Lymphocyte populations in Mucopolysaccharidosis patients

Abstract

As doenças de sobrecarga lisossomal (DSLs) constituem um grupo de distúrbios metabólicos raros maioritariamente causados por mutações em hidrolases lisossomais, que conduzem à acumulação anormal de diferentes substratos macromoleculares no interior do lisossoma. Este trabalho é focado nas mucopolissacaridoses (MPSs), um grupo de DSLs resultantes da atividade deficiente de enzimas envolvidas no catabolismo dos glicosaminoglicanos. A MPS II é caraterizada pela perda de atividade da enzima iduronato-2-sulfatase, levando ao armazenamento intralisossomal de sulfato de dermatano e sulfato de heparano. A MPS VI é definida pela acumulação de sulfato de dermatano dentro do lisossoma, devido a uma deficiência na atividade enzimática de arilsulfatase B. O lisossoma é um compartimento celular importante para o funcionamento normal do sistema imunitário. Em diversos modelos de DSLs, foram anteriormente descritas alterações nas células do sistema imunitário. Os principais objetivos do presente trabalho eram: (i) estudar as várias populações leucocitárias – incluindo células T e seus subconjuntos, células natural killer (NK), células B e suas subpopulações, e monócitos – no sangue periférico de doentes com MPS II e MPS VI; (ii) produzir linhas de células B transformadas pelo vírus Epstein–Barr (EBV) destes pacientes, assim como avaliar a eficácia na sua produção e determinar o seu fenótipo. A caraterização do sistema imunitário nas doenças MPS II e MPS VI revelou um decréscimo significativo na frequência de células NK e monócitos em doentes com MPS VI, mas não em doentes com MPS II, em comparação com indivíduos controle. Em contraste, não foram identificadas alterações na percentagem de células T, células natural killer T invariantes (iNKT) e células B nos grupos de doentes com MPS II e MPS VI, comparando com o grupo controlo. A análise detalhada do estado de memória de células T auxiliares e células T citotóxicas revelou desequilíbrios nos fenótipos naïve e de memória em ambos os compartimentos de células T em doentes com MPS VI, mas não em doentes com MPS II, em comparação com indivíduos controle. As linhas de células B transformadas pelo EBV foram produzidas com sucesso nos dois grupos de doentes com MPS, mas a eficácia na sua produção foi superior no caso dos doentes com MPS VI, comparando com os indivíduos controle e doentes com MPS II. O fenótipo predominante das linhas de células B transformadas pelo EBV era similar entre ambos os grupos de doentes com MPS e o grupo controlo, o qual foi avaliado como sendo correspondente à subpopulação de células B de memória duplamente negativas. Em conclusão, este trabalho permitiu caraterizar melhor o sistema imunitário nestas duas doenças raras.

Lysosomal storage diseases (LSDs) constitute a group of rare metabolic disorders mostly caused by mutations in lysosomal hydrolases, which conduce to abnormal accumulation of different macromolecular substrates inside the lysosome. This work is focused on the mucopolysaccharidoses (MPSs), a group of LSDs arising from the deficient activity of enzymes involved in the catabolism of glycosaminoglycans. The MPS II is characterized by loss of activity of the enzyme iduronate-2-sulfatase, leading to the intralysosomal storage of dermatan sulfate and heparan sulfate. The MPS VI is defined by the accumulation of dermatan sulfate within the lysosome, owing to a deficiency in the enzymatic activity of arylsulfatase B. The lysosome is an important cellular compartment for the normal functioning of the immune system. In several models of LSDs, alterations in the immune system cells were previously described. The main aims of the present work were: (i) to study the various leukocyte populations – including T cells and their subsets, natural killer (NK) cells, B cells and their subpopulations, and monocytes – in the peripheral blood of MPS II and MPS VI patients; (ii) to produce Epstein–Barr virus (EBV)- -transformed B cell lines from these patients, as well as to evaluate the efficacy in their generation and determine their phenotype. The characterization of the immune system in MPS II and MPS VI diseases revealed a significant decrease in the frequency of NK cells and monocytes in MPS VI patients, but not in MPS II patients, in comparison with control subjects. In contrast, no alterations were identified in the percentage of T cells, invariant natural killer T (iNKT) cells, and B cells in the groups of MPS II and MPS VI patients comparing with the control group. The detailed analysis of the memory state of helper T cells and cytotoxic T cells revealed imbalances in the naïve and memory phenotypes in both T cell compartments in MPS VI patients, but not in MPS II patients, as compared with control subjects. The EBV-transformed B cell lines were successfully produced in the two MPS patient groups, but the efficacy in their generation was higher in the case of MPS VI patients when comparing with control subjects and MPS II patients. The predominant phenotype of EBV-transformed B cell lines was similar between both groups of MPS patients and the control group, which was assessed as corresponding to the double-negative memory B cell subpopulation. In conclusion, this work allowed to better characterize the immune system in these two rare diseases.