A lectina ArtinM, extraída de sementes de Artocarpus heterophyllus e caracterizada como um homotetrâmero constituído de subunidades de 16 kDa, tem alta afinidade de ligação a manotriose Man? 1-3 [Man? 1-6] Man, que constitui o core de N-glicanas. ArtinM é dotada de interessantes propriedades biológicas: (1) ativa neutrófilos a partir do reconhecimento de N-glicanas dos receptores CXCR2 e TLR2; (2) induz a desgranulação de mastócitos por interagir com N-glicanas de Fc?R ou com N-glicanas de IgE ligadas a Fc?R; (3) estimula a produção de IL-12, por reconhecer N-glicanas contidas no ectodomínio de TLR2 da superfície de células apresentadoras de antígeno (APCs); (4) exerce atividade imunomoduladora, que direciona o padrão de resposta para o perfil Th1; (5) confere resistência a infecções por patógenos intracelulares, como Paracoccidioides brasiliensis, Leishmania amazonensis e Leishmania major, Neospora caninum e Candida albicans Células T CD4+ participam de funções essenciais do sistema imune; durante o estabelecimento de uma resposta imune, podem ser desenvolvidas subpopulações de células T CD4+ adequadas para gerar respostas eficientes de combate a patógenos, manutenção da tolerância e regulação da imunidade. A ativação das células T CD4+ depende de um primeiro sinal, desencadeado pelo complexo TCR/CD3, e de um segundo sinal, oriundo de moléculas coestimulatórias como CD28. A ativação e expansão de células T CD4+ são limitadas pela ação de moléculas inibitórias, principalmente por CTLA-4. Lectinas podem ativar as células T, sendo a fitohemaglutinina (PHA) e a Concanavalin A (ConA) os exemplos mais conhecidos. Além disso, está bem caracterizado que o alvo de reconhecimento de ConA localiza-se no complexo TCR/CD3. No presente estudo buscou-se caracterizar os efeitos da lectina ArtinM sobre células T CD4+ murinas e investigar os possíveis mecanismos responsáveis pelos efeitos exercidos. Foram avaliados, inicialmente, os efeitos diretos de ArtinM sobre as células T CD4+, no que se refere à produção de citocinas, expressão de moléculas coestimulatórias e inibitórias e indução de diferenciação celular. Passou-se então à identificação de possíveis receptores de superfície reconhecidos por ArtinM e responsáveis pelo desencadeamento da ativação celular. Finalmente, buscou-se apontar moléculas sinalizadoras envolvidas nos efeitos diretos de ArtinM. A primeira evidência da interação direta de ArtinM com células T CD4+ foi proporcionada por aglutinação celular. Uma curva dose-resposta revelou que 5µg/ml foi a melhor concentração para adquirir significativa produção de citocinas Th1 (IL-2 e IFN-?) e Th17 (IL-6 e IL-17A) pelas células T CD4+. O estímulo com a concentração ótima de ArtinM mostrou que após 12 horas de incubação houve um significativo aumento nos níveis de IL-2, IFN-?, IL-6 e IL-17A no sobrenadante celular; persistindo no curso de 48 horas de observação. A secreção concomitante de IFN-? e IL-17A motivou a avaliação, por citometria de fluxo, da ocorrência de dupla marcação intracelular dessas citocinas. O estímulo, por 24 horas, com ArtinM, levou a importante aumento da frequência de células duplo-positivas para IFN-? e IL-17. Uma vez comprovado pelo padrão de citocinas secretadas que ArtinM promove a ativação das células T CD4+, investigou-se a expressão das moléculas CD25 e CTLA-4. ArtinM aumentou a expressão de ambas as moléculas, de maneira dose-dependente. Curiosamente, a detecção tanto de CD28, como de CTLA-4, foi precoce e persistente, diferindo do padrão temporal de expressão proporcionado por outros ativadores de células T CD4+. Com vistas a determinar o mecanismo através do qual ArtinM atua nas células T CD4+, alvos potenciais de reconhecimento foram ensaiados: CD3?, CD3??, CD28, CD45 e CD4. Esses receptores foram selecionados com base em predição de potenciais sítios Nglicosilados. Dessa forma, anticorpos específicos para essas moléculas foram utilizados para analisar a sua capacidade de inibir a atividade de ArtinM de induzir as células T CD4+ a produzir citocinas, como IL-2, IFN-?, IL-6 e IL-17A. Apenas o anticorpo anti-CD3?? foi capaz de impedir a secreção das citocinas induzidas por ArtinM. Além disso, esse anticorpo inibiu a marcação de células T CD4+ por ArtinM biotinilada. Esses dados indicam que ArtinM exerce sua atividade sobre células T CD4+ através do reconhecimento de glicanas na cadeia ? do receptor CD3, não excluindo-se, entretanto, a ocorrência da interação de ArtinM com outras glicoproteínas na superfície de linfócitos T CD4+. Também foi verificado que ArtinM possui alta especificidade por glicanas na superfície dessas células, pois foram necessárias elevadas concentrações de manotriose para inibir em 50% a ligação de ArtinM à superfície das células T CD4+. Através do uso de inibidores específicos para moléculas sinalizadoras, constatou-se que PI3K, PTK, p42/44MAPK, p38MAPK, JNK e PKC estão implicadas na sinalização para a produção das citocinas de perfis Th1 e Th17, induzida por ArtinM. Esse conjunto de resultados indica que ArtinM é um potente e rápido ativador de células T CD4+. A ativação celular induzida por ArtinM está relacionada com a ligação à cadeia ? do receptor CD3 e se associa à alta expressão de moléculas coestimuladoras e inibitórias. Ademais, demonstrou-se que ArtinM promove a diferenciação das células T CD4+ naive em células Th1 e Th17, utilizando moléculas sinalizadoras que são conhecidas como críticas para a indução de citocinas que caracterizam essas subpopulações celulares. / The lectin ArtinM, extracted from seeds of Artocarpus heterophyllus and characterized as a homotetramer consisted of 16 kDa subunits, has high binding affinity to the manotriose Man? 1-3 [Man? 1-6] Man, which is the core of N-glycans. ArtinM is endowed with interesting biological properties: (1) it activates neutrophils through the recognition of Nglycans attached to CXCR2 and TLR2 receptors; (2) induces degranulation of mast cells by interacting with N-glycans of Fc?R or to N-glycans of IgE bound to Fc?R; (3) stimulates the production of IL-12 through the recognition of N-glycans of the TLR2 ectodomain, expressed on the surface of antigen presenting cells (APCs); (4) exerts immunomodulatory activity, which accounts for Th1 immunity (5) confers resistance to intracellular pathogens, such as P. brasiliensis, Leishmania amazonensis and Leishmania major, Neospora caninum e Candida albicans. CD4+ T cells participate in essential functions of the immune system. During the development of an immune response, CD4+ T cells are activated and give origin to subpopulations of cells that are suitable for establishing effective responses to combat pathogens, for tolerance maintenance, and for adequate immuneregulation. The activation of CD4+ T cells depends on a first signal, triggered by the