Hubungan antara Penanda sCD28 dan sCTLA-4 terhadap Persentase Immune Risk Profile (IRP) Sel Limfosit T CD8+CD45RA+ pada Penuaan Imun Pasien Lupus

Famuji, Siti Roziah Ria and Prof. Dr. dr. Kusworini H.,, M.Kes, Sp.PK (K) and Dr. dr. Hani Susianti,, Sp.PK (K) (2022) Hubungan antara Penanda sCD28 dan sCTLA-4 terhadap Persentase Immune Risk Profile (IRP) Sel Limfosit T CD8+CD45RA+ pada Penuaan Imun Pasien Lupus. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Penuaan merupakan suatu proses yang alami dan kompleks, ditandai dengan penurunan fungsi fisiologis manusia. Penurunan fungsi fisiologis berakibat pada perubahan sistem imun. Perubahan sistem imun (immunosenescence) merupakan suatu kondisi disfungsi sistem imun yang mengacu pada proses degenerasi, kompensasi dan rekonstruksi sel imun dengan penuaan. Immunosenescence ditandai dengan penanda yang disebut immune risk profile (IRP) seperti peningkatan sel limfosit T CD8+ memori (sel limfosit T CD8+CD45RO+) dan penurunan sel limfosit T CD8+ naïve (sel limfosit T CD8+CD45RA+). Pada umumnya, immunosenescence hanya terjadi pada individu tua, namun pada penelitian terdahulu menemukan bahwa pada kasus autoimun, seperti lupus eritematosus sistemik (LES) juga terdapat percepatan penuaan. Beberapa penanda yang berpengaruh pada immunosenescence, antara lain rasio sel T limfosit CD4:CD8 yang terbalik, penurunan ekspresi CD27, CD28, CD45RA, CD80 dan CD86. Kemudian peningkatan ekspresi CD57, CD45RO, CTLA-4, KLRG-1, IL-10, IFN-γ, dan sel yang terinfeksi CMV diketahui berpengaruh terhadap keberlangsungan immunosenescence. Sampai pada saat ini, deteksi untuk immunosenescence masih memiliki kendala yang berarti. Penanda satu-satunya yang diyakini sebagai prediktor immunosenescence adalah IRP. Namun, IRP hanya dapat diamati dengan pemeriksaan flowsitometri yang cenderung sulit, karena membutuhkan alat canggih dan ketrampilan khusus sehingga tidak dapat dilakukan banyak orang, khususnya di negara berkembang seperti di Indonesia. Oleh karena itu, diperlukan penelitian yang menemukan suatu penanda untuk deteksi immunosenescence melalui metode yang lebih mudah. Studi terdahulu menunjukkan bahwa beberapa marker kostimulator memiliki bentuk terlarut di dalam serum. Adanya soluble marker terjadi akibat pelepasan dari membran sel atau adanya alternatif produksi saat proses splicing mRNA. Penanda CD28 dan CTLA-4 pada membran memainkan peran utama pada regulasi aktivasi sel limfosit T dan sebagai marker diagnostik pada autoimun ataupun immunosenescence. Penanda CD28 dan CTLA-4 homolog dan termasuk dalam superfamili immunoglobulin. Kedua molekul tersebut berinteraksi dengan ligan yang sama B7‐1 (CD80) dan B7‐2 (CD86) pada APCs. Walaupun struktur keduanya memiliki banyak kesamaan, fungsi CD28 dan CTLA-4 hampir sepenuhnya berlawanan. Penanda CD28 mengatur sinyal kostimulatori untuk meningkatkan aktivasi sel limfosit T, sedangkan CTLA-4 mengatur sinyal penghambatan pada sel limfosit T. Meskipun demikian, bentuk terlarut dari penanda tersebut masih belum banyak diteliti. Kelebihan dari marker terlarut dibandingkan dengan marker pada reseptor yaitu kemampuannya untuk dapat dideteksi di dalam serum dengan uji yang lebih mudah (ELISA) dibandingkan flowsitometri. Harapan dari penelitian ini adalah dapat mengetahui marker yang berperan dalam proses immunosenescence sehingga dapat menekan lajunya. Tujuan dari penelitian ini dapat diketahui dengan meneliti keterkaitan antara penanda sCD28 dan sCTLA-4 terhadap persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada penuaan imun. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dengan pengambilan sampel peripheral blood mononuclear cell (PBMC) dan serum. Pada PBMC dilakukan pengukuran IRP sel limfosit T CD8+CD45RA+ menggunakan flowsitometri. Kemudian pada serum, dilakukan pengukuran marker kostimulator terlarut menggunakan metode ELISA, yaitu sCD28 dan sCTLA-4. Selanjutnya dilakukan analisis statistik dan analisis uji korelasi. Pada penelitian ini didapatkan 87 responden, dengan sebanyak 23,0% responden adalah kelompok individu muda, kemudian 40,2% kelompok pasien LES, dan 36,8% responden adalah kelompok lansia. Pada penelitian ini, rata-rata kadar sCD28 paling tinggi pada lansia dan paling rendah pada individu muda. Individu muda memiliki rata-rata kadar viii sCTLA-4 yang paling tinggi, sedangkan pasien LES paling rendah. Kelompok pasien LES memiliki rata-rata kadar sel limfosit T CD8+CD45RA+ yang paling tinggi, sedangkan kelompok lansia paling rendah. Hubungan antara peningkatan kadar sCD28 dengan penurunan IRP sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada penuaan imun sangat lemah. Hubungan antara peningkatan kadar sCTLA-4 dengan penurunan IRP sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada penuaan imun sangat lemah. Pada penelitian ini, perbedaan kadar sCD28 dan sCTL-A menghasilkan statistik uji Chi-square sebesar 4,093 dan 2,279 dengan probabilitas sebesar 0,129 dan 0,320. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang tidak signifikan kadar sCD28 pada individu muda, pasien LES dan lansia. Sedangkan perbedaan persentase sel limfmosit T CD8+CD45RA+ menghasilkan statistik uji Chi-square sebesar 12,582 dengan probabilitas 0,002 sehingga dapat dinyatakan bahwa minimal ada satu pasang kelompok yang memiliki persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ yang berbeda signifikan. Hubungan antara kadar sCD28 dan sCTLA-4 dengan persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada pasien LES menghasilkan koefisien korelasi sebesar 0,229 dan -0,106 dengan probabilitas sebesar 0,185 dan 0,546. Oleh karena itu, dapat dinyatakan bahwa terdapat hubungan yang tidak signifikan antara kadar sCD28 dan sCTLA-4 dengan persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada pasien LES. Hubungan antara kadar sCD28 dan sCTLA-4 dengan persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada lansia menghasilkan koefisien korelasi sebesar -0,104 dan -0,077 dengan probabilitas sebesar 0,572 dan 0,674. Oleh karena itu, dapat dinyatakan bahwa terdapat hubungan yang tidak signifikan antara kadar sCTLA-4 dengan persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada lansia. Studi ini menunjukkan bahwa penanda kostimulatori terlarut lebih tinggi pada pasien LES dan lansia. Peningkatan kadar serum CD28 merupakan hasil dari pelepasan bentuk membran, atau dari splicing mRNA. Tingkat penanda kostimulatori terlarut secara positif berkaitan dengan sitokin pro-inflamasi. Proses inflamasi kronis tersebut merupakan penyebab dari banyaknya komorbiditas pada lansia dan penyakit kronis terkait usia. Kemudian pada studi ini, terjadi penurunan kadar sCTLA-4 yang dapat menyebabkan peningkatan kadar sitokin, terutama IFN-γ yang turut berperan dalam proses inflammaging. Efek sCTLA-4 tergantung pada status aktivasi sel yang terlibat. Pada studi ini, didapatkan pengurangan sel limfosit T naïve (CD8+CD45RA+) pada penuaan. Pengurangan sel limfosit T naïve mengurangi repertoar TCR, terutama sebagai akibat dari involusi timus dan proses diferensiasi seluler, yang didorong oleh stimulasi antigen kronis dan peradangan. Sel limfosit T yang mengekspresikan CD45RA+ pada awalnya dianggap sebagai sel limfosit T naïve yang merupakan prekursor sel limfosit T CD45RO+ yang berisi kumpulan sel limfosit T memori. Namun pembelahan sel limfosit T menjadi CD45RA+ (naïve) dan CD45RO+ (memori) ditemukan menjadi penyederhanaan yang berlebihan, karena sel limfosit T manusia dapat kembali dari CD45RO+ menjadi CD45RA+. Disebutkan juga bahwa sel limfosit T pengekspresi ulang CD45RA yang terdiferensiasi dalam kompartemen CD4 dan CD8 meningkat pesat selama penuaan, infeksi dan keadaan inflamasi. Sehingga hal tersebut dapat menjadi alasan mengapa persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada pasien LES justru mengalami peningkatan, bertolak belakang dengan lansia. Kadar sCD28 dan sCTLA-4 terhadap persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ memiliki hubungan yang sangat lemah pada penuaan imun. Pada penuaan imun, fungsi sel limfosit T yang mengekspresikan CD45RA menampilkan cacat proliferatif dan pensinyalan, tetapi tetap sangat polifungsional, oleh karena itu mungkin untuk meningkatkan kekebalan dapat dilakukan dengan meningkatkan fungsi sel limfosit T yang mengekspresikan kembali CD45RA. Jalan potensial untuk memanipulasi fungsinya, yaitu dengan mengganti molekul kostimulator yang hilang, seperti CD28 atau memblokir sinyal reseptor penghambat (sCTLA-4). Dimana hilangnya CD28 berpengaruh terhadap peningkatan sCD28 akibat dari splicing mRNA. Oleh karena itu, peningkatan sCD28 diduga berkaitan dengan penurunan proliferasi sel limfosit T CD8+CD45RA+ sehingga persentase sel limfosit T CD8+CD45RA+ pada penuaan imun mengalami penurunan.

