Immune cells inhibitory receptors and endometriosis

| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | | |---|---|---|---|---| | 29.45 MB | Adobe PDF | Autores Orientador(es) Resumo(s) Abstract: Endometriosis is a chronic inflammatory condition where endometrial tissue grows outside the uterus. Recent research increasingly points to immune dysregulation as a substantial factor in endometriosis pathophysiology, particularly regarding the interaction between innate and adaptive immune pathways. This dysfunction allows endometrial cells to avoid immune detection and persist within the peritoneal cavity. Normally, immune cells such as macrophages, NK cells, and cytotoxic T lymphocytes work to eliminate these cells. However, women with endometriosis often exhibit altered immune surveillance, which allows ectopic cells to implant and grow. This immune irregularity supports the theory that endometriotic lesions survive and proliferate by escaping immune detection. Our study examined immune cell profiles in peritoneal fluid (PF) and peripheral blood (PB), investigating NK and T-cell variations between endometriosis patients and controls. We also probed into how immune checkpoint markers like PD-1 and TIM-3 might contribute to immune dysfunction in endometriosis, suggesting that similar mechanisms to those observed in cancer might be engaged. Such imbalances could inhibit the effective clearance of ectopic cells, thereby preserving a chronic inflammatory condition. The study consisted of 62 women, with 47 diagnosed with endometriosis and 15 serving as a control group not suffering from the disease, all recruited over 2 years. All participants underwent laparoscopic surgery within this time frame. The patient group had histological confirmation of endometriosis, while the control group underwent interventions for other benign conditions. We collected demographic and clinical data and classified the severity of the disease. We collected PB and PF samples from all participants and conducted immunophenotyping on both types of samples using flow cytometry to characterize immune cell subsets. A comprehensive immunophenotyping panel of monoclonal antibodies facilitated a detailed NK and T-cell analysis in the PB and PF samples. Our analysis showed an uptick in circulating CD56HiCD16Dim NK, indicating a possible decrease in systemic NK cell cytotoxicity compared to the general population. CD56HiCD16Dim NK cells are recognized for their diminished cytotoxic potential. With regards to T cells, it surfaced that smoking status is a lifestyle factor influencing circulating immune profiles among endometriosis patients. Our results showed that CD16+ CD4 T cells were significantly lower in smokers than in non smokers, suggesting that smoking may impair T-cell activation, thereby contributing to immunosuppression and immune evasion in these patients. 13 In our examination of the inhibitory receptors of immune cells, we scrutinized TIM-3, a significant immune checkpoint inhibitor heavily researched in oncology and autoimmune disease research. The interaction between TIM-3 and its ligands is vital for inducing peripheral tolerance. In a healthy immune response, the TIM-3 ligand likely aids in blocking effector T cells and promoting peripheral tolerance. On the other hand, in pathological conditions like cancer, high TIM-3 expression can lead to T-cell anergy, suppressing immune activity and permitting cancer cells to proliferate. Conversely, low TIM-3 expression may enable autoreactive and pathogenic T cells to evade negative regulation, contributing to chronic inflammation as observed in autoimmune diseases such as systemic lupus erythematosus and multiple sclerosis. Our research demonstrated a substantial decrease in the proportion of circulating CD56+ T cells expressing TIM-3 in patients with endometriosis compared to controls. Notably, women suffering from bowel endometriosis, a more severe form of the disease, exhibited significantly lower levels of CD56+ T cells expressing TIM-3. Furthermore, as endometriosis advanced in severity, the percentage of circulating CD56+ T cells expressing TIM-3 decreased significantly, particularly in stages III and IV. These immune changes may contribute to disease progression, characterized by persistent inflammation and fibrosis, as T cells with