TCR/CD3 complex, and a second signal, provided by costimulatory molecules. The activation and expansion of CD4+ T cells is limited by the action of inhibitory molecules. Lectins may activate T cells, and Phytohemagglutinin (PHA) and Concanavalin A (ConA) are the best know examples. Furthermore, it is well characterized that the target for ConA recognition is localized in the TCR/CD3 complex. The present study was delineated to characterize the effects of the lectin ArtinM on murine CD4+ T cells and to investigate the possible mechanisms accounting for the observed effects. It was investigated the ArtinM direct effects on CD4+ T cells, concerning its ability to induce the production of cytokines, the expression of costimulatory and inhibitory molecules and cell differentiation. In addition, the possible surface receptors recognized by ArtinM and responsible for triggering cell activation were also assessed. Finally, signaling molecules involved in the direct effects of ArtinM were approached. The first evidence of direct interaction of ArtinM with CD4+ T cells was provided by cell agglutination. A dose-response curve has revealed that 5µg/ml was the best ArtinM concentration to achieve significant production of Th1 (IL-2 and IFN-?) and Th17 (IL-6 and IL-17A) cytokines by TCD4+ cells. Stimulus with the optimum ArtinM concentration has showed that after 12 hours incubation there was a significant augmentation of IL-2, IFN-?, IL- 6 and IL-17A levels in the cell supernatant; which has persisted in the course of 48 hours observation. The concomitant secretion of IFN-? and IL-17A led us to evaluate, by flow cytometry, the intracellular expression of these cytokines. After 24 hours stimulation with ArtinM, there was a significant increase in the frequency of cells IFN-?+IL-17+. Once the cytokines detection indicated that CD4+ T cells have been activated by ArtinM, the expression of CD25 and CTLA-4 molecules was assessed. ArtinM increased the expression of both molecules, in a dose-dependent manner. Interestingly, both cell surface molecules, CD25 and CTLA-4, were early and persistently detected a temporal pattern that is distinct from the provided by other inducers of CD4+ T cell activation. In order to determine the mechanism by which ArtinM acts on CD4+ T cells, potential targets of recognition were assessed: CD3??, CD3?, CD28, CD45 and CD4. These receptors were selected on the basis of prediction of N-glycosylation sites. Specific antibodies for these molecules were assayed regarding their ability to inhibit the ArtinM of inducing TCD4+ cells to produce cytokines, such as IL-2, IFN-?, IL-6 and IL-17A. Only anti-CD3 antibody was able to prevent the cytokines secretion induced by ArtinM. In addition, anti-CD3 antibody has inhibited the T CD4+ cell labeling by biotynil-ArtinM. These data indicate that ArtinM exerts its biological activity on T CD4+ cells through recognition of CD3 receptor ? chain glycans, without excluding the occurrence of ArtinM interactions with other glycoproteins on the surface of T CD4+ lymphocytes. The interaction of ArtinM with glycans at the surface of these cells was found to occur with great specificity, since high concentrations of the manotriose - Man? 1-3 [Man? 1-6] Man - were required to inhibit the binding. By using specific inhibitors of signaling molecules, we have found that PI3K, PTK and p42/44MAPK are relevant cytokine production profiles of Th1 and Th17 cells after stimulation with ArtinM. All toghether, these results indicate that ArtinM is a potent and rapid activator of CD4+ T cells. The activation induced by ArtinM is triggered by its binding to the CD3 receptor ? chain, which induces high expression of costimulator and inhibitory molecules. Moreover, it was demonstrated that ArtinM promotes the differentiation of naive CD4+ T cells into Th1 and Th17 cells by committing signaling molecules that are known as critical for the induction of cytokines that characterize these subpopulations of cells.

A lectina ArtinM, extraída de sementes de Artocarpus heterophyllus e caracterizada como um homotetrâmero constituído de subunidades de 16 kDa, tem alta afinidade de ligação a manotriose Man? 1-3 [Man? 1-6] Man, que constitui o core de N-glicanas. ArtinM é dotada de interessantes propriedades biológicas: (1) ativa neutrófilos a partir do reconhecimento de N-glicanas dos receptores CXCR2 e TLR2; (2) induz a desgranulação de mastócitos por interagir com N-glicanas de Fc?R ou com N-glicanas de IgE ligadas a Fc?R; (3) estimula a produção de IL-12, por reconhecer N-glicanas contidas no ectodomínio de TLR2 da superfície de células apresentadoras de antígeno (APCs); (4) exerce atividade imunomoduladora, que direciona o padrão de resposta para o perfil Th1; (5) confere resistência a infecções por patógenos intracelulares, como Paracoccidioides brasiliensis, Leishmania amazonensis e Leishmania major, Neospora caninum e Candida albicans Células T CD4+ participam de funções essenciais do sistema imune; durante o estabelecimento de uma resposta imune, podem ser desenvolvidas subpopulações de células T CD4+ adequadas para gerar respostas eficientes de combate a patógenos, manutenção da tolerância e regulação da imunidade. A ativação das células T CD4+ depende de um primeiro sinal, desencadeado pelo complexo TCR/CD3, e de um segundo sinal, oriundo de moléculas coestimulatórias como CD28. A ativação e expansão de células T CD4+ são limitadas pela ação de moléculas inibitórias, principalmente por CTLA-4. Lectinas podem ativar as células T, sendo a fitohemaglutinina (PHA) e a Concanavalin A (ConA) os exemplos mais conhecidos. Além disso, está bem caracterizado que o alvo de reconhecimento de ConA localiza-se no complexo TCR/CD3. No presente estudo buscou-se caracterizar os efeitos da lectina ArtinM sobre células T CD4+ murinas e investigar os possíveis mecanismos responsáveis pelos efeitos exercidos. Foram avaliados, inicialmente, os efeitos diretos de ArtinM sobre as células T CD4+, no que se refere à produção de citocinas, expressão de moléculas coestimulatórias e inibitórias e indução de diferenciação celular. Passou-se então à identificação de possíveis receptores de superfície reconhecidos por ArtinM e responsáveis pelo desencadeamento da ativação celular. Finalmente, buscou-se apontar moléculas sinalizadoras envolvidas nos efeitos diretos de ArtinM. A primeira evidência da interação direta de ArtinM com células T CD4+ foi proporcionada por aglutinação celular. Uma curva dose-resposta revelou que 5µg/ml foi a melhor concentração para adquirir significativa produção de citocinas Th1 (IL-2 e IFN-?) e Th17 (IL-6 e IL-17A) pelas células T CD4+. O estímulo com a concentração ótima de ArtinM mostrou que após 12 horas de incubação houve um significativo aumento nos níveis de IL-2, IFN-?, IL-6 