Caracterização da resposta imune periférica na doença de alzheimer

Abstract

INTRODUÇÃO: A inflamação do sistema nervoso central é uma característica da Doença de Alzheimer (DA). Apesar do papel da inflamação não estar bem esclarecido no processo neurodegenerativo, existem evidências da relação desta processo com a toxicidade da proteína β-amilóide e a patologia da doença. Diferentes estudos sugerem que a inflamação não está presente apenas nos cérebros de doentes de Alzheimer mas também nas células imunes periféricas. Desta forma, o objectivo deste estudo é perceber se existem diferenças nas células do sistema imune periférico de doentes com défice cognitivo ligeiro (DCL) e de doentes de Alzheimer, de forma a perceber o envolvimento do sistema imune periférico no processo neurodegenerativo. MÉTODOS: Foram usados três grupos constituídos por indivíduos com a mesma média de idades. Assim foram recrutados 10 indivíduos sem doenças cognitivas que constituem o grupo controlo; 10 indivíduos diagnosticados com DA através da classificação NINCDS-ADRDA (McKhann, 1984) e 10 indivíduos diagnosticados com DCL, segundo os critérios da escala do ratio da demência clínica (Critérios de Petersen, 2001). Estes indivíduos não eram portadores de doenças como Diabetes, inflamações crónicas ou doenças neoplásicas, nem tomavam medicações susceptíveis de influenciar as variáveis em estudo. A análise das subpopulações de células B, T, NK e macrófagos foi efectuada por citometria de fluxo. Para a detecção de quimiocinas foram recrutados 17 controlos sem doenças cognitivas, 21 indivíduos diagnosticados com doença de Alzheimer e 27 indivíduos com DCL, usando os mesmos critérios. A quantificação das quimiocinas G-CSF, IL-8; MCP-1, MIP-1α, MIP-1β e MIG no soro dos indivíduos em estudo foi efectuada através de um ensaio multiplex que utiliza esferas que emitem fluorescência. Para amostras normais, a comparação entre os grupos foi realizada recorrendo à análise da variância ANOVA. Quando não existiu uma distribuição normal foi efectuado o teste de Kruskal-Wallis. Os resultados com os valores de ρ<0,05 foram considerados indicativos de diferenças estatisticamente significativas. RESULTADOS: Verificaram-se alterações significativas ao nível das células B, as quais nos doentes de Alzheimer apresentavam uma expressão aumentada do marcador CD69 e da molécula CD40 essencial para o switch de classe de imunoglobulinas, da mesma forma que existia um aumento das células B que sofreram switch de imunoglobulinas. Também se verificou um aumento da expressão de CD95/Fas e do receptor de quimiocinas CCR1. Os doentes com DCL apresentam uma diminuição do pool de células B Totais, associado a um aumento da expressão do receptor CD95/Fas. Existe ainda um aumento do CXCR4, da subpopulação de células B reguladoras e da percentagem de células B a produzirem IL-10. Nos doentes com DCL parece existir uma diferenciação das células Th naive no sentido Th2, dada a produção de IL-4 por parte destas células e no sentido Th17, dada a elevada produção da IL-17A por parte destas células. Existe ainda um aumento da subpopulação CD4+CD28+ produtora de IL-4. As células T citotóxicas não efectoras parecem estar a produzir uma quantidade de IFN-γ mais elevada tanto nos doentes de Alzheimer como nos doentes com DCL e uma quantidade de IL-10 mais baixa que os indivíduos controlo. As células NK apresentam uma maior produção de CRACC pelas células CD62L+ e pelas células CD62L- em ambos os grupos de doentes, quando comparados com o grupo controlo. Pelo contrário, os indivíduos controlo apresentam uma maior percentagem de células naive que os dois grupos de doentes. Nos monócitos existe um aumento da produção de IFN-γ pela subpopulação de monócitos inflamatórios nos indivíduos com DCL quando comparados com o grupo controlo. Observou-se um aumento de G-CSF e MIG em ambos os grupos de doentes quando comparados com o grupo controlo e quando se compara doentes de Alzheimer com doentes com DCL existe um aumento significativo de IL-8 e MIP-1β no soro de doentes com DCL. CONCLUSÕES: Existem evidências claras da desregulação do sistema imune periférico na doença de Alzheimer, sendo urgente esclarecer a implicação dessas alterações ao nível do processo neurodegenerativo e, da mesma forma, perceber se a alteração do sistema imune periférico é simultânea ou surge como uma consequência do processo neurodegenerativo. Estes dados sugerem ainda perfis celulares diferentes entre os doentes. Doentes de Alzheimer parecem apresentar um perfil ligeiramente mais pró-inflamatório, enquanto os doentes com DCL parecem apresentar um perfil mais anti-inflamatório dada a maior percentagem de células a produzir a interleucina anti-inflamatória IL-10. As quimiocinas IL-8 e MIP-1β surgem como potenciais biomarcadores para distinguir DCL de DA.