reduced TIM-3 expression can become autoreactive. The change in TIM-3 expression on CD56+ T cells is particularly important. This is because these CD56- expressing cells have robust immunostimulatory functions, such as producing cytokines and possessing significant cytotoxic potential. In our analysis of inhibitory receptors, we observed a significant increase in CD56+CD16+ NK cells expressing PD-1 in the PF of endometriosis patients compared to the control group. This increase in PD-1-expressing NK cells in the PF is significant because these cells play a critical role in the initial immune response within this microenvironment where endometriotic cells attempt to implant and spread, especially within the pelvic cavity. This elevation impacts CD56+CD16+ NK cells known for their potent antibody-dependent cellular cytotoxicity mediation, complementing their intrinsic cytotoxic functions. Additionally, there was also an elevated presence of PF PD-1+ CD16+CD56+ NK cells among smokers with endometriosis, suggesting potential difficulty in controlling disease progression. Dyschezia, often linked with bowel involvement, has been correlated with higher levels of PD-1+ total T cells in the PF. In endometriosis patients dealing with urinary tract involvement, there was a significant increase in PD-1+ total Natural Killer (NK) cells in the PF. Additionally, increased circulating levels of PD-1+ CD8+ T cells, PD-1+ CD56+ T cells, and PD-1+ total T cells were observed. 14 These findings suggest that heightened PD-1 expression in immune cells may correspond to more severe or symptomatic endometriosis, implying that PD-1’s function as an inhibitory receptor could contribute to NK and T-cell dysfunction, thus promoting immune evasion. Endometriosis’ current treatments lean heavily on hormone-based therapies, which have contraceptive effects. Consequently, these treatments are unsuitable for women aspiring to conceive. Moreover, numerous patients cannot tolerate hormone therapy, or they develop resistance, which leads to disease progression. The apparent dysregulation of immune checkpoints, specifically PD-1 and TIM-3, implies new targets for non-hormonal treatments. The elevated expression of PD-1 in symptomatic patients, especially in advanced stages, may indicate pathways that overlap with cancer, where targeting immune checkpoints is an established approach to boost anti-tumor immunity. Future research should incorporate functional assays to confirm cell activity levels, along with analyses of cytotoxicity, cytokine responses, and the part that genetic factors play. The future of treatment may reside in immunomodulation. In fact, this future is already underway, as animal studies in this field are currently in progress. For progress, it is crucial to investigate the pathways affected by endometriosis and identify potential targets for intervention Resumo: A endometriose é uma doença inflamatória crónica caracterizada pela implantação e crescimento de células endometriais fora do útero. A investigação tem apontado de forma recorrente para a disfunção imunitária como um fator crucial na fisiopatologia da endometriose, nomeadamente na interação entre as vias imunitárias inata e adaptativa. Tal disfunção permite que as células endometriais escapem à vigilância imunológica e persistam na cavidade peritoneal. Em condições normais, macrófagos, células Natural Killer (NK) e linfócitos T colaboram para eliminar estas células; contudo, as mulheres com endometriose apresentam frequentemente uma vigilância imunológica deficiente, o que permite a implantação e proliferação de células endometriais ectópicas. Este desequilíbrio imunitário suporta a hipótese de que as lesões endometrióticas sobrevivem e proliferam ao escapar aos mecanismos de controlo do sistema imunitário. Neste trabalho, analisámos os perfis das células imunitárias no líquido peritoneal (LP) e no sangue periférico (SP) para investigar as diferenças nas células NK e linfócitos T entre doentes com endometriose e o grupo controlo. Explorámos ainda, de que forma determinados recetores inibidores das células imunológicas, nomeadamente o Programmed cell death protein 1 (PD-1) e o T-cell immunoglobulin and mucin domain 3 (TIM-3), podem contribuir para a disfunção imunitária na endometriose. Tais desequilíbrios podem comprometer a