Investigation on circulating follicular T helper cell functions and their potential modulation in systemic autoimmune diseases  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
121327
Type PD
Principal investigator Szabó, Krisztina
Title in Hungarian A cirkuláló follikuláris T helper sejtek funkciójának és befolyásolási lehetőségeinek vizsgálata szisztémás autoimmun kórképekben
Title in English Investigation on circulating follicular T helper cell functions and their potential modulation in systemic autoimmune diseases
Keywords in Hungarian cirkuláló follikuláris T helper sejt, B sejt alcsoportok, T-B sejt interakció, mikroRNS, primer Sjögren-szindróma, szisztémás lupus erythematosus, szisztémás sclerosis
Keywords in English circulating follicular T helper cell, B cell subsets, T-B cell interaction, microRNA, primary Sjögren’s syndrome, systemic lupus erythematosus, systemic sclerosis
Discipline
Haematology, immunology, thrombosis, infectious diseases (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Panel Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent Institute of Internal Medicine (University of Debrecen)
Participants Zeher, Margit
Starting date 2016-10-01
Closing date 2020-09-30
Funding (in million HUF) 15.090
FTE (full time equivalent) 3.20
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

A szisztémás autoimmun betegségek pathogenezisében kiemelt szerepet játszik az adaptív immunitás zavara, amely a humorális immunválasz károsodásában is megnyilvánul. Az autoimmun betegségek immunszabályozási zavarának egyik jellemző következménye az autoreaktív B sejtklónok felszaporodása. Mindennek szerológiai megnyilvánulásaként említhető az emelkedett immunglobulin szint, a fokozott magas-affinitású autoantitest termelődés, illetve a pathológiás mértékű immunkomplex képződés. A pSS, SLE és SSc szisztémás autoimmun betegségek, melyekben a saját szervezet struktúrái ellen autoantitestek termelődnek; melyek számos klinikai tünethez és a célszervek károsodásához vezetnek, és alapvető pathológiai faktorként tarthatók számon. A TFH sejteknek kiemelt szerepe van a B sejt válaszok irányításában, azáltal, hogy támogatják túlélésüket és differenciálódásukat memória, illetve hosszú-életű, magas-affinitású immunglobulinokat termelő plazmasejtekké. Mivel a TFH sejtek vizsgálata a nyiroktüszőkben humán mintákon nehezen kivitelezhető, ezért e sejtekkel folytatott kísérletek a perifériás vérben keringő TFH-szerű sejtekre korlátozódnak. Pályázatunk célkitűzése a keringő TFH sejtek szerepének jobb megértése a szisztémás autoimmun betegségek kifejlődésének hátterében. Kutatásunkban a cirkuláló TFH sejtek és B sejtek alcsoportjainak megoszlása mellett különös figyelmet fordítunk a TFH sejtek B sejt immunglobulin termelésre gyakorolt hatásában, melyet funkcionális vizsgálatokkal kívánunk tesztelni. Kutatásunk további célja olyan miRNS-ek expressziójának vizsgálata, amelyek a TFH sejtek szabályozásáért felelősek, ezáltal átfogó képek nyerhetünk e sejtek szerepéről autoimmun betegségekben.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.

A keringő TFH-szerű sejtekkel kapcsolatos kiterjedt ismereteink ellenére, a kutatások nagy része leíró jellegű. Néhány munka ugyan foglalkozik a CD4+CXCR5+ TFH-szerű sejt alcsoportjainak fenotipizálásával pSS-ban és SLE-ben, azonban funkcionális vizsgálatok nem történtek. Ezenfelül a TFH sejtek szerepét a humorális immunválasz szabályozásában és a sejtek kapcsolatát más immunsejtekkel, laboratóriumi és klinikai paraméterekkel SSc-ban még eddig egyáltalán nem vizsgálták. Ezért célunk hogy mindezen vizsgálatok pótlásával átfogóbb képet biztosítunk a különböző cirkuláló TFH-szerű sejt alcsoportok és B sejt alpopulációk kapcsolatáról a periférián, továbbá szeretnénk mélyebb betekintést nyerni a TFH-szerű sejtek antitesttermelésben játszott szerepére. Tervezzük a TFH és B sejtek interakciójakor fellépő szignálokat befolyásoló sejtes mechanizmusok vizsgálatát a kapcsolatban résztvevő molekulák blokkolásával, illetve ennek hatását az ezt követően kialakuló B sejt válaszra. További célkitűzésünk a TFH sejtfunkciót befolyásoló miRNS-ek expressziójának vizsgálata, ezáltal kiterjesztve eddigi tudásunkat e sejtek szabályozásával és immunbiológiájával kapcsolatban.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!

