Published September 26, 2022 | Version v1
Publication Open

Thymus, undernutrition, and infection: Approaching cellular and molecular interactions

  • 1. Fundação Oswaldo Cruz
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. National University of Tucumán
  • 4. University of Central Lancashire

Description

Undernutrition remains a major issue in global health. Low protein-energy consumption, results in stunting, wasting and/or underweight, three deleterious forms of malnutrition that affect roughly 200 million children under the age of five years. Undernutrition compromises the immune system with the generation of various degrees of immunodeficiency, which in turn, renders undernourished individuals more sensitive to acute infections. The severity of various infectious diseases including visceral leishmaniasis (VL), influenza, and tuberculosis is associated with undernutrition. Immunosuppression resulting from protein-energy undernutrition severely impacts primary and secondary lymphoid organs involved in the response to related pathogens. The thymus—a primary lymphoid organ responsible for the generation of T lymphocytes—is particularly compromised by both undernutrition and infectious diseases. In this respect, we will discuss herein various intrathymic cellular and molecular interactions seen in undernutrition alone or in combination with acute infections. Many examples illustrated in studies on humans and experimental animals clearly revealed that protein-related undernutrition causes thymic atrophy, with cortical thymocyte depletion. Moreover, the non-lymphoid microenvironmental compartment of the organ undergoes important changes in thymic epithelial cells, including their secretory products such as hormones and extracellular matrix proteins. Of note, deficiencies in vitamins and trace elements also induce thymic atrophy. Interestingly, among the molecular interactions involved in the control of undernutrition-induced thymic atrophy is a hormonal imbalance with a rise in glucocorticoids and a decrease in leptin serum levels. Undernutrition also yields a negative impact of acute infections upon the thymus, frequently with the intrathymic detection of pathogens or their antigens. For instance, undernourished mice infected with Leishmania infantum (that causes VL) undergo drastic thymic atrophy, with significant reduction in thymocyte numbers, and decreased levels of intrathymic chemokines and cytokines, indicating that both lymphoid and microenvironmental compartments of the organ are affected. Lastly, recent data revealed that some probiotic bacteria or probiotic fermented milks improve the thymus status in a model of malnutrition, thus raising a new field for investigation, namely the thymus-gut connection, indicating that probiotics can be envisioned as a further adjuvant therapy in the control of thymic changes in undernutrition accompanied or not by infection.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لا يزال نقص التغذية قضية رئيسية في الصحة العالمية. انخفاض استهلاك البروتين والطاقة، يؤدي إلى التقزم، الهزال و/أو نقص الوزن، ثلاثة أشكال ضارة من سوء التغذية التي تؤثر على ما يقرب من 200 مليون طفل دون سن الخامسة. يؤدي نقص التغذية إلى تعريض الجهاز المناعي للخطر مع توليد درجات مختلفة من نقص المناعة، مما يجعل الأفراد الذين يعانون من نقص التغذية أكثر حساسية للعدوى الحادة. ترتبط شدة الأمراض المعدية المختلفة بما في ذلك داء الليشمانيات الحشوي (VL) والإنفلونزا والسل بنقص التغذية. يؤثر تثبيط المناعة الناتج عن نقص التغذية بالبروتين والطاقة بشدة على الأعضاء الليمفاوية الأولية والثانوية المشاركة في الاستجابة لمسببات الأمراض ذات الصلة. الغدة الصعترية - وهي عضو لمفاوي أولي مسؤول عن توليد الخلايا الليمفاوية التائية - معرضة للخطر بشكل خاص بسبب كل من نقص التغذية والأمراض المعدية. في هذا الصدد، سنناقش هنا مختلف التفاعلات الخلوية والجزيئية داخل التوائم التي تظهر في نقص التغذية وحده أو بالاقتران مع الالتهابات الحادة. كشفت العديد من الأمثلة الموضحة في الدراسات التي أجريت على البشر والحيوانات التجريبية بوضوح أن نقص التغذية المرتبط بالبروتين يسبب ضمور الغدة الصعترية، مع استنفاد الخلايا التوتية القشرية. علاوة على ذلك، تخضع الحجرة البيئية الدقيقة غير اللمفاوية للعضو لتغيرات مهمة في الخلايا الظهارية التوتية، بما في ذلك منتجاتها الإفرازية مثل الهرمونات وبروتينات المصفوفة خارج الخلية. وتجدر الإشارة إلى أن نقص الفيتامينات والعناصر النزرة يؤدي أيضًا إلى ضمور الغدة الصعترية. ومن المثير للاهتمام، أن من بين التفاعلات الجزيئية المشاركة في السيطرة على ضمور الغدة الصعترية الناجم عن نقص التغذية هو عدم التوازن الهرموني مع ارتفاع في الكورتيكويدات السكرية وانخفاض في مستويات مصل اللبتين. ينتج عن نقص التغذية أيضًا تأثير سلبي للالتهابات الحادة على الغدة الصعترية، وغالبًا ما يكون ذلك مع الكشف داخل الغدة النخامية عن مسببات الأمراض أو مستضداتها. على سبيل المثال، تخضع الفئران التي تعاني من نقص التغذية المصابة بليشمانيا الرضع (التي تسبب VL) لضمور الغدة الصعترية الحاد، مع انخفاض كبير في أعداد الخلايا التوتية، وانخفاض مستويات الكيموكينات والسيتوكينات داخل الغدة الدرقية، مما يشير إلى تأثر كل من الحجرات اللمفاوية والبيئية الدقيقة للعضو. أخيرًا، كشفت البيانات الحديثة أن بعض بكتيريا البروبيوتيك أو حليب البروبيوتيك المخمر يحسن حالة الغدة الصعترية في نموذج سوء التغذية، مما يثير مجالًا جديدًا للتحقيق، وهو اتصال الغدة الصعترية، مما يشير إلى أنه يمكن تصور البروبيوتيك كعلاج مساعد إضافي في السيطرة على التغيرات الغدية الصعترية في نقص التغذية المصحوبة أو غير المصحوبة بالعدوى.

