Lipid specific T cells in Mucopolysaccharidosis VI patients

Abstract

Doenças de sobrecarga lisossomal (DSL) são um grupo de doenças metabólicas hereditárias causadas pela acumulação de moléculas não degradadas nos lisossomas, devido sobretudo a defeitos em enzimas lisossomais. Mucopolissacaridoses são DSL caracterizadas pela acumulação de glicosaminoglicanos anteriormente designados mucopolissacarídeos. O foco deste trabalho é a Mucopolissacaridose tipo VI (MPS VI), que resulta da defeciência de uma hidrolase lisossomal (Arylsulfatase B) responsável pela degradação do sulfato de dermatan, o que leva á acumulação desta macromolécula nos doentes. O lisossoma é um organelo importante na apresentação de antigénios lipídicos ás células T. A apresentação de antigénios lipídicos é mediada por moléculas CD1 existentes nas células apresentadoras de antigénios. A ligação do antigénio lipídico ás moléculas CD1 das células apresentadoras leva á activação das células T restritas a CD1 (NKT). Existem cinco isoformas de moléculas CD1 (a, b, c, d, e), mas apenas quatro são capazes de apresentar antigénios (a, b, c, d). Um dos locais na célula onde a associação das moléculas CD1 com os antigénios lipídicos ocorre é o lisossoma, portanto a apresentação de antigénios lipídicos pode estar afectada em doentes com DSL. Células NKT são um grupo heterogéneo de células T que partilham propriedades das células T e das células natural killer . Em humanos existem três subpopulações de células iNKT dependendo da expressão de CD4 e CD8: CD4+ (apenas expressam CD4), CD8+ (apenas expressam CD8) e duplas negativas (DN) que não expressam nenhumas das duas moléculas. Em estudos prévios foi observado em modelos animais de várias DSL uma diminuição na percentagem de células iNKT. Em doentes de Fabry e Gaucher não foram encontradas alteraçoes. O objectivo deste trabalho é estudar os linfócitos incluindo as células iNKT, as células dendríticas (como células apresentadoras de antigénios) e apresentação de antigénios lipídicos em doentes com MPS VI. Não foram encontradas alterações na percentagem de células iNKT assim como nas suas subpopulações entre doentes com MPS VI e indivíduos controlos. Curiosamente encontramos um aumento na percentagem de linfócitos B em doentes com MPS VI quando comparados com indivíduos controlo. Para determinar o fenótipo das células dendríticas três doentes foram analisados, encontramos para alguns destes doentes uma diminuição na expressão das moléculas CD1a, CD11c e HLA-DR (MHC-class II), mas para tirar mas conclusões mais doentes precisam ser analisados. Três doentes com MPS VI foram analisados para testar a capacidade das suas células dendríticas apresentarem antigénios lipídicos pela molécula CD1b. Não foram encontradas alterações na capacidade destes doentes apresentarem o antigénio lipídico GM1 pela molécula CD1b. Pela primeira vez foram realizados ensaios de apresentação de antigénios lipídicos em doentes com MPS.

Lysosomal storage diseases (LSD) are a group of hereditary metabolic disorders caused by accumulation of undegraded molecules in the lysosome, mainly due to the impairment of the function of lysosomal enzymes. Mucopolysaccharidoses are LSDs characterized by the accumulation of glycosaminoglycans previously designated Mucopolysaccharides. The focus of this work is the Mucopolysaccharidosis type VI (MPS VI), which is a disorder caused by a deficiency in a lysosomal hydrolase (Arylsulfatase B) responsible for the dermatan sulfate degradation, that leads to an accumulation of this macromolecule in the patients. Lysosome is an important organelle in the presentation of lipid antigen to T cells. Lipid antigen presentation is mediated by CD1 molecules existent in the antigen presenting cells. The binding of lipid antigens and the presenting cells containing CD1 molecules lead to activation of T cells that respond to those molecules. There are five isoforms of CD1 molecules (a, b, c, d, e), but only four are antigen presenting (a, b, c, d). One of the cell locations where the association of the CD1 molecules and lipid antigens occurs is the lysosome, so that means that antigen presentation could be affected in LSDs patients. NKT cells are a heterogeneous group of T cells that share properties with T cells and natural killer cells. In humans there are three subpopulations depending on the expression of CD4 and CD8 molecules: CD4+ (only express CD4), CD8+ (only express CD8) and double negative (DN) that do not express any of them. In previous studies a decrease in the percentage of iNKT cells were observed in mouse models of several LSDs. However in patients with Fabry and Gaucher diseases no alterations were found. The aim of this work is to study the lymphocytes including the iNKT cells, the dendritic cells (as antigen presenting cells) and the lipid antigen presentation in MPS VI patients. We found no alterations in the percentage of the iNKT cells and in their subsets between MPS VI patients and control subjects. Interestingly we found an increase in the percentage of the B lymphocyte population in MPS VI patients when compared with control subjects. For dendritic cells phenotype three patients were analyzed, we found for some of them a decrease of the expression of CD1a, CD11c and HLA-DR (MHC-class II) however, more patients need to be study before conclusions can be drawn. In lipid antigen presenting assays, three patients were tested for the capacity of their dendritic cells to present lipid antigens by CD1b molecule. We found no alterations in patients’ capacity to present the lipid antigen GM1 by CD1b molecule. Studies regarding the lipid antigen presentation were for the first time performed in MPS.