A TFH sejtek és B sejtek közötti kölcsönhatás modifikálásával további ismereteket szerezhetünk a sejtek biológiájával kapcsolatban, továbbá a TFH sejtfunkciók szabályozásában szerepet játszó miRNS-ek feltárásával e sejtek a jövő modern, innovatív és effektív terápiájának tervezésében új szempontként tarthatók számon. Reméljük, hogy a TFH sejtek biológiájával kapcsolatos tudásunk kiterjedésével e sejtek és a rájuk jellemző molekulák potenciális terápiás célponttá válnak a patológiás humorális immunválasz visszaszorításában.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.

Az immunrendszer alapvető feladata, hogy felismerje és elpusztítsa a kórokozókat és egyéb testidegen anyagokat, melyek a szervezetet felépítő struktúráktól eltérnek. Ezt két főbb működési móddal éri el: antitestek termelésének segítségével semmisíti meg az idegen anyagot, illetve olyan immunsejteket termel, melyek az idegen testekhez kapcsolódva pusztítják el azokat. Eddig még pontosan nem tisztázott okokból azonban előfordul, hogy hiba lép fel a rendszerben, és így az immunrendszer nem az idegen testek vagy anyagok, hanem a szervezet saját elemei, sejtjei, szövetei ellen veszi fel a harcot. Mindez vezethet csupán enyhe klinikai tünetekhez, de kezelés nélkül lehet akár halálos kimenetelű is. Ilyenkor beszélünk autoimmun betegségekről, melyek közé a Sjögren-szindróma, a lupusz és a szkleroderma is tartozik. Vizsgálataink során e betegségekben tanulmányozzuk azokat a folyamatokat, melyek során a megváltozott follikuláris T helper sejtek és B sejtek közötti kapcsolat a saját struktúrák ellen irányuló autoantitestek termelődéséhez vezetnek. Célunk számos funkcionális, illetve genetikai vizsgálat elvégzése a kórfolyamatban érintett immunsejtek alcsoportjain, melyek által pontosabb képet kaphatunk azok működéséről. Megvizsgáljuk az összefüggéseket a betegek vérében tapasztalt eltérések és az általuk mutatott klinikai tünetek típusai és súlyossága között. Az általunk tanulmányozni kívánt, az autoantitestek fokozott képződésében szerepet játszó immunsejtek funkciójának befolyásolása által új lehetőségek nyílhatnak meg a vizsgált autoimmun betegségek modern terápiájában.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

The dysregulation of the adaptive immunity plays an important role in the pathogenesis of systemic autoimmune diseases and it manifests in abnormal humoral immune responses, as well. Pronounced B cell hyperactivity is the hallmark of autoimmune diseases which manifests in such serological features as increased levels of high-affinity autoantibodies, together with the presence of circulating immune complexes and hyperimmunoglobulinemia. In systemic autoimmune diseases, such as pSS, SLE and SSc, autoantibodies targeting self-antigen structures, appeared to be fundamental pathogenetic factors, since they contribute to the development of numbers of clinical symptoms and end-stage organ failures. TFH cells plays an important role in regulating B cell responses by promoting their survival and differentiation to become memory or long-lived, high-affinity immunglobulin producing plasma cells. Since the measurement of human TFH cell from lymphoid follicles could be hardly performed, the investigation of circulating TFH-like cells are widely accepted. The aim of our study is the better understanding of the role of circulating TFH cells in the development of systemic autoimmune diseases. In our study, besides the division of the subgroups of circulating TFH cells and B cells, we pay a particular attention to the effects of TFH cells to B cell immunoglobulin production. We intend to investigate the latter with functional measurement by blocking T-B cell interaction. The further key objective of our research is the investigation of miRNA expression responsible for regulating TFH cells, providing a comprehensive picture of the role of these cells in autoimmune diseases.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.