e IL-17A no sobrenadante celular; persistindo no curso de 48 horas de observação. A secreção concomitante de IFN-? e IL-17A motivou a avaliação, por citometria de fluxo, da ocorrência de dupla marcação intracelular dessas citocinas. O estímulo, por 24 horas, com ArtinM, levou a importante aumento da frequência de células duplo-positivas para IFN-? e IL-17. Uma vez comprovado pelo padrão de citocinas secretadas que ArtinM promove a ativação das células T CD4+, investigou-se a expressão das moléculas CD25 e CTLA-4. ArtinM aumentou a expressão de ambas as moléculas, de maneira dose-dependente. Curiosamente, a detecção tanto de CD28, como de CTLA-4, foi precoce e persistente, diferindo do padrão temporal de expressão proporcionado por outros ativadores de células T CD4+. Com vistas a determinar o mecanismo através do qual ArtinM atua nas células T CD4+, alvos potenciais de reconhecimento foram ensaiados: CD3?, CD3??, CD28, CD45 e CD4. Esses receptores foram selecionados com base em predição de potenciais sítios Nglicosilados. Dessa forma, anticorpos específicos para essas moléculas foram utilizados para analisar a sua capacidade de inibir a atividade de ArtinM de induzir as células T CD4+ a produzir citocinas, como IL-2, IFN-?, IL-6 e IL-17A. Apenas o anticorpo anti-CD3?? foi capaz de impedir a secreção das citocinas induzidas por ArtinM. Além disso, esse anticorpo inibiu a marcação de células T CD4+ por ArtinM biotinilada. Esses dados indicam que ArtinM exerce sua atividade sobre células T CD4+ através do reconhecimento de glicanas na cadeia ? do receptor CD3, não excluindo-se, entretanto, a ocorrência da interação de ArtinM com outras glicoproteínas na superfície de linfócitos T CD4+. Também foi verificado que ArtinM possui alta especificidade por glicanas na superfície dessas células, pois foram necessárias elevadas concentrações de manotriose para inibir em 50% a ligação de ArtinM à superfície das células T CD4+. Através do uso de inibidores específicos para moléculas sinalizadoras, constatou-se que PI3K, PTK, p42/44MAPK, p38MAPK, JNK e PKC estão implicadas na sinalização para a produção das citocinas de perfis Th1 e Th17, induzida por ArtinM. Esse conjunto de resultados indica que ArtinM é um potente e rápido ativador de células T CD4+. A ativação celular induzida por ArtinM está relacionada com a ligação à cadeia ? do receptor CD3 e se associa à alta expressão de moléculas coestimuladoras e inibitórias. Ademais, demonstrou-se que ArtinM promove a diferenciação das células T CD4+ naive em células Th1 e Th17, utilizando moléculas sinalizadoras que são conhecidas como críticas para a indução de citocinas que caracterizam essas subpopulações celulares. / The lectin ArtinM, extracted from seeds of Artocarpus heterophyllus and characterized as a homotetramer consisted of 16 kDa subunits, has high binding affinity to the manotriose Man? 1-3 [Man? 1-6] Man, which is the core of N-glycans. ArtinM is endowed with interesting biological properties: (1) it activates neutrophils through the recognition of Nglycans attached to CXCR2 and TLR2 receptors; (2) induces degranulation of mast cells by interacting with N-glycans of Fc?R or to N-glycans of IgE bound to Fc?R; (3) stimulates the production of IL-12 through the recognition of N-glycans of the TLR2 ectodomain, expressed on the surface of antigen presenting cells (APCs); (4) exerts immunomodulatory activity, which accounts for Th1 immunity (5) confers resistance to intracellular pathogens, such as P. brasiliensis, Leishmania amazonensis and Leishmania major, Neospora caninum e Candida albicans. CD4+ T cells participate in essential functions of the immune system. During the development of an immune response, CD4+ T cells are activated and give origin to subpopulations of cells that are suitable for establishing effective responses to combat pathogens, for tolerance maintenance, and for adequate immuneregulation. The activation of CD4+ T cells depends on a first signal, triggered by the TCR/CD3 complex, and a second signal, provided by costimulatory molecules. The activation and expansion of CD4+ T cells is limited by the action of inhibitory molecules. Lectins may activate T cells, and Phytohemagglutinin (PHA) and Concanavalin A (ConA) are the best know examples. Furthermore, it is well characterized that the target for ConA recognition is localized in the TCR/CD3 complex. The present study was delineated to characterize the effects of the lectin ArtinM on murine CD4+ T cells and to investigate the possible mechanisms accounting for the observed effects. It was investigated the ArtinM direct effects on CD4+ T cells, concerning its ability to induce the production of cytokines, the expression of costimulatory and inhibitory molecules and cell differentiation. In addition, the possible surface receptors recognized by ArtinM and responsible for triggering cell activation were also assessed. Finally, signaling molecules involved in the direct effects of ArtinM were approached. The first evidence of direct interaction of ArtinM with CD4+ T cells was provided by cell agglutination. A dose-response curve has revealed that 5µg/ml was the best ArtinM concentration to achieve significant production of Th1 (IL-2 and IFN-?) and Th17 (IL-6 and IL-17A) cytokines by TCD4+ cells. Stimulus with the optimum ArtinM concentration has showed that after 12 hours incubation there was a significant augmentation of IL-2, IFN-?, IL- 6 and IL-17A levels in the cell supernatant; which has persisted in the course of 48 hours observation. The concomitant secretion of IFN-? and IL-17A led us to evaluate, by flow cytometry, the intracellular expression of these cytokines. After 24 hours stimulation with ArtinM, there was a significant increase in the frequency of cells IFN-?+IL-17+. Once the cytokines detection indicated that CD4+ T cells have been activated by ArtinM, the expression of CD25 and CTLA-4 molecules was assessed. ArtinM increased the expression of both molecules, in a dose-dependent manner. Interestingly, both cell surface molecules, CD25 and CTLA-4, were early and persistently detected a temporal pattern that is distinct from the provided by other inducers of CD4+ T cell activation. In order to determine the mechanism by which ArtinM acts on CD4+ T cells, potential targets of recognition were assessed: CD3??, CD3?, CD28, CD45 and CD4. These receptors were selected on the basis of prediction of N-glycosylation sites. Specific antibodies for these molecules were assayed regarding their ability to inhibit the ArtinM of inducing TCD4+ cells to produce cytokines, such as IL-2, IFN-?, IL-6 and IL-17A. Only anti-CD3 antibody was able to prevent the cytokines secretion induced by ArtinM. In addition, anti-CD3 antibody has inhibited the T CD4+ cell labeling by biotynil-ArtinM. These