eliminação eficaz das células endometriais ectópicas e promover um estado inflamatório crónico. A investigação incluiu 62 mulheres recrutadas ao longo de 2 anos, das quais 47 foram diagnosticadas com endometriose e 15 constituíram o grupo controlo, intervencionadas por outra patologia benigna ginecológica que não endometriose. Todas as pacientes foram submetidas a cirurgia laparoscópica neste intervalo de tempo, com confirmação histológica da endometriose no grupo das doentes. Recolheram-se dados demográficos e clínicos e classificou-se a severidade da doença. Foram obtidas amostras de SP e LP de todas as participantes e realizou-se imunofenotipagem celular por citometria de fluxo nos dois tipos de amostras, para caracterizar subpopulações de células imunitárias. O painel de anticorpos monoclonais permitiu uma análise detalhada das células NK e T presentes nas amostras de SP e LP. A análise no SP revelou um aumento de células NK CD56HiCD16Dim nas doentes com endometriose, sugerindo uma redução da citotoxicidade das células NK sistémicas, já que as células NK CD56HiCD16Dim são conhecidas pelo seu menor potencial citotóxico. Quanto às células T, o tabagismo revelou-se um fator de estilo de vida com impacto nos perfis imunitários circulantes em doentes com endometriose. A percentagem de células T CD4+ CD16+ foi significativamente menor 10 em fumadoras do que em não fumadoras, sugerindo que o tabagismo pode prejudicar a ativação das células T, promovendo imunossupressão e evasão imunológica nessas pacientes. Ao analisar os recetores inibidores das células imunológicas, investigámos o TIM-3, um importante recetor inibidor, amplamente estudado em oncologia e em doenças autoimunes. A interação entre o TIM-3 e os seus ligandos é fundamental para a tolerância imunitária. Numa resposta imunológica saudável, a ligação do TIM-3 aos seus ligandos bloqueia as células T e promove a tolerância periférica. Contudo, em condições patológicas como o cancro, uma elevada expressão de TIM-3 pode induzir a anergia das células T, suprimindo a atividade imunitária e permitindo a progressão das células tumorais. Por outro lado, uma baixa expressão de TIM-3 pode permitir que células T escapem à regulação negativa e se tornem autoreativas, contribuindo para um estado de inflamação crónica, como observado no lúpus eritematoso sistémico ou na esclerose múltipla. A avaliação efetuada mostrou uma redução significativa na proporção de células T CD56+ circulantes que expressam TIM-3 nas doentes com endometriose, comparativamente ao grupo controlo. Especificamente, mulheres com endometriose intestinal, uma forma mais grave da doença, apresentaram níveis significativamente mais baixos de células T CD56+ TIM-3+. Em estádios mais avançados, a percentagem de células T CD56+ que expressam TIM-3 também diminuiu, nomeadamente nos estádios III e IV. Estas alterações imunitárias podem contribuir para a progressão da doença, caracterizada por inflamação persistente e fibrose, uma vez que células T com expressão reduzida de TIM-3 se tornam autoreativas. A alteração na expressão de TIM-3 nas células T CD56+ é particularmente importante, já que estas células possuem funções imunoestimuladoras, incluindo a produção de citocinas Th1 e um elevado potencial citotóxico. Relativamente à análise dos recetores inibidores, observámos ainda um aumento significativo de células NK CD56+CD16+ que expressam PD-1 no LP das doentes com endometriose, em comparação com o grupo controlo. Este aumento é relevante, já que as células NK desempenham um papel essencial na defesa imunitária inicial neste microambiente, onde as células endometrióticas se tentam implantar e proliferar, principalmente na cavidade pélvica. Este aumento específico afeta as células NK CD56+CD16+, potentes mediadoras da citotoxicidade celular dependente de anticorpos, além das suas funções citotóxicas intrínsecas. Entre as fumadoras com endometriose, verificou-se também uma elevada percentagem de células NK CD56+CD16+ PD-1+ no LP, o que pode estar na base de uma dificuldade no controlo da progressão da doença nestas pacientes. A disquesia, frequentemente associada à invasão intestinal, correlacionou-se com níveis mais elevados de células T PD-1+ no LP. Em doentes com envolvimento do trato urinário, observou-se um aumento acentuado do total de células NK PD-1+ no LP, bem como níveis elevados de células T CD8+ 11 PD-1+, T CD56+ PD-1+ e T PD-1+ totais em circulação. Estes resultados indicam que a expressão aumentada de PD-1 nas células imunológicas está associada a casos de endometriose mais graves, sugerindo que o papel do PD-1 como recetor inibidor pode contribuir para a disfunção das células NK e T, aumentando a possibilidade de escape imunológico. Atualmente, a terapêutica da endometriose é predominantemente hormonal e, como tal, tem efeito contracetivo, o que a torna inadequada para mulheres que desejam engravidar. Além disso, muitas pacientes não toleram ou desenvolvem resistência a esta terapêutica, levando à progressão da doença. A disfunção observada nos recetores imunológicos, especificamente o PD-1 e o TIM-3, sugere novos potenciais alvos para tratamentos não hormonais. A elevada expressão de PD-1 em pacientes sintomáticas e em estádios avançados sugere vias partilhadas com o cancro, onde inibidores de PD-1 já são usados para potenciar a imunidade antitumoral. Futuras investigações devem incluir ensaios funcionais para verificar os níveis de atividade celular, além de análises de citotoxicidade, respostas de citocinas e influência de fatores genéticos. O futuro da terapia para endometriose pode estar na imunomodulação; a investigação pré-clínica já começou, mas será essencial explorar quais as vias específicas que podem ser alvo de intervenção. Resumo: A endometriose é uma doença inflamatória crónica caracterizada pela implantação e crescimento de células endometriais fora do útero. A investigação tem apontado de forma recorrente para a disfunção imunitária como um fator crucial na fisiopatologia da endometriose, nomeadamente na interação entre as vias imunitárias inata e adaptativa. Tal disfunção permite que as células endometriais escapem à vigilância imunológica e persistam na cavidade peritoneal. Em condições normais, macrófagos, células Natural Killer (NK) e linfócitos T colaboram para eliminar estas células; contudo, as mulheres com endometriose apresentam frequentemente uma vigilância imunológica deficiente, o que permite a implantação e proliferação de células endometriais ectópicas. Este desequilíbrio imunitário suporta a hipótese de que as lesões endometrióticas sobrevivem e proliferam ao escapar aos mecanismos de controlo do sistema imunitário. Neste trabalho, analisámos os perfis das células imunitárias no líquido peritoneal (LP) e no sangue periférico (SP) para investigar as diferenças nas células NK e linfócitos T entre doentes com endometriose e o grupo controlo. Explorámos ainda, de que forma determinados recetores inibidores das células imunológicas, nomeadamente o Programmed cell death protein 1 (PD-1) e o T-cell immunoglobulin and mucin domain 3 (TIM-3), podem contribuir para a disfunção imunitária na endometriose. Tais desequilíbrios podem comprometer a eliminação eficaz das células endometriais ectópicas e promover um estado inflamatório crónico. A investigação incluiu 62 mulheres recrutadas ao longo de 2 anos, das quais 47 foram diagnosticadas com endometriose e 15 constituíram o grupo controlo, intervencionadas por outra patologia benigna ginecológica que não endometriose. Todas as pacientes foram submetidas a cirurgia laparoscópica neste intervalo de tempo, com confirmação histológica da endometriose no grupo das doentes. Recolheram-se dados demográficos e clínicos e classificou-se a severidade da doença. Foram obtidas amostras de SP e LP de todas as participantes e realizou-se imunofenotipagem celular por citometria de fluxo nos dois tipos de amostras, para caracterizar subpopulações de células imunitárias. O painel de anticorpos monoclonais permitiu uma análise detalhada das células NK e T presentes nas amostras de SP e LP. A análise no SP revelou um aumento de células NK CD56HiCD16Dim nas doentes com endometriose, sugerindo uma redução da citotoxicidade das células NK sistémicas, já que as células NK CD56HiCD16Dim são conhecidas pelo seu menor potencial citotóxico. Quanto às células T, o tabagismo revelou-se um fator de estilo de vida com impacto nos perfis imunitários circulantes em doentes com endometriose. A percentagem de células T CD4+ CD16+ foi significativamente menor 10 em fumadoras do que em não fumadoras, sugerindo que o tabagismo pode prejudicar a ativação das células