Translated Description (French)

La dénutrition reste un problème majeur de santé mondiale. Une faible consommation de protéines et d'énergie entraîne un retard de croissance, une émaciation et/ou une insuffisance pondérale, trois formes délétères de malnutrition qui touchent environ 200 millions d'enfants de moins de cinq ans. La dénutrition compromet le système immunitaire avec la génération de divers degrés d'immunodéficience, ce qui rend les personnes sous-alimentées plus sensibles aux infections aiguës. La gravité de diverses maladies infectieuses, notamment la leishmaniose viscérale (CV), la grippe et la tuberculose, est associée à la dénutrition. L'immunosuppression résultant de la sous-nutrition protéino-énergétique affecte gravement les organes lymphoïdes primaires et secondaires impliqués dans la réponse aux agents pathogènes apparentés. Le thymus, organe lymphoïde primaire responsable de la génération des lymphocytes T, est particulièrement compromis à la fois par la dénutrition et les maladies infectieuses. À cet égard, nous discuterons ici de diverses interactions cellulaires et moléculaires intrathymiques observées dans la dénutrition seule ou en combinaison avec des infections aiguës. De nombreux exemples illustrés dans des études sur des humains et des animaux de laboratoire ont clairement révélé que la dénutrition liée aux protéines provoque une atrophie thymique, avec déplétion thymocytaire corticale. De plus, le compartiment microenvironnemental non lymphoïde de l'organe subit des changements importants dans les cellules épithéliales thymiques, y compris leurs produits sécrétoires tels que les hormones et les protéines de la matrice extracellulaire. Il convient de noter que les carences en vitamines et en oligo-éléments induisent également une atrophie thymique. Fait intéressant, parmi les interactions moléculaires impliquées dans le contrôle de l'atrophie thymique induite par la dénutrition, il y a un déséquilibre hormonal avec une augmentation des glucocorticoïdes et une diminution des taux sériques de leptine. La dénutrition produit également un impact négatif des infections aiguës sur le thymus, souvent avec la détection intrathymique d'agents pathogènes ou de leurs antigènes. Par exemple, les souris sous-alimentées infectées par Leishmania infantum (qui provoque la CV) subissent une atrophie thymique drastique, avec une réduction significative du nombre de thymocytes et une diminution des niveaux de chimiokines et de cytokines intrathymiques, ce qui indique que les compartiments lymphoïdes et microenvironnementaux de l'organe sont affectés. Enfin, des données récentes ont révélé que certaines bactéries probiotiques ou laits fermentés probiotiques améliorent l'état du thymus dans un modèle de malnutrition, ouvrant ainsi un nouveau champ d'investigation, à savoir la connexion thymus-intestin, indiquant que les probiotiques peuvent être envisagés comme une thérapie adjuvante supplémentaire dans le contrôle des changements thymiques de la dénutrition accompagnés ou non d'une infection.