English Abstract

Aging is a natural and complex process, characterized by a decrease in human physiological functions. Decreased physiological function results in changes in the immune system. Changes in the immune system (immunosenescence) is a condition of immune system dysfunction which refers to the process of degeneration, compensation and reconstruction of immune cells with aging. Immunosenescence is characterized by markers called immune risk profile (IRP) such as an increase in memory CD8+ T lymphocytes (CD8+CD45RO+ T lymphocytes) and a decrease in naïve CD8+ T lymphocytes (CD8+CD45RA+ T lymphocytes). In general, immunosenescence only occurs in elderly individuals, but previous studies have found that in autoimmune cases, such as systemic lupus erythematosus (SLE) there is also an accelerated aging. Several markers that affect immunosenescence include an inverted ratio of T-lymphocyte CD4:CD8, decreased expression of CD27, CD28, CD45RA, CD80 and CD86. Then the increased expression of CD57, CD45RO, CTLA-4, KLRG-1, IL-10, IFN-γ, and CMV-infected cells is known to affect the continuity of immunosenescence. Until now, detection for immunosenescence still has significant obstacles. The only marker that is believed to be a predictor of immunosenescence is IRP. However, IRP can only be observed with flow cytometry examination which tends to be difficult, because it requires sophisticated tools and special skills so that it cannot be done by many people, especially in developing countries like Indonesia. Therefore, research is needed to find a marker for immunosenescence detection through an easier method. Previous studies have shown that some costimulatory markers have a soluble form in serum. The presence of soluble markers occurs due to the release from the cell membrane or the existence of alternative production during the mRNA splicing process. The CD28 and CTLA-4 markers on the membrane play a major role in the regulation of T-lymphocyte activation and as diagnostic markers in autoimmune or immunosenescence. The markers CD28 and CTLA-4 are homologous and belong to the immunoglobulin superfamily. Both molecules interact with the same ligands B7‐1 (CD80) and B7‐2 (CD86) on APCs. Although the two structures share many similarities, the functions of CD28 and CTLA-4 are almost completely opposite. The CD28 marker regulates costimulatory signals to increase T-lymphocyte activation, whereas CTLA-4 regulates inhibitory signals in T-lymphocytes. However, the soluble form of these markers has not been widely studied. The advantage of soluble markers compared to receptor markers is their ability to be detected in serum by an easier test (ELISA) than flow cytometry. The hope of this research is to be able to find out markers that play a role in the immunosenescence process so that it can suppress its rate. The purpose of this study can be determined by examining the association between markers sCD28 and sCTLA-4 on the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in immune aging. The method used in this study is peripheral blood mononuclear cell (PBMC) and serum sampling. In PBMC, IRP of CD8+CD45RA+ T lymphocytes was measured using flowcytometry. Then in serum, measurement of soluble costimulatory markers using the ELISA method, namely sCD28 and sCTLA-4. Furthermore, statistical analysis and correlation test analysis were carried out. In this study, there were 87 respondents, 23.0% of respondents were young individuals, 40.2% were SLE patients, and 36.8% were elderly. In this study, the average sCD28 level was highest in the elderly and the lowest in young individuals. Young individuals had the highest mean sCTLA-4 levels, whereas SLE patients had the lowest. The SLE patient group had the highest average levels of CD8+CD45RA+ T lymphocytes, while the elderly group had the lowest. The relationship between increased levels of sCD28 and decreased IRP of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in immune aging is very weak. The x relationship between increased levels of sCTLA-4 and decreased IRP of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in immune aging is very weak. In this study, the difference in levels of sCD28 and sCTLA-4 resulted in Chi-square test statistics of 4.093 and 2,279 with probabilities of 0.129 and 0.320, respectively. This