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Koh CC, Wardini AB, Vieira M, Passos LSA, Martinelli PM, Neves EGA, Antonelli LRDV, Barbosa DF, Velikkakam T, Gutseit E, Menezes GB, Giunchetti RC, Machado PRL, Carvalho EM, Gollob KJ, Dutra WO. Human CD8+ T Cells Release Extracellular Traps Co-Localized With Cytotoxic Vesicles That Are Associated With Lesion Progression and Severity in Human Leishmaniasis. Front Immunol 2020; 11:594581. [PMID: 33117407 PMCID: PMC7578246 DOI: 10.3389/fimmu.2020.594581] [Citation(s) in RCA: 15] [Impact Index Per Article: 3.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/13/2020] [Accepted: 09/22/2020] [Indexed: 01/19/2023] Open
Abstract
Cell death plays a fundamental role in mounting protective and pathogenic immunity. Etosis is a cell death mechanism defined by the release of extracellular traps (ETs), which can foster inflammation and exert microbicidal activity. While etosis is often associated with innate cells, recent studies showed that B cells and CD4+ T cells can release ETs. Here we investigate whether CD8+ T cells can also release ETs, which might be related to cytotoxicity and tissue pathology. To these ends, we first employed an in vitro system stimulating human CD8+ T cells isolated from healthy volunteers with anti-CD3/anti-CD28. Using time-frame video, confocal and electron microscopy, we demonstrate that human CD8+ T cells release ETs upon stimulation (herein LETs – lymphocyte extracellular traps), which display unique morphology and functional characteristics. CD8+ T cell-derived LETs form long strands that co-localize with CD107a, a marker of vesicles containing cytotoxic granules. In addition, these structures connect the LET-releasing cell to other neighboring cells, often resulting in cell death. After demonstrating the release of LETs by human CD8+ T cells in vitro, we went on to study the occurrence of CD8-derived LETs in a human disease setting. Thus, we evaluated the occurrence of CD8-derived LETs in lesions from patients with human tegumentary leishmaniasis, where CD8+ T cells play a key role in mediating pathology. In addition, we evaluated the association of these structures with the intensity of the inflammatory infiltrate in early and late cutaneous, as well as in mucosal leishmaniasis lesions. We demonstrated that progression and severity of debilitating and mutilating forms of human tegumentary leishmaniasis are associated with the frequency of CD8+ T cells in etosis, as well as the occurrence of CD8-derived LETs carrying CD107a+ vesicles in the lesions. We propose that CD8+ T cell derived LETs may serve as a tool for delivering cytotoxic vesicles to distant target cells, providing insights into mechanisms of CD8+ T cell mediated pathology.
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Affiliation(s)
- Carolina Cattoni Koh
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Amanda B Wardini
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Millene Vieira
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Livia S A Passos
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Patrícia Massara Martinelli
- Laboratório Profa. Conceição Machado, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Eula Graciele A Neves
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Lis Riberido do Vale Antonelli
- Laboratório de Biologia e Imunologia de Doenças Infecciosas e Parasitárias, Instituto René Rachou, FIOCRUZ-MG, Belo Horizonte, Brazil
| | - Daniela Faria Barbosa
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Teresiama Velikkakam
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Eduardo Gutseit
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Gustavo B Menezes
- Center for Gastrointestinal Biology, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Rodolfo Cordeiro Giunchetti
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Paulo Roberto Lima Machado
- Serviço de Imunologia, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Brazil.,Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Doenças Tropicais, INCT-DT, Salvador, Brazil
| | - Edgar M Carvalho
- Serviço de Imunologia, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Brazil.,Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Doenças Tropicais, INCT-DT, Salvador, Brazil
| | - Kenneth J Gollob
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Doenças Tropicais, INCT-DT, Salvador, Brazil.,International Research Center, A.C. Camargo Cancer Center, São Paulo, Brazil
| | - Walderez Ornelas Dutra
- Laboratório de Biologia das Interações Celulares, Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.,Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Doenças Tropicais, INCT-DT, Salvador, Brazil
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