Translated Description (Spanish)

La desnutrición sigue siendo un problema importante en la salud mundial. El bajo consumo de proteínas y energía provoca retraso en el crecimiento, emaciación y/o bajo peso, tres formas perjudiciales de desnutrición que afectan a aproximadamente 200 millones de niños menores de cinco años. La desnutrición compromete el sistema inmunológico con la generación de varios grados de inmunodeficiencia, lo que a su vez hace que las personas desnutridas sean más sensibles a las infecciones agudas. La gravedad de varias enfermedades infecciosas, como la leishmaniasis visceral (VL), la gripe y la tuberculosis, se asocia con la desnutrición. La inmunosupresión resultante de la desnutrición proteico-energética afecta gravemente a los órganos linfoides primarios y secundarios implicados en la respuesta a patógenos relacionados. El timo, un órgano linfoide primario responsable de la generación de linfocitos T, está particularmente comprometido tanto por la desnutrición como por las enfermedades infecciosas. A este respecto, discutiremos en el presente documento diversas interacciones celulares y moleculares intratímicas observadas en la desnutrición sola o en combinación con infecciones agudas. Muchos ejemplos ilustrados en estudios en humanos y animales de experimentación revelaron claramente que la desnutrición relacionada con las proteínas causa atrofia tímica, con agotamiento de los timocitos corticales. Además, el compartimento microambiental no linfoide del órgano sufre cambios importantes en las células epiteliales del timo, incluidos sus productos secretores, como las hormonas y las proteínas de la matriz extracelular. Cabe destacar que las deficiencias en vitaminas y oligoelementos también inducen atrofia tímica. Curiosamente, entre las interacciones moleculares involucradas en el control de la atrofia tímica inducida por la desnutrición se encuentra un desequilibrio hormonal con un aumento de los glucocorticoides y una disminución de los niveles séricos de leptina. La desnutrición también produce un impacto negativo de las infecciones agudas en el timo, con frecuencia con la detección intratímica de patógenos o sus antígenos. Por ejemplo, los ratones desnutridos infectados con Leishmania infantum (que causa VL) sufren una atrofia tímica drástica, con una reducción significativa en el número de timocitos y una disminución de los niveles de quimiocinas y citocinas intratímicas, lo que indica que tanto los compartimentos linfoides como los microambientales del órgano se ven afectados. Por último, datos recientes revelaron que algunas bacterias probióticas o leches fermentadas probióticas mejoran el estado del timo en un modelo de desnutrición, lo que plantea un nuevo campo de investigación, a saber, la conexión timo-intestino, lo que indica que los probióticos pueden concebirse como una terapia adyuvante adicional en el control de los cambios tímicos en la desnutrición acompañados o no de infección.

Files

pdf.pdf

Files (3.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1a8930b162e55034f11d4bd47cd25e62
3.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الغدة الصعترية ونقص التغذية والعدوى: الاقتراب من التفاعلات الخلوية والجزيئية
Translated title (French)
Thymus, dénutrition et infection : approche des interactions cellulaires et moléculaires
Translated title (Spanish)
El timo, la desnutrición y la infección: aproximación a las interacciones celulares y moleculares

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4297229605
DOI
10.3389/fnut.2022.948488

