CD4+ and CD8+ skin-associated T lymphocytes in canine atopic dermatitis produce interleukin-13, interleukin-22 and interferon-γ and contain a CD25+FoxP3+ subset

BackgroundTCells play a major role in the immunopathogenesis of canine atopic dermatitis (cAD). However, the significance of cutaneous regulatory Tcells (Tregs) and CD8(+) Tcells is currently unclear. Hypothesis/ObjectivesThe study aimed to evaluate the presence and distribution of Tregs in cAD and healthy skin and to determine the cytokine production of cutaneous CD4(+) and CD8(+) Tcells. AnimalsBiopsies were taken from four dogs with cAD (lesional and nonlesional skin) and four healthy control dogs. MethodsDistribution patterns of T-cell subtypes in cAD lesional, nonlesional and control skin were evaluated by immunohistochemistry. Phenotypic characterization of Tcells from skin explant cultures and enzymatic digestions was performed using flow cytometry. Cytokine production of sorted CD4(+) and CD8(+) explant-derived Tcells was measured by RT-qPCR. ResultsRegulatory Tcells phenotypically characterized by CD25(+)FoxP3(+) were found in both CD4(+) and CD8(+) subsets of skin explant and digestion samples. The percentages of CD4(+)CD25(+) cells that were FoxP3(+) were similar in cAD and control skin. In atopic lesional and nonlesional explant samples, lower FoxP3(+) percentages of CD8(+)CD25(+) cells were seen compared with control skin. The presence of predominantly periadnexal CD25(+)FoxP3(+) cells was confirmed by immunohistochemistry in lesional, nonlesional and control skin. The CD4(+)/CD8(+) ratio was less than one in cAD skin with both skin explant and digestion methods. CD4(+) and CD8(+) T-cell subsets of lesional and nonlesional cAD skin were capable of producing interleukin-13, interleukin-22 and interferon-. Conclusions and clinical importanceBoth CD4(+) and CD8(+) Tcells are likely to contribute to the immunopathogenesis of cAD through the production of interleukin-13, interleukin-22 and interferon-. In both subsets, functional analysis of FoxP3(+) cells is essential to determine their role. Resume ContexteLes cellules T jouent un role majeur dans l'immunopathogenie de la dermatite atopique canine (cAD). Cependant, la signification des cellules T regulatrices cutanees (Tregs) et les cellules T CD8(+) est encore mecomprise. Hypotheses/ObjectifsCette etude a pour but d'evaluer la presence et la distribution des Tregs dans la cAD et la peau saine et de determiner la production de cytokines cutanees par les cellules T CD4(+) et CD8(+). SujetsLes biopsies ont ete prelevees sur des chiens avec cAD (peau lesionnelle et non lesionnelle) et quatre chiens controles sains. MethodesLes patrons de distribution des sous-types de cellules T dans la peau lesionnelle de cAD et la peau controle ont ete evalues par immunohistochimie. La caracterisation phenotypique des cellules T des cultures cutanees et les digestions enzymatiques ont ete realisees par cytometrie de flux. La production de cytokines des CD4(+) tries et des CD8(+) issus des cultures a ete mesuree par RT-qPCR. ResultatsLes cellules T regulatrices caracterisees phenotypiquement par CD25(+) FoxP3(+) ont ete trouvees a la fois dans les sous types de CD4(+) et CD8(+) des cultures cutanees et des echantillons digeres. Le pourcentage de cellules CD4(+) CD25(+) qui etait FoxP3(+) etait identique dans la peau cAD et controle. Dans les cultures de peau atopique lesionnelle et non lesionnelle, de plus faibles pourcentages de FoxP3(+) des cellules CD8(+) CD25(+) ont ete compares avec la peau controle. La presence predominante de cellules CD25(+) FoxP3(+) periannexielles a ete confirmee par immunohistochimie dans la peau lesionnelle, non lesionnelle et de controle. Le ratio CD4(+)/CD8(+) etait plus faible que celui de la peau cAD a la fois par les methodes de derives de greffe et par digestion. Les sous types de cellules T CD4(+) et CD8(+) de peau cAD lesionnelle et non lesionnelle etaient capables de produire l'interleukine-13, interleukine-22 et l'interferon-. Conclusions et importance cliniqueLes cellules T CD4(+) et CD8(+) sont susceptibles de contribuer a l'immunopathogenie de la cAD grace a la production d'interleukine 13, 22 et d'interferon -. Dans les deux sous-types, l'analyse fonctionnelle des cellules foxP3(+) est essentielle afin de determiner leur role. Resumen Introduccionlos linfocitos T juegan un papel fundamental en la inmunopatogenia de la dermatitis atopica canina (cAD). Sin embargo, la importancia de los