The role of platelets and T cells in severe allergy

Abstract

Actualmente, los tratamientos existentes para la alergia respiratoria grave no son eficaces en todos los casos. Se desconocen los mecanismos inmunitarios que subyacen a la progresión y el mantenimiento de los fenotipos alérgicos graves. En estudios anteriores, las PBMC de pacientes alérgicos estratificados por gravedad se analizaron mediante transcriptómica, revelando alteraciones en las funciones plaquetarias. El análisis del plasma de estos pacientes mediante metabolómica reveló alteraciones en el metabolismo energético que podrían estar relacionadas con funciones alteradas de las células T. En esta Tesis, el objetivo es comprender los mecanismos biológicos relacionados con las plaquetas y las células T de pacientes alérgicos estratificados por gravedad. Mediante plaquetoféresis, el fenotipado plaquetario de pacientes alérgicos estratificados se realizó mediante lipidómica, transcriptómica y cuantificación de proteínas. Las plaquetas de pacientes alérgicos graves mostraron niveles elevados de ceramidas, fosfoinositoles, fosfocolinas y esfingomielinas. Por el contrario, mostraron niveles reducidos de precursores de eicosanoides. RNAseq confirmó la sobreexpresión de ARNm de genes relacionados con la activación plaquetaria y el metabolismo del ácido araquidónico en los fenotipos graves. El análisis de rutas biológicas indicó la alteración de las vías NOD, MAPK, TLR, TNF e IL-17 en el fenotipo grave. Las proteínas P-Selectina e IL-17AF aumentaron en el fenotipo grave. Los resultados mostraron que las plaquetas de pacientes alérgicos graves son una fuente de lípidos proinflamatorios y presentan marcadores de transcripción y proteínas relacionados con una alta activación plaquetaria. Además, las células T de los mismos pacientes fueron fenotipadas mediante transcriptómica. Los pacientes alérgicos graves presentaron una regulación negativa de los genes relacionados con la fosforilación oxidativa, la oxidación de ácidos grasos y la glucólisis junto con una mayor expresión de genes que codifican citoquinas inflamatorias. Además, la regulación negativa de los genes implicados en la vía del TGFβ junto con una tendencia disminuida en el porcentaje de células T reguladoras, sugiere una función reguladora comprometida en pacientes asmáticos alérgicos graves. En conjunto, los resultados obtenidos muestran que los pacientes alérgicos graves presentan alteraciones plaquetarias y de células T, lo que ofrece nuevas vías para la exploración de biomarcadores para identificar a los pacientes alérgicos graves y allana el camino para el desarrollo de tratamientos personalizados para estos pacientes que actualmente carecen de terapias eficaces

Clinical management of severe respiratory allergic patients represent a challenge as the available pharmaceutical products are not effective in all cases. The immune mechanisms underlying the progression and maintenance of severe allergic phenotypes are unknown. In previous studies, PBMCs from severity-stratified allergic patients were analysed by transcriptomics, revealing alterations in platelet functions. The analysis of the plasma from these patients by metabolomics revealed alterations in energy metabolism that could be linked to altered T cell functions. Here, the aim was to understand the biological mechanisms linked to platelets and T cells from severity-stratified allergic patients. Using plateletpheresis, platelet phenotyping from stratified allergic patients was performed by lipidomics, transcriptomics, and protein quantification. Platelets from severe allergic patients showed high levels of ceramides, phosphoinositols, phosphocholines, and sphingomyelins. In contrast, they showed decreased eicosanoid precursor levels. RNAseq confirmed mRNA overexpression of genes related to platelet activation and arachidonic acid metabolism in the severe phenotypes. Pathway analysis indicated the alteration of NOD, MAPK, TLR, TNF, and IL-17 pathways in the severe phenotype. P-Selectin and IL-17AF proteins were increased in the severe phenotype. The results showed that platelets from severe allergic patients are a source of proinflammatory lipids and present transcript and protein markers related to high platelet activation. In addition, T cells from the same patients were phenotyped by transcriptomics. Severe allergic patients presented downregulation in genes related to oxidative phosphorylation, fatty acid oxidation and glycolysis together with increased expression of genes coding inflammatory cytokines. Moreover, the downregulation of genes involved in TGFβ pathway together with a decreased tendency on the percentage of T regulatory cells, suggest a compromised regulatory function in severe allergic asthmatic patients. Altogether, the results obtained show that severe allergic patients exhibit platelet and T-cell alterations, offering new avenues for the exploration of biomarkers to identify severe allergic patients and paving the way for the development of personalized treatments for these patients who currently lack effective therapies.