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W124753533
  • https://openalex.org/W1504665415
  • https://openalex.org/W1553107928
  • https://openalex.org/W1595559291
  • https://openalex.org/W1601941412
  • https://openalex.org/W1642525842
  • https://openalex.org/W1653639568
  • https://openalex.org/W171945426
  • https://openalex.org/W1800240952
  • https://openalex.org/W1817492123
  • https://openalex.org/W1820685652
  • https://openalex.org/W1914018046
  • https://openalex.org/W1949724901
  • https://openalex.org/W1964218646
  • https://openalex.org/W1965174042
  • https://openalex.org/W1967572352
  • https://openalex.org/W1970521140
  • https://openalex.org/W1973407294
  • https://openalex.org/W1973843035
  • https://openalex.org/W1977774863
  • https://openalex.org/W1977968890
  • https://openalex.org/W1978342027
  • https://openalex.org/W1980758011
  • https://openalex.org/W1980914602
  • https://openalex.org/W198370896
  • https://openalex.org/W1984398545
  • https://openalex.org/W1984500489
  • https://openalex.org/W1985310299
  • https://openalex.org/W1986544770
  • https://openalex.org/W1989661337
  • https://openalex.org/W1991708270
  • https://openalex.org/W1996496852
  • https://openalex.org/W1997432386
  • https://openalex.org/W1998561285
  • https://openalex.org/W2002511732
  • https://openalex.org/W2003003625
  • https://openalex.org/W2009170813
  • https://openalex.org/W2010566447
  • https://openalex.org/W2011314302
  • https://openalex.org/W2012836568
  • https://openalex.org/W2014448253
  • https://openalex.org/W2015073860
  • https://openalex.org/W2017614891
  • https://openalex.org/W2018202572
  • https://openalex.org/W2020830108
  • https://openalex.org/W2021010134
  • https://openalex.org/W2024102174
  • https://openalex.org/W2026452407
  • https://openalex.org/W2026465743
  • https://openalex.org/W2026545608
  • https://openalex.org/W2028736880
  • https://openalex.org/W2029745749
  • https://openalex.org/W2030813800
  • https://openalex.org/W2031692598
  • https://openalex.org/W2034990066
  • https://openalex.org/W2035203209
  • https://openalex.org/W2036963146
  • https://openalex.org/W2040677440
  • https://openalex.org/W2045123063
  • https://openalex.org/W2045375012
  • https://openalex.org/W2045470851
  • https://openalex.org/W2049695720
  • https://openalex.org/W2052908247
  • https://openalex.org/W2053714938
  • https://openalex.org/W2059220055
  • https://openalex.org/W2059653779
  • https://openalex.org/W2060200017
  • https://openalex.org/W2061863401
  • https://openalex.org/W2062538645
  • https://openalex.org/W2065486243
  • https://openalex.org/W2066394646
  • https://openalex.org/W2067753568
  • https://openalex.org/W2072022541
  • https://openalex.org/W2072117261
  • https://openalex.org/W2073357767
  • https://openalex.org/W2074849528
  • https://openalex.org/W2075194927
  • https://openalex.org/W2075655804
  • https://openalex.org/W2077012158
  • https://openalex.org/W2080197012
  • https://openalex.org/W2080602987
  • https://openalex.org/W2089866373
  • https://openalex.org/W2090210263
  • https://openalex.org/W2095204375
  • https://openalex.org/W2098025594
  • https://openalex.org/W2100069916
  • https://openalex.org/W2100451798
  • https://openalex.org/W2104114607
  • https://openalex.org/W2108715505
  • https://openalex.org/W2109185198
  • https://openalex.org/W2115462350
  • https://openalex.org/W2117344126
  • https://openalex.org/W2117580671
  • https://openalex.org/W2118372327
  • https://openalex.org/W2118483777
  • https://openalex.org/W2119950606
  • https://openalex.org/W2122542708
  • https://openalex.org/W2123450707
  • https://openalex.org/W2125190735
  • https://openalex.org/W2126344308
  • https://openalex.org/W2126394870
  • https://openalex.org/W2133157954
  • https://openalex.org/W2133414879
  • https://openalex.org/W2133516396
