CD4&#43 T cells participate in the immune response of several lung diseases

Em doenças infecciosas que afetam os pulmões, a resposta destas células pode gerar proteção ou agravamento. Na tuberculose causada pelo Mycobacterium tuberculosis, a resposta de células T CD4+ é regulada pelo próprio tecido pulmão, que controla a entrada excessiva destas células no parênquima pulmonar. Este é um mecanismo que evita danos aos órgãos que possuem baixa capacidade regenerativa. Contudo, algumas doenças graves podem induzir a entrada desregulada de células T, como em infecções por cepas micobacterianas hipervirulentas e pelo vírus Influenza. Neste contexto, ainda não se sabe o que regula a entrada destas células no tecido pulmonar durante estas infecções e suas consequências. Portanto, este estudo buscou compreender o papel das células T CD4&#43 residentes na geração de dano pulmonar e agravamento de infecções pulmonares e os mecanismos envolvidos nesse processo. Para isso, utilizamos modelos de infecções pulmonares graves induzidas por Mycobacterium bovis (MP287) e vírus Influenza (PR8). A infecção com a cepa MP287 induz lesão pulmonar grave que está associada a altos números de células T CD4+ residentes em camundongos C57BL/6 (WT). A depleção de células T CD4&#43 21 dias p.i. preveniu o agravamento da infecção. Em seguida, transferimos números intermediários (1x106) e altos (3x106) de células T CD4&#43 para camundongos Cd4-/- infectados. Como resultado, apenas os camundongos que receberam altos números de células T CD4&#43 desenvolveram tuberculose grave. A tuberculose grave induz a liberação de altos níveis de ATP extracelular (eATP) que é reconhecido pelo receptor purinérgico P2RX7. A interação eATP-P2RX7 é crucial para geração de células T residentes. Adicionalmente, o P2RX7 é altamente expresso em células T CD4&#43 residentes no pulmão durante a infecção por MP287. Por isso, avaliamos se a expressão de P2RX7 pode regular a residência de células T CD4&#43 durante a infecção por MP287. Camundongos P2rx7-/- e Cd4creP2rx7fl/fl foram infectados e desenvolveram tuberculose branda associada a baixos números de células T CD4&#43 residentes no pulmão. Após a co-transferência de células T CD4&#43 isoladas de camundongos WT e P2rx7-/- para camundongos Cd4-/- encontramos majoritariamente células T CD4&#43 WT no parênquima pulmonar, enquanto as células TCD4&#43 P2rx7-/- foram localizadas principalmente na vasculatura. Para avaliar se esse fenômeno é infecção específico ou não, utilizamos o modelo de infecção viral com a cepa PR8. A deficiência de P2RX7 em células T preveniu a inflamação grave e formação de fibrose no pulmão durante a infecção por PR8. Além disso, as células T CD4&#43 residentes estão reduzidas nos camundongos deficientes de P2RX7. Para entender quais as vias moleculares envolvidas neste fenômeno, as células T CD4&#43 residentes foram isoladas do pulmão 7 dias p.i. com PR8 p ara execução de um RNAseq. Os dados gerados demonstram que as células T CD4&#43 residentes deficientes em P2RX7 têm expressão reduzida de genes relacionados à migração e proliferação celular como: Cxcr3 e Mki67. Estes dados indicam que a interação eATP-P2RX7 no pulmão durante infecções induz o acúmulo de células T CD4 no tecido, aumentando a migração e proliferação destas células. Para entender qual é a fonte de eATP no tecido que as células T CD4&#43 utilizam durante a infecção por PR8, infectamos camundongos deficientes de Panexina-1 (Panx-1) total ou somente em células T. O número de células T CD4&#43 residentes no pulmão foi reduzido somente com a deficiência total de Panx-1. Portanto, estes dados indicam que o reconhecimento parácrino de eATP via P2RX7 regula a residência de células T CD4&#43 no pulmão, determinando o destino de doenças infecciosas locais.In infectious diseases that affect the lungs, CD4&#43 T cells response can generate protection or aggravation. During tuberculosis caused by Mycobacterium tuberculosis, CD4&#43 T cell response is regulated by the lung tissue, which controls the excessive entry of these cells into the lung parenchyma. This is a mechanism that prevents damage to organs that have low regenerative capacity. However, some severe diseases can induce unregulated entry of T cells, as in infections with mycobacterial hypervirulent strains and the Influenza virus. In this context, it is still unclear which mechanisms regulates the entry of these cells into the lung tissue during these infections and their consequences. Therefore, this study sought to understand the role of resident CD4&#43 T cells in generating lung damage and worsening lung infections and the mechanisms involved in this process. For this, we used models of severe pulmonary infection induced by Mycobacterium bovis (MP287) and Influenza virus (PR8). Infection with the MP287 strain induces severe lung injury that is associated with high numbers of resident CD4&#43 T cells in C57BL/6 (WT) mice. CD4&#43 T cell depletion 21 days p.i. prevented the worsening of infection. Next, we transferred intermediate (1x106) and high (3x106) numbers of CD4&#43 T cells to infected Cd4-/- mice. As a result, only mice that received high numbers of CD4&#43 T cells developed severe tuberculosis. Severe tuberculosis induces the release of high levels of extracellular ATP (eATP) that is recognized by the purinergic receptor P2RX7. The eATP-P2RX7 interaction is crucial for the generation of resident T cells. Additionally, P2RX7 is highly expressed on lung-resident CD4&#43 T cells during MP287 infection. In this way, we evaluated whether P2RX7 expression can regulate CD4&#43 T cell residence during MP287 infection. P2rx7-/- and Cd4creP2rx7fl/fl mice were infected and developed mild tuberculosis associated with low numbers of lung-resident CD4&#43 T cells. After co-transfer of CD4&#43 T cells isolated from WT and P2rx7-/- mice to Cd4-/- mice, we found mostly WT CD4&#43 T cells in the lung parenchyma, while P2rx7-/- CD4&#43 T cells were mainly located in the vasculature. To assess whether this phenomenon is an infection-specific or not, we used the model of viral infection with the PR8 strain. P2RX7 deficiency in T cells prevented severe inflammation and fibrosis formation in the lung during PR8 infection. In addition, lung-resident CD4&#43 T cells are reduced in P2RX7-deficient mice. To understand the molecular pathways involved in this phenomenon, lung-resident CD4&#43 T cells were isolated from the lung 7 days p.i. with PR8 to RNAseq analysis. The data demonstrate that P2RX7-deficient resident CD4&#43 T cells have reduced expression of genes related to cell migration and proliferation such as: Cxcr3 and Mki67. These data indicate that the eATP-P2RX7 interaction in the lung during infections induces the accumulation of CD4&#43 T cells in the tissue, increasing the migration and proliferation of these cells. To understand what is the source of eATP in the lung tissue that CD4&#43 T cells use during PR8 infection, we infected Panexin 1 (Panx-1) mice deficient full or only in T cells. The number of lung-resident CD4&#43 T cells were reduced only with total Panx-1 deficiency. Therefore, these data indicate that the paracrine recognition of eATP via P2RX7 regulates the residence of CD4&#43 T cells in the lung, determining the fate of local infectious diseases