The impact of chronic obstructive pulmonary disease on iNKT lymphocytes

Abstract

A doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) é uma das doenças inflamatórias mais comuns das vias aéreas e uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo. A doença é caracterizada por uma limitação persistente do fluxo aéreo, geralmente progressiva. As respostas inflamatórias crónicas e imunes desempenham papéis fundamentais no desenvolvimento e progressão da DPOC. A inflamação é uma resposta protetora normal, mas na DPOC esta inflamação é amplificada. Várias células inflamatórias, seus mediadores e enzimas participam na resposta inflamatória na DPOC. A reabilitação respiratória é um componente fundamental da gestão da doença pulmonar obstrutiva crónica. Ela é projetada para melhorar a condição física e psicológica de pessoas com doenças respiratórias crónicas e para promover a adesão a longo prazo do comportamento que melhora a saúde. O objetivo principal deste trabalho foi contribuir para a compreensão do papel das células iNKT na patologia da DPOC. Além disso, também pretendemos explorar o efeito da reabilitação respiratória nas células iNKT em pacientes com DPOC. Análises clínicas e imunológicas foram feitas em pacientes com DPOC (n=7), pacientes com DPOC que realizaram reabilitação respiratória (n=4) e controlos saudáveis com idade e género idêntico aos doentes (n=14). Os participantes foram estudados duas vezes, com um intervalo de 12 semanas. Foram estudados os seguintes parâmetros clínicos: índice de massa corporal, percentagem de massa gorda, função pulmonar, força dos músculos respiratórios, força muscular isométrica, teste das cinco repetições sentar-levantar, teste de avaliação da DPOC e questionário da dispneia. As células iNKT foram estudadas em termos de percentagem, fenótipo, citotoxicidade e produção de citocinas. Não foi observada nenhuma alteração na percentagem de células iNKT, seus subconjuntos e produção de citocinas no sangue periférico de pacientes com DPOC em comparação com os controlos. Os nossos resultados sugeriram que as células iNKT de pacientes com DPOC podem ter uma diminuição na ativação precoce pela redução da expressão do CD69. Foi também sugerida uma redução na capacidade citotóxica em doentes. A reabilitação respiratória não pareceu afetar a redução da expressão do CD69, mas pareceu contribuir para o aumento da citotoxicidade das células iNKT e desempenhar um papel na melhoria do defeito citotóxico. Este é o primeiro estudo que conduziu uma extensa análise de correlações entre variáveis clínicas para a DPOC e variáveis imunológicas. Os resultados das nossas correlações indicaram que algumas células podem estar associadas a uma melhoria no estado de saúde do paciente e outras com o agravamento da DPOC. Este foi um estudo exploratório, e mais investigações sobre este tema são necessárias para fortalecer as conclusões.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is one of the most common inflammatory diseases of the airways and a leading cause of morbidity and mortality worldwide. The disease is characterized by a persistent airflow limitation, generally progressive. Chronic inflammatory and immune responses play key roles in the development and progression of COPD. The inflammation is a normal protective response, but in COPD this inflammation is amplified. Several inflammatory cells, their mediators and enzymes participate in the inflammatory response in COPD. Pulmonary rehabilitation is a core component of chronic obstructive pulmonary disease management. It is designed to improve the physical and psychological condition of people with chronic respiratory disease and to promote the long-term adherence of health-enhancing behavior. The main aim of this work was to contribute for understanding the role of iNKT cells in COPD pathology. In addition we also aimed to explore the effect of pulmonary rehabilitation on the iNKT cells in patients with COPD. Clinical and immunological analysis were done in patients with COPD (n=7), patients with COPD performing pulmonary rehabilitation (n=4) and age- and gender-matched healthy controls (n=14). Participants were studied twice, with an interval of 12 weeks. The following clinical parameters were studied: body mass index, body fat percentage, pulmonary function, respiratory muscle strength, quadriceps muscle strength, five time seat to stand, COPD assessment test and modified medical research council. The iNKT cells were studied in terms of percentage, phenotype, cytotoxicity and cytokine production. No alteration in percentage of iNKT cells, their subsets and cytokine production were observed in the peripheral blood of patients with COPD in comparison with controls. Our results suggested that iNKT cells from patients with COPD might have a decrease in early activation by reduction of CD69 expression. A reduction in cytotoxic capacity in patients was also suggested. Pulmonary rehabilitation did not seem to affect the reduction of CD69 expression, but seemed to contribute to the increase in iNKT cell cytotoxicity and might have a role in improving the cytotoxic defect. This is the first study that conducted an extensive correlation analysis between clinical variables for COPD and immunological variables. Findings from our correlations indicated that some cells might be associated with an improvement in the health condition of the patient, and others with the worsening of COPD. This was an exploratory study, and further research on this topic is warranted to strengthen conclusions.