  • https://openalex.org/W2133633096
  • https://openalex.org/W2134705919
  • https://openalex.org/W2134834146
  • https://openalex.org/W2135376666
  • https://openalex.org/W2139885236
  • https://openalex.org/W2145133447
  • https://openalex.org/W2146837358
  • https://openalex.org/W2148343506
  • https://openalex.org/W2149553530
  • https://openalex.org/W2150219195
  • https://openalex.org/W2151241623
  • https://openalex.org/W2153620225
  • https://openalex.org/W2154470006
  • https://openalex.org/W2155498228
  • https://openalex.org/W2156446986
  • https://openalex.org/W2156912242
  • https://openalex.org/W2159257035
  • https://openalex.org/W2160790299
  • https://openalex.org/W2161643046
  • https://openalex.org/W2165011479
  • https://openalex.org/W2165338092
  • https://openalex.org/W2165345254
  • https://openalex.org/W2166562121
  • https://openalex.org/W2169509314
  • https://openalex.org/W2170815240
  • https://openalex.org/W2170956456
  • https://openalex.org/W2179514144
  • https://openalex.org/W2180341981
  • https://openalex.org/W2218541574
  • https://openalex.org/W2236165509
  • https://openalex.org/W2280263263
  • https://openalex.org/W2319673143
  • https://openalex.org/W2321857061
  • https://openalex.org/W2328023807
  • https://openalex.org/W2330296798
  • https://openalex.org/W2331895168
  • https://openalex.org/W2342876642
  • https://openalex.org/W2395793598
  • https://openalex.org/W2409152761
  • https://openalex.org/W2409386266
  • https://openalex.org/W2412507328
  • https://openalex.org/W2413547543
  • https://openalex.org/W2433064624
  • https://openalex.org/W2466509694
  • https://openalex.org/W2531726071
  • https://openalex.org/W2534710988
  • https://openalex.org/W2544624218
  • https://openalex.org/W2546889486
  • https://openalex.org/W2554088259
  • https://openalex.org/W2563720483
  • https://openalex.org/W2571557138
  • https://openalex.org/W2574504117
  • https://openalex.org/W2580017338
  • https://openalex.org/W2586735330
  • https://openalex.org/W2604252633
  • https://openalex.org/W2606577096
  • https://openalex.org/W261108322
  • https://openalex.org/W2734408092
  • https://openalex.org/W2741804227
  • https://openalex.org/W2753815116
  • https://openalex.org/W2754934236
  • https://openalex.org/W2768134169
  • https://openalex.org/W2785511089
  • https://openalex.org/W2797413896
  • https://openalex.org/W2801808350
  • https://openalex.org/W2890000159
  • https://openalex.org/W2894714009
  • https://openalex.org/W2907656969
  • https://openalex.org/W2909668868
  • https://openalex.org/W2936110479
  • https://openalex.org/W2957985591
  • https://openalex.org/W2959516249
  • https://openalex.org/W2967687495
  • https://openalex.org/W2986560286
  • https://openalex.org/W2995739790
  • https://openalex.org/W2997449179
  • https://openalex.org/W2999499901
  • https://openalex.org/W3004223049
  • https://openalex.org/W3008130481
  • https://openalex.org/W3010552888
  • https://openalex.org/W3012581334
  • https://openalex.org/W3014238934
  • https://openalex.org/W3025111443
  • https://openalex.org/W3029933677
  • https://openalex.org/W3048452309
  • https://openalex.org/W3080302469
  • https://openalex.org/W3081660630
  • https://openalex.org/W3094680886
  • https://openalex.org/W3103394093
  • https://openalex.org/W3122707725
  • https://openalex.org/W3130574916
  • https://openalex.org/W3136645995
  • https://openalex.org/W3138116310
  • https://openalex.org/W3155295028
  • https://openalex.org/W3167756564
  • https://openalex.org/W31808010
  • https://openalex.org/W3188728833
  • https://openalex.org/W4210265740
  • https://openalex.org/W4211073781
  • https://openalex.org/W4220939421
  • https://openalex.org/W4243173589
  • https://openalex.org/W4243292895
  • https://openalex.org/W4253934060
  • https://openalex.org/W86703544
  • https://openalex.org/W989783833