal model of brain ischemia we performed the next experiments. Firstly, administration of exogenous Treg two hours after ischemia reduced infarct volume and edema at short and long term. This treatment also increases levels of FoxP3 (a specific marker of Treg) within the brain compared to control animals (3.5±0.3 vs 2.3±0.3;
p=0.015). Exogenous Treg treatment decreased proinflammatory markers in the brain, such as IL-1β (19.46±1.02 vs 25.92±2.58 pg/ml of total protein; p=0.048) and markers of active inflammation (CD68 and CD11b) compared to controls. There were not changes between treated and control animals regarding neurogenesis and angiogenesis markers. To verify the role of these cells, we administered a treatment with CD28SA (CD28 superagonists), which has previously demonstrated to induce endogenous Treg expansion. Treatment with CD28SA increased Treg levels in peripheral blood and decreased infarct volume in treated animals. We also administered anti-CD25, which has demonstrated to deplete Treg in previous studies. After treatment with anti-CD25, less than 30% of depletion of Treg was achieved in peripheral blood.
Infarct volume, edema or FoxP3 and IL-1β levels were not modified in treated animals compared to controls.
In the clinical study, we performed a prospective study including 204 patients diagnosed with ischemic stroke within 12 hours from symptom onset and 22 healthy controls.
We found that stroke patients showed higher Treg levels at admission (0.0222±0.0177 vs 0.0013±0.0009 %; p<0.0001) and IL-10 seric levels (6.9±1.7 vs 1.8±1.1 pg/mL; p<0.0001) compared to healthy controls. Treg levels increased the first days after ischemic stroke (until day 3) and decreased at day 7. We also found that higher levels of Treg at 48 and 72 hours are related to good functional outcome at 3 months. Higher levels of Treg at 48 and 72 hours were also related to smaller infarct volume and less risk of early neurological deterioration. There is a correlation between Treg levels and IL-10 seric levels after ischemic stroke, showing that IL-10 production could be a mechanism implied in Treg function. Higher levels of Treg were not related with development of infections after stroke.
In conclusion, Treg administration in an animal model of brain ischemia decreased infarct volume and edema, without affecting neurogenesis or angiogenesis. In patients, levels of Treg were related to IL-10 seric levels. Higher levels of these cells were related to a better functional outcome, smaller infarct volume, less risk of early neurological deterioration and there was no relationship with infections development. Based on our results, we proposed that expansion of Treg in acute phase of ischemic stroke, constitutes a potential therapeutic option to improve outcome in these patients.