T, promovendo imunossupressão e evasão imunológica nessas pacientes. Ao analisar os recetores inibidores das células imunológicas, investigámos o TIM-3, um importante recetor inibidor, amplamente estudado em oncologia e em doenças autoimunes. A interação entre o TIM-3 e os seus ligandos é fundamental para a tolerância imunitária. Numa resposta imunológica saudável, a ligação do TIM-3 aos seus ligandos bloqueia as células T e promove a tolerância periférica. Contudo, em condições patológicas como o cancro, uma elevada expressão de TIM-3 pode induzir a anergia das células T, suprimindo a atividade imunitária e permitindo a progressão das células tumorais. Por outro lado, uma baixa expressão de TIM-3 pode permitir que células T escapem à regulação negativa e se tornem autoreativas, contribuindo para um estado de inflamação crónica, como observado no lúpus eritematoso sistémico ou na esclerose múltipla. A avaliação efetuada mostrou uma redução significativa na proporção de células T CD56+ circulantes que expressam TIM-3 nas doentes com endometriose, comparativamente ao grupo controlo. Especificamente, mulheres com endometriose intestinal, uma forma mais grave da doença, apresentaram níveis significativamente mais baixos de células T CD56+ TIM-3+. Em estádios mais avançados, a percentagem de células T CD56+ que expressam TIM-3 também diminuiu, nomeadamente nos estádios III e IV. Estas alterações imunitárias podem contribuir para a progressão da doença, caracterizada por inflamação persistente e fibrose, uma vez que células T com expressão reduzida de TIM-3 se tornam autoreativas. A alteração na expressão de TIM-3 nas células T CD56+ é particularmente importante, já que estas células possuem funções imunoestimuladoras, incluindo a produção de citocinas Th1 e um elevado potencial citotóxico. Relativamente à análise dos recetores inibidores, observámos ainda um aumento significativo de células NK CD56+CD16+ que expressam PD-1 no LP das doentes com endometriose, em comparação com o grupo controlo. Este aumento é relevante, já que as células NK desempenham um papel essencial na defesa imunitária inicial neste microambiente, onde as células endometrióticas se tentam implantar e proliferar, principalmente na cavidade pélvica. Este aumento específico afeta as células NK CD56+CD16+, potentes mediadoras da citotoxicidade celular dependente de anticorpos, além das suas funções citotóxicas intrínsecas. Entre as fumadoras com endometriose, verificou-se também uma elevada percentagem de células NK CD56+CD16+ PD-1+ no LP, o que pode estar na base de uma dificuldade no controlo da progressão da doença nestas pacientes. A disquesia, frequentemente associada à invasão intestinal, correlacionou-se com níveis mais elevados de células T PD-1+ no LP. Em doentes com envolvimento do trato urinário, observou-se um aumento acentuado do total de células NK PD-1+ no LP, bem como níveis elevados de células T CD8+ 11 PD-1+, T CD56+ PD-1+ e T PD-1+ totais em circulação. Estes resultados indicam que a expressão aumentada de PD-1 nas células imunológicas está associada a casos de endometriose mais graves, sugerindo que o papel do PD-1 como recetor inibidor pode contribuir para a disfunção das células NK e T, aumentando a possibilidade de escape imunológico. Atualmente, a terapêutica da endometriose é predominantemente hormonal e, como tal, tem efeito contracetivo, o que a torna inadequada para mulheres que desejam engravidar. Além disso, muitas pacientes não toleram ou desenvolvem resistência a esta terapêutica, levando à progressão da doença. A disfunção observada nos recetores imunológicos, especificamente o PD-1 e o TIM-3, sugere novos potenciais alvos para tratamentos não hormonais. A elevada expressão de PD-1 em pacientes sintomáticas e em estádios avançados sugere vias partilhadas com o cancro, onde inibidores de PD-1 já são usados para potenciar a imunidade antitumoral. Futuras investigações devem incluir ensaios funcionais para verificar os níveis de atividade celular, além de análises de citotoxicidade, respostas de citocinas e influência de fatores genéticos. O futuro da terapia para endometriose pode estar na imunomodulação; a investigação pré-clínica já começou, mas será essencial explorar quais as vias específicas que podem ser alvo de intervenção. Descrição Palavras-chave Endometriosis NK cells