data indicate that ArtinM exerts its biological activity on T CD4+ cells through recognition of CD3 receptor ? chain glycans, without excluding the occurrence of ArtinM interactions with other glycoproteins on the surface of T CD4+ lymphocytes. The interaction of ArtinM with glycans at the surface of these cells was found to occur with great specificity, since high concentrations of the manotriose - Man? 1-3 [Man? 1-6] Man - were required to inhibit the binding. By using specific inhibitors of signaling molecules, we have found that PI3K, PTK and p42/44MAPK are relevant cytokine production profiles of Th1 and Th17 cells after stimulation with ArtinM. All toghether, these results indicate that ArtinM is a potent and rapid activator of CD4+ T cells. The activation induced by ArtinM is triggered by its binding to the CD3 receptor ? chain, which induces high expression of costimulator and inhibitory molecules. Moreover, it was demonstrated that ArtinM promotes the differentiation of naive CD4+ T cells into Th1 and Th17 cells by committing signaling molecules that are known as critical for the induction of cytokines that characterize these subpopulations of cells.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandar@gmail.com) on 2013-08-13T16:57:51Z No. of bitstreams: 1 Tese_ISC_Alex José Leite Torres.pdf: 1506694 bytes, checksum: 5e8d47ad1e02ea0fc8fe10e9e6543865 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-13T16:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ISC_Alex José Leite Torres.pdf: 1506694 bytes, checksum: 5e8d47ad1e02ea0fc8fe10e9e6543865 (MD5) / Departamento Nacional DST e AIDS e Hepatites Virais / RACIONAL: Tropismo viral e carga proviral do HIV possuem papel fundamental para o auxílio da introdução de terapia e avaliação da patogênese do vírus, respectivamente, os quais são determinados, atualmente, por técnicas de genotipagem e fenotipagem. Outro importante parâmetro para monitoramento laboratorial do sistema imune do paciente HIV positivo é a determinação de valores de referências dos linfócitos T, dados esses inexistente para a população brasileira que é caracterizada por uma grande diversidade étnica e cultural. OBJETIVOS: Determinar a sensibilidade e especificidade da citometria de fluxo para detecção intracitoplasmática do HIV-1, identificando o tropismo viral e carga proviral deste vírus e estabelecer valores de referências das subpopulações dos linfócitos T na população brasileira. MÉTODOS: Para a detecção do vírus intracelular, foram avaliados 102 pacientes soropositivos para o HIV-1, atendidos no Hospital Universitário Professor Edgard Santos, estratificado em estágios de viremia diferenciados e para a determinação dos valores de referências das células T, foram triados 645 doadores de sangue de 03 hemocentros e 02 hospitais universitários, das cinco regiões brasileiras, além de 280 crianças atendidas em dois hospitais universitários, um no Rio de Janeiro e outro na Bahia. Amostras foram submetidas a marcação através de anticorpos monoclonais anti-CD3+, anti-CD4+, anti-CD8+, anti-CD45+, anti-CCR5+ e anti- CXCR4 e probe complementar das regiões gag e pol do HIV para a avaliação da imunofenotipagem celular.RESULTADOS: A determinação do tropismo viral por imunofenotipagem obteve uma elevada correlação com os resultados comparados com geno2pheno representando 97.2% de especificidade e 95% de intervalo de confiança com variação entre 85.8%-99.5%. Pacientes controladores de elite apresentaram uma siginificante diferença da carga proviral em comparação com pacientes com cargas virais plasmáticas indetectáveis e detectáveis em terapia. Pacientes com tropismo CCR5 e carga viral indetectável há menos de cinco anos apresentaram carga proviral mais elevada em comparação aos indetectáveis há mais de cinco anos. Os valores de referência dos linfócitos T CD4+ na população brasileira mostraram-se variáveis entre as regiões, sendo São Paulo e Rio Grande do Sul superiores em comparação às demais regiões, o que caracteriza a importância da influência étcnica e cultural entre a diversidade das populações. CONCLUSÃO: Os testes de tropismo viral e carga proviral por citometria de fluxo apresentaram-se como importantes ferramentas tendo significante diminuição do custo e do tempo de procedimento e também devem ser adotados valores de referências diferenciados nas regiões do Brasil, devido a características peculiares regionais em suas populações. / Salvador

Submitted by Pós Imunologia (ppgimicsufba@gmail.com) on 2017-03-13T17:57:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ERICA FARIAS DE OLIVIERA.pdf: 902019 bytes, checksum: 5d6bde605ed80c34917bea18bd246d17 (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-03-23T13:38:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_ERICA FARIAS DE OLIVIERA.pdf: 902019 bytes, checksum: 5d6bde605ed80c34917bea18bd246d17 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T13:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ERICA FARIAS DE OLIVIERA.pdf: 902019 bytes, checksum: 5d6bde605ed80c34917bea18bd246d17 (MD5) / CAPES / INTRODUÇÃO: A expressão de marcadores de ativação, tais como CD38 e HLA-DR, é frequentemente observada na infecção pelo HIV-1 e tem sido proposto como um marcador de progressão da infecção. OBJETIVO: Analisar os níveis de ativação celular através das frequências destes marcadores em portadores do HIV-1 e coinfecções virais. MATERIAL E MÉTODOS: Foram incluídos 129 pacientes HIV positivos e distribuídos em quatro grupos classificados como, virgem de tratamento (VT), e três diferentes grupos em tratamento e com supressão viral estável, de acordo com o nível de restauração imune: completa (RC, CD4>500 e r CD4/8 >1), parcial (RP, CD4>500 e r<1) e inadequada (RI, CD4<500 e r<1). Indivíduos soronegativos para HIV, HTLV, HBV, HCV e sífilis foram definidos como grupo controle (GC). A frequência de ativação imune celular foi avaliada por citometria de fluxo a partir da expressão dos marcadores CD38 e HLA-DR pelas células TCD4+ e CD8+. Foram realizadas sorologias para CMV e EBV nas amostras de todos os indivíduos, bem como HTLV, HBV, HCV e sífilis nos pacientes infectados pelo HIV-1. RESULTADOS: Os achados demonstraram maior expressão do HLA-DR (17,12%) em comparação ao CD38 (2,02%). Os níveis do HLA-DR foram mais elevados no grupo VT (26,56%) do que no GII (13,01%, p = 0,000), no grupo controle (9,92%, p = 0,000) e no GI (5,40%, p = 0,000). CD38+ esteve aumentado no GII (5,0%), no GC (3,92%) e no GIII (3,14%) comparado ao GI (1,70%, p = 0,007, p = 0,004 e p = 0,029 respectivamente. Células T CD8+ mostraram maior ativação por HLA-DR do que as células T CD4+, enquanto que para o CD38 não houve correlação estatisticamente significante. O resultado mais expressivo das sorologias foi para EBV e CMV, inclusive