Despite our extensive knowledge regarding circulating TFH-like cells, the previous researches were mostly descriptive. There are a few studies with immunophenotyping of CD4+CXCR5+ TFH-like cell subsets in pSS and SLE, however these are also lack of functional analysis. Furthermore, the role of TFH cells as the regulatory element of the humoral immune responses or their relationship with other immune cells, laboratory data and clinical symptoms in SSc have not been studied yet at all. For that purpose, our aim is to fill this gap and aside from the comprehensive investigation of the relationship between the division of different circulating TFH-like cell types and B cell subset in the periphery, we attempt to gain a deeper knowledge on the involvement of peripheral TFH-like cells in antibody production. We plan to measure the cellular mechanisms that mediate signals between TFH cells and B cells during their interaction via blocking crucial molecules and evaluate the consequences for B cell responses. Our further object is the investigation of miRNAs targeting TFH cell function to gain a wider insight in the regulation and immunobiology of these cells.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.

By the blockage of the interaction between TFH cells and B cells, we may gain additional knowledge on the biology of these cells; moreover by the exploration of the role of miRNAs in the regulation of TFH function in the diseases, these cells may considered as an essential aspect when planning modern, efficient, innovative therapies in the future. We hope that with the amplification of our understanding on TFH biology, these cells and their canonical molecules may be potential therapeutic targets for down-regulation of pathological humoral immunity in autoimmune disorders.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.

The ability to distinguish between self and non-self molecules is essential for the maintenance of immune homeostasis. During the immune responses, the immune system produces antibodies to destroy the foreign materials, and develops immune cells, which directly destroy non-self cells and structures. However, in some cases, an error occurs in the system and thus the immune system fights against not only foreign objects or materials, but also the body's own components, cells and tissues. These changes can lead to a wide spectrum of clinical symptoms; some of them may be even fatal without medical treatment. The Sjögren’s syndrome, lupus and scleroderma are such autoimmune diseases. In our study, we investigate the altered functions of follicular T helper cells and B cells resulting in production of autoantibodies directed against self-structures in these diseases. Our goal is to carry out a number of functional and genetic studies on the immune cells involved in the disease process, by which we will obtain a more accurate picture of their operations. We examine the relationship between the laboratory results and the clinical picture and disease severity. Our results on immune cells playing significant role in autoantibody production may open new avenues for the modification of their function, and potentially lead to the development of new therapeutic approaches in these autoimmune disorders.





 

Final report

 
Results in Hungarian
Korábbi megfigyelések alapján feltételezzük, hogy a TFH sejtek megváltozott eloszlása és funkciója hozzájárul a rendellenes B-sejt válasz kialakulásához szisztémás autoimmun betegségekben. Viszonylag nagyszámú beteg bevonásával, perifériás vérben vizsgáltuk a cTFH alcsoportok, a TFR sejtek arányának megoszlását és összefüggését B-sejt altípusokkal és szerológiai paraméterekkel. Továbbá, in vitro funkcionális vizsgálat segítségével elemeztük a cTFH sejtek B-sejt differenciálódásban betöltött szerepét. Eredményeink szerint az aktivált cTFH és TFR sejtek aránya mindkét betegségben szignifikánsan emelkedett. A cTFH alcsoportok aránya változatlan volt pSS-ben, míg a cTFH17 sejtek aránya szignifikáns csökkenést mutatott lupusban a kontroll értékekhez képest. A korrelációs számításaink alapján a cTFH altípusok és TFR sejtek arányának változása összefüggést mutatott a B sejt alcsoportok kóros eloszlásával és egyes laboratóriumi paraméterek megváltozásával A CD40 és IL-21 egyidejű neutralizációja csökkentette az IgM és IgG antitest termelést, amely kiemeli a T-B interakció gátlásának fontosságát pSS-ben. A cTFH és B sejtekkel végzett vizsgálatok nemcsak a betegség patogenezisének megértésében lehetnek fontosak, hanem TFH sejtek biomarkerként történő lehetséges alkalmazása is vonzó lehetőség lehet autoimmun kórképekben. A T és B sejtek kapcsolatának blokkolása lehetséges terápiás célpontként szolgálhat az autoimmun betegségekre jellemző kóros humorális immunválasz visszaszorításában.
Results in English
Based on previous observations, we assume that the altered distribution and function of TFH cells contribute to abnormal B cell responses in systemic autoimmune diseases. A relatively high number of patients were enrolled in the study and the distribution of cTFH subsets, TFR cells and their correlation with B cell subtypes and serological parameters was assessed. Moreover, we also investigated the role of cTFH cells in B-cell differentiation performing in vitro functional assay. Our results showed a significant increase in the proportions of activated cTFH and TFR cells in both disease. The ratio of cTFH subsets were unchanged in pSS, while cTFH17 cells showed a significant decrease in lupus compared to control values. Correlation analysis revealed that the changes in cTFH cell and cTFR ratios were associated with the abnormal distribution of B cell subsets and alterations in certain laboratory parameters. Simultaneous neutralization of CD40 and IL-21 reduced IgM and IgG antibody production thus underpins the possible importance of inhibiting T-B cell interaction in pSS. Investigations on cTFH and B cell subsets can not only shed light on understanding disease pathogenesis, but the potential use of TFH cells as a biomarker in autoimmune disorders can also be an attractive possibility. The interruption of T and B cell collaboration may be a possible therapeutic approach for down-regulating pathological humoral immunity in autoimmune diseases.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=121327
Decision
Yes





