Differential expression of costimulatory molecules in human periodontal diseases

A manutenção da resposta imune depende de uma fina regulação da ativação dos linfócitos. A ativação das células T requer dois sinais, um mediado pelo complexo TCR, após o reconhecimento do antígeno, e o outro mediado pela interação dos receptores coestimulatórios. CD28 e ICOS são receptores estimuladores, enquanto CTLA-4 e PD-1 induzem um sinal inibitório para a ativação das células T. Para compreender o envolvimento de células T na progressão da doença periodontal humana avaliamos o perfil de ativação de células T sangüíneas, a presença destas células no foco da infecção, bem como os fatores que estas células estariam produzindo. Os resultados mostraram que linfócitos sangüíneos de pacientes com doenças periodontais proliferaram frente à estimulação policlonal, de maneira similar aos linfócitos de indivíduos saudáveis. Entretanto, a estimulação com antígenos de Aa e Pg induziu apenas um discreto aumento na resposta proliferativa de linfócitos de pacientes com gengivite. Os dados também demonstraram que antígenos de periodontopatógenos induzem a produção de citocinas, IFN- e IL-10, por linfócitos de pacientes e indivíduos controle. As células sangüíneas de indivíduos com doenças periodontais apresentaram uma alta expressão de moléculas inibitórias, PD-1 e CTLA-4. Entretanto, o bloqueio da via PD- 1/PD-L não alterou a resposta proliferativa de células T de pacientes com periodontite crônica, mas modulou positivamente a produção de IFN- e IL-10. Ao avaliar o número total de células isoladas do tecido gengival de pacientes com periodontite crônica observou-se um significante aumento quando comparado ao grupo com gengivite e o controle. Em adição, os ensaios de fenotipagem indicaram que não existe diferença na composição do infiltrado celular. Contudo, foram observadas diferenças entre os grupos quanto ao perfil de ativação celular. Os linfócitos T CD3+ representam a principal população de leucócitos encontrados nas lesões de pacientes com periodontite crônica, gengivite e saudáveis, tendo sido detectado uma alta percentagem de células T CD4+ de memória no grupo com periodontite crônica. Adicionalmente, o número de células B foi similar em todos os grupos. Os dados sobre a expressão de moléculas co-estimulatórias mostraram que uma considerável parcela da população de linfócitos T CD4+ e CD8+ das lesões de pacientes com periodontite crônica coexpressam PD-1 e CTLA-4, quando comparada com os pacientes com gengivite e indivíduos saudáveis. Uma baixa freqüência de positividade para a IFN- foi observada nas lesões de pacientes com periodontite crônica, e alta freqüência para IL-10 nos grupos com gengivite e periodontite crônica. Esses resultados agrupados sustentam a hipótese de que a expressão de PD-1 e CTLA-4 estão envolvidas na patogênese da doença periodontal humana.Negative co-stimulatory signals mediated via cell surface molecules such as cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4 (CTLA-4) and programmed death-1 (PD-1) play a critical role in down-modulation immune responses and maintaining peripheral tolerance. Both CTLA-4 and PD-1 are induced on activated T cells, and these are involved in the immunopathogenesis of periodontal diseases. However, there are no reports linking PD-1 with periodontal diseases. We investigated the possible association between CD28, CTLA-4 and PD-1 expression and cytokine production with putative lymphocytes dysfunction in patients with periodontal diseases. Blastogenic response to PHA was no difference between groups. However, blastogenic response to Aa and Pg antigen was increased in gingivitis group. After stimulation with antigens or PHA, IL-10 and IFN- production was induced in vitro by PBMCs from patients with periodontal disease and healthy subjects. The expression of CTLA-4 and PD-1 was higher in blood T cells from patients as compared with the healthy groups. However, blockage of PD-1 did not modify blastogenic response, but resulted in modulation of IFN- and IL-10 production. In situ, we observed a significant increase in the total number of leukocytes from chronic periodontitis lesion as compared with the gingivitis and healthy groups. Additionally, there was no difference in the composition of cellular infiltrate. The results showed that CD3+ T cells represented the main population; in particular, the proportion of CD4+ T cells was significantly higher than CD8+ T cells, in chronic periodontitis groups. The expression of CD28 was similar in both groups studied. On the other hand, the expression of CTLA-4 and PD-1 was significantly higher in T cells from chronic periodontitis groups as compared with the gingivitis group. Importantly, PD-1 expression was observed primarily in CD4+ T cells. Similar amounts of T cells expressing CD28+ and CTLA-4+ were found in gingivitis and chronic periodontitis patients. This study demonstrates the expression of PD-1 and CTLA-4 in T cells of blood and lesions from patients with periodontal diseases and suggests the possible involvement of these molecules on immune regulation of periodontal disease