no GC, seguido por sífilis e HCV nos pacientes. O CONCLUSÃO: Nosso trabalho indica que a razão CD4/CD8 pode ser um bom marcador de ativação imune, em associação ao HLA-DR. / INTRODUCTION: The expression of activation markers, such as CD38 and HLA-DR, is regularly observed in HIV-1 patients and has been proposed as a marker of progression of the infection. OBJECTIVE: Analyze cellular activation levels by measuring the frequencies of these markers among HIV-1 patients. MATERIAL E METHODS: Were included 129 HIV positive patients and divided into four groups classified as virgin treatment (VT) and three different treatment groups and with stable viral suppression, according to the level of immune restoration: full (RC, CD4>500 and r CD4/8>1), partial (RP, CD4>500 and r <1) and inadequate (RI, CD4<500 and r<1). Serum negative individuals for HIV, HTLV, HBV, HCV and syphilis were defined as the control group (GC). The frequency of activated immune cells was assessed by flow cytometry and indicted by expression of CD38 + and HLA-DR markers in CD4 + and CD8 + cells. Foram realizadas sorologias para CMV e EBV nas amostras de todos os indivíduos, bem como HTLV, HBV, HCV e sífilis nos pacientes infectados pelo HIV-1. RESULTS: Results demonstrate a higher expression frequency of HLA-DR (17,12%) compared to CD38 (2,02 %). HLA-DR levels are significantly higher in VT group (26,56%) than in GII (13,01%), p = 0,000, in the control group (9,92%, p = 0,000) and GI (5,40%, p = 0,000). CD38+ presents an increased B group (5,0%), in the control group (3,92%) and in the group C (3,14%) compared to group A (1,70%, p = 0,007, p = 0,004 and p = 0,029 respectively). CD8 T cells showed greater activation by HLA-DR than CD4 cells, whereas for CD38 revealed no statistically significant correlation. The most significant result was the serology for EBV and CMV infections, including GC, followed by syphilis and HCV in patients. CONCLUSION: Our data indicates that the CD4/CD8 ratio may be a good marker of immune activation, in association to marker HLA-DR.

INTRODUÇÃO: A molécula HIG2 pode atuar como agonista da via Wnt/beta-catenina, pois se liga ao receptor Frizzled 10 e induz a expressão de genes da mesma. Dados recentes do nosso grupo mostraram expressão diferencial do gene HIG2 em células mononucleares do sangue periférico e em especial linfócitos T CD4+ naïve, mas não em células diferenciadas de memória em indivíduos sadios. Também observamos in vitro em linfócitos T CD4+ de indivíduos saudáveis que o peptídeo sintético HIG2 induziu a ativação da via Wnt/beta-catenina, produção de HIG2 e outros produtos da via, além da proliferação de células T CD4+ naïve sugerindo um papel do HIG2 na proliferação homeostática de linfócitos T CD4+. HIPÓTESE: Como as células T CD4+ naïve são diretamente exportadas pelo timo, os níveis aumentados de HIG2 neste tipo celular sejam decorrentes da ativação da via Wnt/?-catenina nos estágios tardios da diferenciação de timócitos. Portanto, as células T CD4+ naïve e timócitos simples positivos para CD4 (SP CD4) apresentariam perfil semelhante de expressão de HIG2 e genes da via Wnt/beta-catenina, incluindo receptores, fatores de transcrição, genes estruturais da via e alvos quando comparadas as demais populações celulares. OBJETIVO: Avaliar a expressão de HIG2 e outros genes da via Wnt/beta-catenina em timócitos e linfócitos T CD4+ naïve e memória de camundongos. MÉTODOS: Isolamos timócitos duplo negativos (DN), timócitos duplo positivos (DP), simples positivos para CD4 e CD8 (SP CD4 e SP CD8) de timo e também células T CD4+ naïve e memória do baço dos mesmos camundongos pelo procedimento de citometria de fluxo. Analisamos a expressão de vários genes da via Wnt/beta-catenina por PCR em tempo real. RESULTADOS: Em timócitos DN há expressão significativa dos genes que codificam para Frizzled 6, LRP5, TCF-1 e TCF-4 em relação as outras populações celulares. Nos timócitos DP há maior expressão dos genes que codificam para LRP5, LRP6, beta-catenina, GSK-3beta, TCF-1 e Bcl-XL em relação às demais populações. Em timócitos SP CD4 foi detectada expressão diferencial de genes que codificam para Frizzled 10, LRP6, beta-catenina, LEF-1 e HIG2 enquanto que na população de timócitos SP CD8 não observamos expressão significativa de nenhum gene da via Wnt/beta-catenina. Nas células T CD4+ naïve há expressão significativa de Frizzled 5 e Frizzled 10 quando comparadas a timócitos SP CD8 e células T CD4+ de memória . Já nos linfócitos T CD4+ de memória, detectamos maior expressão de Frizzled 6, TCF-4, Bcl-XL e ciclina D1 em relação as demais populações. CONCLUSÃO: Cada população apresenta um perfil distinto de expressão gênica. As maiores semelhanças ocorrem entre os timócitos DN e DP onde as principais diferenças são a expressão de Frizzled 6 e Ciclina D1.Os timócitos SP CD4 e as células T CD4+ naïve não apresentaram níveis semelhantes de expressão gênica de elementos da via Wnt canônica, o que não corrobora a hipótese de que o perfil transcripcional de timócitos SP CD4 e linfócitos T CD4+ naïve é semelhante. Ainda, não observamos expressão aumentada de HIG2 em linfócitos T CD4+ naïve comparados aos de memória, o que contrasta com os resultados obtidos anteriormente por nosso grupo com amostras humanas sugerindo que camundongos não regulam a expressão de HIG2 em linfócitos T CD4+ como os seres humanos / INTRODUCTION: HIG2 molecule can act as an agonist of Wnt/?-catenin pathway, because it able to bind to Frizzled 10 receptor and induce the expression of the genes related to this pathway. Recent data from our group have shown differential expression of the HIG2 gene in peripheral blood mononuclear cells, and particularly in naive CD4 + T cells, but not in memory T cells in healthy individuals. We have also observed that inducing the CD4 + T lymphocytes from healthy individuals with HIG2 synthetic peptide in vitro, led to the activation of Wnt/beta-catenin pathway, HIG2 production and expression of other target genes of this pathway and the proliferation of naïve CD4 + T cells, suggesting that HIG2 may play a role in homeostatic proliferation of CD4+ T cells. HYPOTHESIS: As naïve CD4 + T cells are directly exported from the thymus, we have hypothesized that increased levels of HIG2 in this cell type is due to the activation of Wnt/beta-catenin pathway in the later stages of thymocyte differentiation. Therefore, naïve CD4 + T cells and CD4 single-positive thymocytes (CD4 SP) may share a similar pattern of gene expression of HIG2 and Wnt/beta-catenin genes (genes that encodes receptors and co-receptors, transcription factors, structural and target genes) when compared to other cell populations. AIM: our major aim is to evaluate the expression of HIG2 and other genes of the Wnt/beta-catenin in thymocytes, naïve CD4 + T lymphocytes and memory CD4+ T cells from mice. METHODS: We have isolated thymocytes double negative (DN) T cells, positive double positive (DP) T cells, CD4 and CD8 single-positive thymocytes (CD4 SP and CD8 SP) of thymus from BALB/c mice and we have also isolated naïve CD4 + T cells and memory CD4+ T cells of the spleen from the same mice we have used the thymus. We have analysed the expression of several genes of Wnt/beta-catenin by real time PCR RESULTS: In DN cells there was expression of the Frizzled 6, LRP5, TCF-1 and TCF-4 genes compared to other cell populations. In DP thymocytes it could be observed a greater expression of LRP5, LRP6, beta-catenin, GSK-3beta, TCF-1 and Bcl-XL genes compared to other populations. In CD4 SP thymocytes, it was detected differential expression of the Frizzled 10, LRP6, beta-catenin, LEF-1 HIG2 genes and in CD8 SP cells we could not observe significant expression of any gene of Wnt/?