Published June 24, 2020 | Version v1
Publication Open

Immune responses in beta-thalassaemia: heme oxygenase 1 reduces cytokine production and bactericidal activity of human leucocytes

Creators

  • 1. Khon Kaen University
  • 2. National Institute of Infectious Diseases
  • 3. London School of Hygiene & Tropical Medicine

Description

Abstract Patients with beta-thalassaemia increase the risk of bacterial infections, particularly Burkholderia pseudomallei (Bp), the causative agent of melioidosis in Thailand. Impaired immune cell functions may be the cause of this susceptibility, but detailed mechanisms have not been defined. In this study, we observed impaired production of IFN-gamma and IL-10 by whole blood from beta-thalassaemia patients upon stimulation with a range of bacteria-derived stimuli. In contrast, IFN-gamma response via TCR and plasma IgG specific for Bp were still intact. Importantly, mRNA expression of heme oxygenase 1 (HO-1), a potential modulator of immune function, was increased in whole blood from beta-thalassaemia patients, either with or without stimulation with Bp in vitro. Induction of HO-1 by hemin or CoPP in vitro reduced production of IFN-gamma and IL-10 from healthy human PBMCs and decreased bacterial clearance activity of whole blood from healthy controls and beta-thalassaemia, while inhibition of HO-1 by SnPP enhanced both functions in healthy controls. These results were confirmed to some extent in purified human monocytes of healthy controls. Our results suggest a mechanism that excess hemin of beta-thalassaemia patients is a significant cause of immune suppression via HO-1 induction and may underlie the susceptibility of these individuals to severe bacterial infection.

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

Translated Description (Arabic)

المرضى الذين يعانون من بيتا ثلاسيميا يزيدون من خطر العدوى البكتيرية، وخاصة Burkholderia pseudomallei (Bp)، العامل المسبب للداء الميلويدي في تايلاند. قد يكون ضعف وظائف الخلايا المناعية هو سبب هذه الحساسية، ولكن لم يتم تحديد آليات مفصلة. في هذه الدراسة، لاحظنا ضعف إنتاج IFN - gamma و IL -10 عن طريق الدم الكامل من مرضى بيتا ثلاسيميا عند التحفيز بمجموعة من المحفزات المشتقة من البكتيريا. في المقابل، كانت استجابة IFN - gamma عبر TCR و IgG البلازمية الخاصة بـ Bp لا تزال سليمة. الأهم من ذلك، أن تعبير الحمض النووي الريبوزي المرسال عن إنزيم أكسجيناز الهيم 1 (HO -1)، وهو مغير محتمل للوظيفة المناعية، قد زاد في الدم الكامل من مرضى الثلاسيميا بيتا، إما مع أو بدون تحفيز مع Bp في المختبر. أدى تحريض HO -1 بواسطة HIMIN أو CoPP في المختبر إلى تقليل إنتاج IFN - gamma و IL -10 من PBMCs البشرية السليمة وانخفاض نشاط التطهير البكتيري للدم الكامل من الضوابط الصحية وبيتا ثلاسيميا، في حين أن تثبيط HO -1 بواسطة SnPP عزز كلتا الوظيفتين في الضوابط الصحية. تم تأكيد هذه النتائج إلى حد ما في الخلايا الوحيدة البشرية النقية من الضوابط الصحية. تشير نتائجنا إلى آلية مفادها أن الهيمن الزائد لمرضى الثلاسيميا بيتا هو سبب مهم لكبت المناعة عن طريق تحريض HO -1 وقد يكمن وراء قابلية هؤلاء الأفراد للإصابة بالعدوى البكتيرية الشديدة.

Translated Description (French)

Résumé Les patients atteints de bêta-thalassémie augmentent le risque d'infections bactériennes, en particulier de Burkholderia pseudomallei (Bp), l'agent causal de la mélioïdose en Thaïlande. Une altération des fonctions des cellules immunitaires peut être la cause de cette sensibilité, mais les mécanismes détaillés n'ont pas été définis. Dans cette étude, nous avons observé une altération de la production d'IFN-gamma et d'IL-10 par le sang total de patients atteints de bêta-thalassémie après stimulation par une gamme de stimuli dérivés de bactéries. En revanche, la réponse IFN-gamma via le TCR et les IgG plasmatiques spécifiques de la Bp étaient encore intactes. Il est important de noter que l'expression de l'ARNm de l'hème oxygénase 1 (HO-1), un modulateur potentiel de la fonction immunitaire, a été augmentée dans le sang total des patients atteints de bêta-thalassémie, avec ou sans stimulation par Bp in vitro. L'induction de HO-1 par l'hémine ou la CoPP in vitro a réduit la production d'IFN-gamma et d'IL-10 à partir de PBMC humaines saines et a diminué l'activité de clairance bactérienne du sang total chez les témoins sains et la bêta-thalassémie, tandis que l'inhibition de HO-1 par la SnPP a amélioré les deux fonctions chez les témoins sains. Ces résultats ont été confirmés dans une certaine mesure dans des monocytes humains purifiés de témoins sains. Nos résultats suggèrent un mécanisme selon lequel l'excès d'hémine des patients atteints de bêta-thalassémie est une cause importante de suppression immunitaire par induction de HO-1 et peut sous-tendre la sensibilité de ces personnes à une infection bactérienne grave.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los pacientes con beta-talasemia aumentan el riesgo de infecciones bacterianas, en particular Burkholderia pseudomallei (Bp), el agente causante de la melioidosis en Tailandia. Las funciones alteradas de las células inmunitarias pueden ser la causa de esta susceptibilidad, pero no se han definido mecanismos detallados. En este estudio, observamos una producción alterada de IFN-gamma e IL-10 por sangre entera de pacientes con beta-talasemia tras la estimulación con una variedad de estímulos derivados de bacterias. Por el contrario, la respuesta de IFN-gamma a través de TCR e IgG plasmática específica para Bp todavía estaba intacta. Es importante destacar que la expresión de ARNm de hemo oxigenasa 1 (HO-1), un modulador potencial de la función inmunitaria, aumentó en sangre total de pacientes con beta-talasemia, con o sin estimulación con Bp in vitro. La inducción de HO-1 por hemina o CoPP in vitro redujo la producción de IFN-gamma e IL-10 de PBMC humanas sanas y disminuyó la actividad de eliminación bacteriana de sangre entera de controles sanos y beta-talasemia, mientras que la inhibición de HO-1 por SnPP mejoró ambas funciones en controles sanos. Estos resultados se confirmaron en cierta medida en monocitos humanos purificados de controles sanos. Nuestros resultados sugieren un mecanismo de que el exceso de hemina de los pacientes con beta-talasemia es una causa importante de inmunosupresión a través de la inducción de HO-1 y puede subyacer a la susceptibilidad de estos individuos a una infección bacteriana grave.