indicates that there are no significant differences in sCD28 levels in young individuals, SLE patients and the elderly. While the difference in the percentage of CD8+CD45RA+ T-lymphocytes resulted in a Chi-square test statistic of 12,582 with a probability of 0.002, so it can be stated that there is at least one pair of groups that have a significantly different percentage of CD8+CD45RA+ T-lymphocytes. The relationship between sCD28 and sCTLA-4 levels with the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in SLE patients resulted in correlation coefficients of 0.229 and -0.106 with probabilities of 0.185 and 0.546, respectively. Therefore, it can be stated that there is an insignificant relationship between sCD28 and sCTLA-4 levels with the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in SLE patients. The relationship between sCD28 and sCTLA-4 levels with the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in the elderly resulted in correlation coefficients of -0.104 and -0.077 with probabilities of 0.572 and 0.674, respectively. Therefore, it can be stated that there is an insignificant relationship between sCTLA-4 levels and the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in the elderly. This study showed that soluble costimulatory markers were higher in SLE patients and the elderly. Elevated serum CD28 levels are a result of the release of the membrane form, or from mRNA splicing. Levels of soluble costimulatory markers were positively associated with pro-inflammatory cytokines. This chronic inflammatory process is the cause of many comorbidities in the elderly and age-related chronic diseases. Then in this study, there was a decrease in sCTLA-4 levels which could lead to an increase in cytokine levels, especially IFN-γ which plays a role in the inflammatory process. The effect of sCTLA-4 depends on the activation status of the cells involved. In this study, we found a reduction in naïve T lymphocytes (CD8+CD45RA+ lymphocytes) in aging. Reduction of naïve T lymphocytes reduces the TCR repertoire, mainly as a result of thymic involution and cellular differentiation processes, driven by chronic antigen stimulation and inflammation. T lymphocytes expressing CD45RA+ were initially thought to be naïve T lymphocytes, which are precursors of CD45RO+ T lymphocytes that contain a collection of memory T lymphocytes. However, the division of T lymphocyte cells into CD45RA+ (naïve) and CD45RO+ (memory) was found to be an oversimplification, because human T lymphocytes can revert from CD45RO+ to CD45RA+. It was also noted that CD45RA re-expressing T lymphocytes differentiated in the CD4 and CD8 compartments increase rapidly during aging, infection and inflammatory states. So this could be the reason why the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in SLE patients actually increased, in contrast to the elderly. The levels of sCD28 and sCTLA-4 to the percentage of CD8+CD45RA+ lymphocytes have a very weak relationship on immune aging. In immune aging, the function of CD45RA-expressing T-lymphocytes displays proliferative and signaling defects, but remains highly polyfunctional, it is therefore possible to enhance immunity by enhancing the function of CD45RA-re-expressing T-lymphocytes. Potential ways to manipulate its function include replacing missing costimulatory molecules, such as CD28 or blocking inhibitory receptor signaling (sCTLA-4). Where the loss of CD28 affects the increase in sCD28 due to mRNA splicing. Therefore, an increase in sCD28 is thought to be related to a decrease in the proliferation of CD8+CD45RA+ T lymphocytes so that the percentage of CD8+CD45RA+ T lymphocytes in immune aging decreases.

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	0422060178
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 616 Diseases > 616.02 Special topics of disease > 616.025 Medical emergencies / Emergency medicine / Emergency nursing / Triage (Medicine)
Divisions:	S2/S3 > Magister Ilmu Biomedis, Fakultas Kedokteran
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	09 May 2023 03:54
Last Modified:	09 May 2023 03:54
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/199069

Text (DALAM MASA EMBARGO) ria famuji.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2024. Download (3MB)

Actions (login required)

View Item