-catenin pathway. In naïve CD4 + T cells there was a significant expression of Frizzled5 and Frizzled 10 genes when compared to all the samples. In memory CD4 + T cells, we have detected higher expression of Frizzled 6, TCF-4, Bcl-XL and cyclin D1 genes than in any other populations. CONCLUSION: Each population has a distinct gene expression pattern. The biggest similarities occur between DN and DP thymocytes where the main differences are the expression of Frizzled 6 and cyclin D1.However, the pattern of gene expression in SP thymocytes is not similar to those presented by naïve CD4+ T cells. Moreover, we have not observed increased expression of HIG2 in naïve CD4 + lymphocytes compared to memory CD4+ T cells, which contrasts the results obtained previously by our group with human samples suggesting that mice might not regulate the HIG2 expression in CD4 + T lymphocytes as human beings do

INTRODUÇÃO: A molécula HIG2 pode atuar como agonista da via Wnt/beta-catenina, pois se liga ao receptor Frizzled 10 e induz a expressão de genes da mesma. Dados recentes do nosso grupo mostraram expressão diferencial do gene HIG2 em células mononucleares do sangue periférico e em especial linfócitos T CD4+ naïve, mas não em células diferenciadas de memória em indivíduos sadios. Também observamos in vitro em linfócitos T CD4+ de indivíduos saudáveis que o peptídeo sintético HIG2 induziu a ativação da via Wnt/beta-catenina, produção de HIG2 e outros produtos da via, além da proliferação de células T CD4+ naïve sugerindo um papel do HIG2 na proliferação homeostática de linfócitos T CD4+. HIPÓTESE: Como as células T CD4+ naïve são diretamente exportadas pelo timo, os níveis aumentados de HIG2 neste tipo celular sejam decorrentes da ativação da via Wnt/?-catenina nos estágios tardios da diferenciação de timócitos. Portanto, as células T CD4+ naïve e timócitos simples positivos para CD4 (SP CD4) apresentariam perfil semelhante de expressão de HIG2 e genes da via Wnt/beta-catenina, incluindo receptores, fatores de transcrição, genes estruturais da via e alvos quando comparadas as demais populações celulares. OBJETIVO: Avaliar a expressão de HIG2 e outros genes da via Wnt/beta-catenina em timócitos e linfócitos T CD4+ naïve e memória de camundongos. MÉTODOS: Isolamos timócitos duplo negativos (DN), timócitos duplo positivos (DP), simples positivos para CD4 e CD8 (SP CD4 e SP CD8) de timo e também células T CD4+ naïve e memória do baço dos mesmos camundongos pelo procedimento de citometria de fluxo. Analisamos a expressão de vários genes da via Wnt/beta-catenina por PCR em tempo real. RESULTADOS: Em timócitos DN há expressão significativa dos genes que codificam para Frizzled 6, LRP5, TCF-1 e TCF-4 em relação as outras populações celulares. Nos timócitos DP há maior expressão dos genes que codificam para LRP5, LRP6, beta-catenina, GSK-3beta, TCF-1 e Bcl-XL em relação às demais populações. Em timócitos SP CD4 foi detectada expressão diferencial de genes que codificam para Frizzled 10, LRP6, beta-catenina, LEF-1 e HIG2 enquanto que na população de timócitos SP CD8 não observamos expressão significativa de nenhum gene da via Wnt/beta-catenina. Nas células T CD4+ naïve há expressão significativa de Frizzled 5 e Frizzled 10 quando comparadas a timócitos SP CD8 e células T CD4+ de memória . Já nos linfócitos T CD4+ de memória, detectamos maior expressão de Frizzled 6, TCF-4, Bcl-XL e ciclina D1 em relação as demais populações. CONCLUSÃO: Cada população apresenta um perfil distinto de expressão gênica. As maiores semelhanças ocorrem entre os timócitos DN e DP onde as principais diferenças são a expressão de Frizzled 6 e Ciclina D1.Os timócitos SP CD4 e as células T CD4+ naïve não apresentaram níveis semelhantes de expressão gênica de elementos da via Wnt canônica, o que não corrobora a hipótese de que o perfil transcripcional de timócitos SP CD4 e linfócitos T CD4+ naïve é semelhante. Ainda, não observamos expressão aumentada de HIG2 em linfócitos T CD4+ naïve comparados aos de memória, o que contrasta com os resultados obtidos anteriormente por nosso grupo com amostras humanas sugerindo que camundongos não regulam a expressão de HIG2 em linfócitos T CD4+ como os seres humanos / INTRODUCTION: HIG2 molecule can act as an agonist of Wnt/?-catenin pathway, because it able to bind to Frizzled 10 receptor and induce the expression of the genes related to this pathway. Recent data from our group have shown differential expression of the HIG2 gene in peripheral blood mononuclear cells, and particularly in naive CD4 + T cells, but not in memory T cells in healthy individuals. We have also observed that inducing the CD4 + T lymphocytes from healthy individuals with HIG2 synthetic peptide in vitro, led to the activation of Wnt/beta-catenin pathway, HIG2 production and expression of other target genes of this pathway and the proliferation of naïve CD4 + T cells, suggesting that HIG2 may play a role in homeostatic proliferation of CD4+ T cells. HYPOTHESIS: As naïve CD4 + T cells are directly exported from the thymus, we have hypothesized that increased levels of HIG2 in this cell type is due to the activation of Wnt/beta-catenin pathway in the later stages of thymocyte differentiation. Therefore, naïve CD4 + T cells and CD4 single-positive thymocytes (CD4 SP) may share a similar pattern of gene expression of HIG2 and Wnt/beta-catenin genes (genes that encodes receptors and co-receptors, transcription factors, structural and target genes) when compared to other cell populations. AIM: our major aim is to evaluate the expression of HIG2 and other genes of the Wnt/beta-catenin in thymocytes, naïve CD4 + T lymphocytes and memory CD4+ T cells from mice. METHODS: We have isolated thymocytes double negative (DN) T cells, positive double positive (DP) T cells, CD4 and CD8 single-positive thymocytes (CD4 SP and CD8 SP) of thymus from BALB/c mice and we have also isolated naïve CD4 + T cells and memory CD4+ T cells of the spleen from the same mice we have used the thymus. We have analysed the expression of several genes of Wnt/beta-catenin by real time PCR RESULTS: In DN cells there was expression of the Frizzled 6, LRP5, TCF-1 and TCF-4 genes compared to other cell populations. In DP thymocytes it could be observed a greater expression of LRP5, LRP6, beta-catenin, GSK-3beta, TCF-1 and Bcl-XL genes compared to other populations. In CD4 SP thymocytes, it was detected differential expression of the Frizzled 10, LRP6, beta-catenin, LEF-1 HIG2 genes and in CD8 SP cells we could not observe significant expression of any gene of Wnt/?