Files

s41598-020-67346-2.pdf.pdf

Files (2.3 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
md5:7187c8a0b795a5ddd3a484eee483baeb
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاستجابات المناعية في بيتا ثلاسيميا: يقلل إنزيم أكسجين الهيم 1 من إنتاج السيتوكينات ونشاط الكريات البيض البشرية في إبادة الجراثيم
Translated title (French)
Réponses immunitaires dans la bêta-thalassémie : l'hème oxygénase 1 réduit la production de cytokines et l'activité bactéricide des leucocytes humains
Translated title (Spanish)
Respuestas inmunitarias en la beta-talasemia: la hemo oxigenasa 1 reduce la producción de citocinas y la actividad bactericida de los leucocitos humanos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3037843751
DOI
10.1038/s41598-020-67346-2

Is supplement to
https://openalex.org/W3094284950 (Other)
https://openalex.org/W3045001495 (Other)
https://openalex.org/W2474367489 (Other)
https://openalex.org/W2406106111 (Other)
https://openalex.org/W2362645096 (Other)
https://openalex.org/W2112907618 (Other)
https://openalex.org/W2052477710 (Other)
https://openalex.org/W2042191877 (Other)
https://openalex.org/W1832224497 (Other)
https://openalex.org/W1597160811 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1503713311
  • https://openalex.org/W1540020157
  • https://openalex.org/W172654613
  • https://openalex.org/W1758641827
  • https://openalex.org/W1886262751
  • https://openalex.org/W1916428710
  • https://openalex.org/W1967354181
  • https://openalex.org/W1970890233
  • https://openalex.org/W1985319968
  • https://openalex.org/W1986846852
  • https://openalex.org/W2001198308
  • https://openalex.org/W2003242661
  • https://openalex.org/W2005904261
  • https://openalex.org/W2010231122
  • https://openalex.org/W2010853468
  • https://openalex.org/W2013226795
  • https://openalex.org/W2017140182
  • https://openalex.org/W2023001867
  • https://openalex.org/W2032889420
  • https://openalex.org/W2033666142
  • https://openalex.org/W2037532768
  • https://openalex.org/W2040525924
  • https://openalex.org/W2041345820
  • https://openalex.org/W2046554548
  • https://openalex.org/W2049406282
  • https://openalex.org/W2055390072
  • https://openalex.org/W2062835892
  • https://openalex.org/W2064780950
  • https://openalex.org/W2072688850
  • https://openalex.org/W2078508361
  • https://openalex.org/W2084479605
  • https://openalex.org/W2089010847
  • https://openalex.org/W2096936713
  • https://openalex.org/W2099615351
  • https://openalex.org/W2100563795
  • https://openalex.org/W2113389951
  • https://openalex.org/W2128792361
  • https://openalex.org/W2130802775
  • https://openalex.org/W2139799514
  • https://openalex.org/W2144454079
  • https://openalex.org/W2150407873
  • https://openalex.org/W2162853795
  • https://openalex.org/W2163214624
  • https://openalex.org/W2228823477
  • https://openalex.org/W2232675418
  • https://openalex.org/W2338705404
  • https://openalex.org/W2465535993
  • https://openalex.org/W2504424595
  • https://openalex.org/W2541386409
  • https://openalex.org/W2590099800
  • https://openalex.org/W2602441735
  • https://openalex.org/W2754472491
  • https://openalex.org/W2768914249
  • https://openalex.org/W2810106567
  • https://openalex.org/W2811081544
  • https://openalex.org/W2885126180
  • https://openalex.org/W2905556421
  • https://openalex.org/W2924386717
  • https://openalex.org/W2980690204
  • https://openalex.org/W2983140478
  • https://openalex.org/W4211093779
  • https://openalex.org/W4211214940
  • https://openalex.org/W988517819