BACKGROUND: Inflammation of the central nervous system is a feature of Alzheimer’s Disease (AD). Even though the role of this inflammation in the neurodegenerative process is not clear, there are evidences of its relationship with amyloid toxicity and pathology. Different studies suggest that inflammation is not present only in the AD brain, but also as peripheral immune cells. Thus, in the present study we assessed whether there were any disease related changes in the peripheral immune cells of mild cognitive impairment (MCI) and AD patients, which could shed some light into their involvement in the neurodegenerative process METHODS: Three age-matched subject groups were recruited: 10 cognitively healthy controls, 10 patients diagnosed as AD, using NINCDS-ADRDA criteria (McKhann, 1984), in mild to moderate stage using the Clinical Dementia Rating Scale (Rosen, 1984) and 10 with amnestic-MCI (Petersen criteria, 2001). None of these subjects had diabetes, chronic inflammatory or neoplasic diseases, or medications susceptible of influencing study variables. The analysis of the B, T, NK cells and macrophages subsets were performed by flow cytometry. For the chemokine detection again three age-matched subject groups were recruited: 17 cognitively healthy controls, 21 patients with mild to moderate AD and 27 with amnestic-MCI. The quantification of the chemokines G-CSF, IL-8, MCP-1, MIP-1a, MIP-1b and MIG in the sera was performed by multiplex fluorescent bead array. Data were analyzed using non-parametric One Way-ANOVA for a normal distribution. When the distribution was not normal, the data were analyzed using a Kruskal-Wallis. A p-value <0.05 was considered significant. RESULTS: B cells were significant altered. On DA patients these cells exhibited higher levels of the molecules CD69 and CD40, which is essential for immunoglobulin switch classes, the same way B cells that suffered immunoglobulin switch classes were higher in these patients. We also observed higher levels of the CD95/Fas expression and higher levels of the CCR1 chemokine receptor. MCI patients showed a decrease of total B cells in association with an increased expression of the receptor CD95/Fas. CXCR4, B regulatory cells and B cells producing IL-10 were increased on the patients. MCI patients appear to have Th naïve cells that differentiate into Th2 cells because of their production of IL-4, but also into Th17 cells as well because of their production of IL-17A. CD4+CD28+ cells producing IL-4 are also increased in these patients. Non effector cytotoxic T cells are producing a higher amount of IFN-γ in both groups, AD and MCI when compared with controls. However, total cytotoxic T cells from the controls are producing more IL-10 than total cytotoxic T cells of both groups of patients. NK cytotoxic cells show increased levels of CRACC by CD62L+ cells and CD62L- cells in AD and MCI when compared with controls. On the other hand, control group has a higher percentage of naïve NK cells than the patients. The inflammatory subpopulation of monocytes is producing more IFN-γ in MCI patients when compared with the control group. Both AD and MCI had significantly higher serum levels of G-CSF and MIG than healthy controls. Moreover, when comparing MCI versus AD patients, there was a significant increase in in the serum titers of IL-8 and MIP-1b in the MCI patients. CONCLUSIONS: The peripheral immune system deregulation in Alzheimer´s disease is clear which became urgent clarify how these alterations can influence the neurodegenerative process. In the same way is important to understand if this immune system alteration appears at the same time of the neurodegenerative process or if it is a consequence of this one. These data suggest different cellular profiles between AD and MCI. AD patients seems to have a profile lightly more pro-inflammatory while MCI patients appear to have an anti-inflammatory profile because they have a higher percentage of cells that are producing the anti-inflammatory interleukin IL-10. Overall, the present work produces evidence for the potential of IL-8 and MIP-1b as biological markers to distinguish MCI from early stage AD.