-catenin pathway. In naïve CD4 + T cells there was a significant expression of Frizzled5 and Frizzled 10 genes when compared to all the samples. In memory CD4 + T cells, we have detected higher expression of Frizzled 6, TCF-4, Bcl-XL and cyclin D1 genes than in any other populations. CONCLUSION: Each population has a distinct gene expression pattern. The biggest similarities occur between DN and DP thymocytes where the main differences are the expression of Frizzled 6 and cyclin D1.However, the pattern of gene expression in SP thymocytes is not similar to those presented by naïve CD4+ T cells. Moreover, we have not observed increased expression of HIG2 in naïve CD4 + lymphocytes compared to memory CD4+ T cells, which contrasts the results obtained previously by our group with human samples suggesting that mice might not regulate the HIG2 expression in CD4 + T lymphocytes as human beings do

[ES] El objetivo principal de este trabajo fue conocer las alteraciones inmunológicas asociadas a la inflamación periférica que desencadenan deterioro cognitivo en los pacientes cirróticos encefalopatía hepática mínima (EHM). Estos cambios pueden ser monitorizados como cascadas de señalización a lo largo de los tipos celulares del sistema inmune. Como estudio preliminar, se analizaron los cambios en la expresión génica (transcriptómica), los metabolitos de plasma (metabolómica) y un panel de citoquinas extracelulares en muestras de sangre de pacientes cirróticos con y sin EHM. Los resultados del análisis transcriptómico apoyaron la hipótesis de alternancias en las poblaciones celulares de linfocitos Th1/Th2 y Th17 como principales impulsores de la EHM. El análisis clúster de las moléculas del suero dio como resultado 6 grupos de compuestos químicamente similares. También se ha realizado un análisis de integración multiómica para detectar las relaciones entre los componentes intra y extracelulares que podrían contribuir a la inducción del deterioro cognitivo. Los resultados de este análisis integrativo sugirieron una relación entre las citocinas CCL20, CX3CL1, CXCL13, IL-15, IL-22 e IL-6 con la alteración de la quimiotaxis, así como un vínculo entre los fosfolípidos insaturados de cadena larga y el aumento del transporte de ácidos grasos y la producción de prostaglandinas. Estudios previos sugieren que un cambio en la inflamación periférica, orquestado principalmente por las células T CD4+, es un factor crítico que desencadena el deterioro cognitivo en EHM. La segunda parte de la tesis se centró en la comprensión de las rutas genéticas y los mecanismos por los que las alteraciones en los linfocitos CD4+ pueden contribuir a la inflamación periférica en EHM. Se analizaron los niveles de expresión de genes, factores de transcripción y miARNs en este subtipo de linfocitos mediante secuenciación de alto rendimiento (RNA-seq y miRNA-seq). El análisis individual de cada grupo de datos mostró diferencias de expresión de ARNm y miARN, así como las vías biológicas alteradas en los linfocitos CD4+ comparando pacientes cirróticos con y sin EHM. Encontramos alteraciones en 167 ARNm y 20 rutas biológicas en los pacientes con EHM, incluyendo los receptores tipo Toll, la señalización de la IL-17 y las vías del metabolismo de histidina y triptófano. Trece miRNAs y 7 factores de transcripción presentaron alteraciones en los pacientes con EHM. Utilizando bases de datos para determinar sus genes diana, encontramos una modulación por el aumento de miR-494-39, miR-656-3p y miR-130b-3p de la expresión de TNFAIP3 (proteína A20) y ZFP36 (proteína TTP) aumentaría los niveles de citoquinas proinflamatorias como IL-17 y TNF¿. Finalmente, estudiamos el repertorio de receptores de células T (TCR) de pacientes control, y de pacientes cirróticos con y sin EHM, a partir del conjunto de datos de RNA-seq procedentes de células T CD4+ aisladas previamente. Dado que los experimentos de RNA-seq contienen genes del TCR en una fracción de los datos, se puede analizar el repertorio sin necesidad de generar datos adicionales. Tras el alineamiento de las lecturas con la base de datos de los genes VDJ realizada por la herramienta MiXCR, recuperamos entre 498-1114 cadenas TCR beta distintas por paciente. Los resultados mostraron un bajo número de clones públicos (convergencia clonal), una alta diversidad (expansión clonal) y una elevada similitud en la arquitectura de la secuencia dentro de los repertorios, independientemente del estado inmunitario de los 3 grupos de pacientes. Además, detectamos una sobrerrepresentación significativa de los TCRs relacionados con la enfermedad celíaca y la enfermedad inflamatoria intestinal en los repertorios de los pacientes con EHM. / [CA] L'objectiu principal d'aquest treball va ser conèixer les alteracions immunològiques associades a la inflamació perifèrica que desencadenen deteriorament cognitiu en els pacients cirròtics amb encefalopatia hepàtica mínima (EHM). Aquests canvis poden ser monitoritzats com cascades de senyalització al llarg dels tipus cel·lulars del sistema immune. Com a estudi preliminar, es van analitzar els canvis en l'expressió gènica (transcriptòmica), els metabòlits de plasma (metabolòmica) i un conjunt de citocines extracel·lulars en mostres de sang de pacients cirròtics amb i sense EHM. Els resultats de l'anàlisi transcriptòmica van recolzar la hipòtesi d'alternances en les poblacions cel·lulars de limfòcits Th1/Th2 i Th17 com a principals impulsors de la EHM. L'anàlisi clúster de les molècules del sèrum va donar com a resultat 6 grups de compostos químicament similars. També s'ha realitzat una anàlisi d'integració multiòmica per detectar les relacions entre els components intra i extracel·lulars que podrien contribuir a la inducció del deteriorament cognitiu. Els resultats d'aquesta anàlisi d'integració van suggerir una relació entre les citocines CCL20, CX3CL1, CXCL13, IL-15, IL-22 i IL-6 amb l'alteració de la quimiotaxis, així com un vincle entre els fosfolípids insaturats de cadena llarga i l'augment del transport d'àcids grassos i la producció de prostaglandines. Estudis previs suggereixen