 

List of publications

 
Szabó Krisztina, Jámbor Ilona, Papp Gábor, Szántó Antónia, Zeher Margit: A cirkuláló follikuláris T helper sejt alcsoportok jelentősége autoimmun kórképekben – vizsgálataink primer Sjögren-szindrómában, http://www.makit.hu, 2017
Bodnár Anikó, Szabó Krisztina, Zeher Margit: A cirkuláló follikuláris T helper sejtek fenotípusos vizsgálata primer Sjögren-szindrómában, Debreceni Egyetem elektronikus Archívum - Hallgatói dolgozatok (Általános Orvostudományi Kar), 2017
Bodnár Anikó, Szabó Krisztina, Zeher Margit: A cirkuláló follikuláris T helper sejtek fenotípusos vizsgálata primer Sjögren-szindrómában, Debreceni Egyetem Elektronikus Archívum, Hallgatói dolgozatok (ÁOK), 2017
Jámbor Ilona, Szabó Krisztina, Zeher Margit, Papp Gábor: A mikro-RNS-ek jelentősége szisztémás autoimmun betegségek kialakulásában, Orvosi Hetilap, Volume 160: Issue 15, 2019
Szabó Zsófia, Szabó Krisztina: Perifériás vérben keringő follikuláris T-helper sejt altípusok fenotípusos és funkcionális vizsgálata szisztémás lupus erythematosusban, Debreceni Egyetem Elektronikus Archívum, Hallgatói Dolgozatok (ÁOK), 2019
Szabó Krisztina, Jámbor Ilona, Tarr Tünde, Papp Gábor: Alteration in the proportions of circulating follicular T helper cell subsets is related to aberrant B cell distribution and antibody production in patients with SLE, Allergy. 74 (S106), 243, PD0434., 2019
Jámbor Ilona, Papp Gábor, Zeher Margit, Szántó Antónia, Szabó Krisztina: The imbalance of peripheral follicular T helper cell subsets is associated with abnormal B-cell distribution and disease severity in primary Sjögren's syndrome., Allergy. 74 (S106), 243, PD0435., 2019
Szabó Krisztina, Jámbor Ilona, Tarr Tünde, Papp Gábor: Alteration in follicular T helper cell subsets and cytokine production contributes to dysregulated humoral immune response in systemic lupus erythematosus., Eur. J. Immunol. 49 (S4), 1-75 (70), 2019
Jámbor Ilona, Papp Gábor, Szántó Antónia, Horváth Ildikó Fanny, Szabó Krisztina: Role of TFH cells in abnormal B cell distribution and disease severity in primary Sjögren's syndrome., Eur. J. Immunol. 49 (S4), 1-75 (27), 2019




Back »