que un canvi en la inflamació perifèrica, orquestrat principalment per les cèl·lules T CD4+, és un factor crític que desencadena el deteriorament cognitiu en EHM. La segona part de la tesi es va centrar en la comprensió de les rutes genètiques i els mecanismes pels quals les alteracions en els limfòcits CD4+ poden contribuir a la inflamació perifèrica en EHM. Es van analitzar els nivells d'expressió de gens, factors de transcripció i miARNs en aquest subtipus de limfòcits mitjançant seqüenciació d'alt rendiment (RNA-seq i miRNA-seq). L'anàlisi individual de cada grup de dades va mostrar les diferències d'expressió d'ARNm i miARN, així com les vies biològiques alterades en els limfòcits CD4+ comparant pacients cirròtics amb i sense EHM. Trobàrem alteracions en 167 ARNm i 20 rutes biològiques en els pacients amb EHM, incloent els receptors tipus Toll, la senyalització de la IL-17 i les vies del metabolisme de la histidina i el triptòfan. Tretze miRNAs i 7 factors de transcripció van presentar alteracions en els pacients amb EHM. Després utilitzàrem bases de dades per determinar els seus gens diana, els quals van resultar ser codificants per proteïnes clau implicades en el canvi immunològic que desencadena la EHM. Per exemple, la modulació per l'augment de miR-494-39, miR-656-3p i miR-130b-3p de l'expressió de TNFAIP3 (proteïna A20) i ZFP36 (proteïna TTP) augmentaria els nivells de citocines proinflamatòries com IL-17 i TNF¿. L'última part de la tesi comprèn un cas pràctic en el qual s'estudia el repertori de receptors de cèl·lules T (TCR) de pacients control, i de pacients cirròtics amb i sense EHM, a partir del conjunt de dades de RNA-seq procedents de cèl·lules T CD4+ aïllades prèviament. Atès que els experiments de RNA-seq contenen gens del TCR en una fracció de les dades, es crea una oportunitat per a l'anàlisi del repertori sense necessitat de generar dades addicionals, el qual redueix la quantitat i els costos de les mostres. Després de l'alineament de les lectures amb la base de dades dels gens VDJ realitzada per l'eina MiXCR, recuperàrem entre 498-1114 cadenes TCR beta diferents per pacient. Els resultats van mostrar un baix nombre de clons públics (convergència clonal), una alta diversitat (expansió clonal) i una elevada similitud en l'arquitectura de la seqüència dins dels repertoris, independentment de l'estat immunitari dels 3 grups de pacients. A més, detectàrem una sobrerepresentació significativa dels TCRs relacionats amb la malaltia celíaca i la malaltia inflamatòria intestinal en els repertoris dels pacients amb EHM. / [EN] The main objective of this work was to understand the immunological alterations associated with the peripheral inflammation that trigger minimal hepatic encephalopathy (MHE) in patients with cirrhosis. These changes can be monitored through the signaling cascades of different immune system cell types. In this work, in a preliminary study, changes in gene expression (transcriptomics), plasma metabolites (metabolomics), and a panel of extracellular cytokines were analyzed in blood samples from patients with cirrhosis with and without MHE. Transcriptomics analysis supported the hypothesis that alternations in the Th1/Th2 and Th17 lymphocyte cell populations are the major drivers of MHE. Cluster analysis of serum molecules highlighted 6 groups of chemically similar compounds. We also developed a multi-omic integration analysis pipeline to detect covariation between intra- and extracellular components that could contribute to the induction of cognitive impairment. Results of this integrative analysis suggested a relationship between cytokines CCL20, CX3CL1, CXCL13, IL-15, IL-22, and IL-6 and altered chemotaxis, as well as a link between long-chain unsaturated phospholipids and increased fatty acid transport and prostaglandin production. A shift in peripheral inflammation in patients with MHE, mainly orchestrated by CD4+ T cells, had been proposed in previous studies as a critical factor that triggers cognitive impairment. The second part of this thesis focused on understanding the pathways and mechanisms by which alterations in CD4+ lymphocytes may contribute to peripheral inflammation in MHE. Thus, the expression levels of genes, transcription factors, and miRNAs were analyzed in this lymphocyte subtype by high throughput sequencing (RNA-seq and miRNA-seq). Separate analysis of each dataset showed mRNA and miRNA expression differences and altered biological pathways in CD4+ lymphocytes when compared to patients with cirrhosis with and without MHE. We found alterations in 167 mRNAs and 20 pathways in patients with MHE, including toll-like receptors, IL-17 signaling, histidine, and tryptophan metabolism pathways. In addition, 13 miRNAs and 7 transcription factors presented alterations in patients with MHE. We used public databases to determine the target genes of these regulatory molecules and found that increased miR-494-39, miR-656-3p, and miR-130b-3p expression may modulate TNFAIP3 (A20) and ZFP36 (TTP) to increase levels of pro-inflammatory cytokines such as IL-17 and TNF¿. Finally, we present a case study of the T-cell receptor (TCR) repertoire profiles of control patients and patients with cirrhosis with and without MHE obtained from the bulk RNA-seq dataset previously generated from isolated CD4+ T cells. Given that RNA-seq experiments contain the TCR genes in a fraction of the data, the receptor repertoire analysis without the need to generate additional data is possible. After read alignment to the VDJ genes was performed with the MiXCR tool, we successfully recovered 498-1,114 distinct TCR beta chains per patient. Results showed fewer public clones (clonal convergence), higher diversity (clonal expansion), and elevated sequence architecture similarity within repertoires, independently of the immune status of the 3 groups of patients. Additionally, we detected significant overrepresentation of celiac disease and inflammatory bowel disease related TCRs in MHE patient repertoires. To the best of our knowledge, this is one of the few studies to have shown a step-by-step pipeline for the analysis of immune repertoires using whole transcriptome RNA-seq reads as source data. In conclusion, our work identified potentially relevant molecular mechanisms of the changes in the immune system associated with the onset of MHE in patients with cirrhosis. Future work with a large sample cohort will be required to validate these results in terms of biomarker determination and the development of new, more effective treatments for MHE. / Rubio Martínez-Abarca, MT. (2022). Multi-omic data integration study of immune system alterations in the development of minimal hepatic encephalopathy in patients with liver cirrhosis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185116