linfocitos T cutaneos regulatorios (Tregs) y los linfocitos T CD8(+) es actualmente desconocida Hipotesis/ObjetivosEste estudio esta enfocado a evaluar la presencia de distribucion de los Tregs en cAD y piel sana, asi como determinar la produccion de citoquinas de los linfocitos T cutaneos CD4(+) y CD8(+). Animalesse obtuvieron biopsias de cuatro perros con cAD (piel con lesiones y piel sin lesiones) y de cuatro perros control sanos. Metodoslos patrones de distribucion de los subtipos de linfocitos T en las zonas con lesiones y sin lesion de biopsias de perros con cAD y de la piel control se evaluaron mediante inmunohistoquimica. Se caracterizo el fenotipo de los linfocitos T en cultivos de explantes de piel asi como tras digestion enzimatica utilizando citometria de flujo. La produccion de citoquiinas de los linfocitos T CD4(+) y CD8(+) derivados del explante se midio mediante RT-qPCR. Resultadoslinfocitos T regulatorios caracterizados a nivel fenotipico por la expresion de que CD25(+)FoxP3(+) se encontraron tanto en linfocitos CD4(+) y CD8(+) de los explantes de piel y de las muestras digeridas. Los porcentajes de linfocitos CD4(+)CD25(+) que fueron Fox P3(+) positivos fueron similares en muestras de perros con cAD y en la piel control. En los explantes de piel atopica con lesiones sin lesiones hubo un menor porcentaje de linfocitos CD8(+) CD25(+) expresando Fox P3 comparados con la piel control. La presencia de una poblacion predominantemente perianexal de linfocitos CD25(+) Fox P3(+) se confirmo mediante inmunohistoquimica en la piel de los animales enfermos con lesiones y sin lesiones y piel control. La proporcion de linfocitos CD4(+)/CD8(+) fue menor de uno en la piel de perros con cAD tanto en los explantes como tras la digestion. Las subpoblaciones de linfocitos CD4(+) y CD8(+) en muestras de piel con lesion y sin lesion fueron capaces de producir interleuquina 13, interleuquina 22 e interferon . Conclusiones e importancia clinicatanto los linfocitos T CD4(+) como los CD8(+) parecen contribuir a la inmunopatogenesis del cAD de a traves de la produccion de interleuquina 13, interleuquina 22 e interterferon . En ambas subpoblaciones, el analisis funcional de las celulas Fox P3(+) es esencial para determinar su papel. Zusammenfassung HintergrundDie T Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Immunpathogenese der atopischen Dermatitis des Hundes (cAD). Nichtsdestotrotz ist die Rolle der kutanen regulatorischen Zellen (Tregs) und CD8(+) T Zellen zurzeit unklar. Hypothese/ZieleDie Studie sollte das Auftreten und die Verteilung von Tregs bei der cAD und in gesunder Haut untersuchen und die Zytokinproduktion der kutanen CD4(+) und CD8(+) T Zellen bestimmen. TiereEs wurden Biopsien von vier Hunden mit cAD (veranderte und nicht-veranderte Haut) und von vier gesunden Kontrollhunden entnommen. MethodenEs wurden die Verteilungsmuster der T-Zell Subtypen in veranderter und nicht veranderter Haut von Hunde mit cAD und in Kontrollhaut mittels Immunhistochemie evaluiert. Eine phanotypische Charakterisierung der T Zellen aus Gewebekulturen der Haut und einer enzymatischen Verdauung wurden mittels Flowzytometrie durchgefuhrt. Die Zytokinproduktion von ausgesuchten CD4(+) und CD8(+) T Zellen aus Gewebekulturen wurde mittels RT-qPCR gemessen. ErgebnisseEs wurden regulatorische T Zellen, die phanotypisch durch CD25(+)FoxP3(+) charakterisiert waren, sowohl in CD4(+) als auch in CD8(+) Untergruppen von Gewebekulturen und Verdauungsproben gefunden. Die prozentuellen Anteile von CD4(+) CD25(+) Zellen, die FoxP3(+) waren, waren in cAD und in der Kontrollhaut ahnlich. Atopische veranderte und nichtveranderte Hautproben aus Gewebekulturen zeigten im Vergleich zu Kontrollhaut prozentuell niedrigere FoxP3(+)CD8(+)CD25(+) Zellen. Das hauptsachlich periadnexale Auftreten von CD25(+) FoxP3(+) Zellen wurde mittels Immunhistochemie in veranderter und nicht veranderter, sowie in Kontrollhaut bestatigt. Das Verhaltnis von CD4(+)/CD8(+) war in cAD Haut unter eins, egal ob die Proben aus Gewebekulturen stammten oder Verdauungsproben darstellten. CD4(+) und CD8(+) T Zell Untergruppen von veranderter und nicht veranderter cAD Haut produzierten Interleukin-13, Interleukin-22 und Interferon-. Schlussfolgerungen und klinische BedeutungSowohl CD4(+) als auch CD8(+) T Zellen haben wahrscheinlich einen Anteil an der Immunpathogenese von cAD durch die Produktion von Interleukin-13, Interleukin-22 und Interferon-. In beiden Untergruppen ist eine funktionelle Analyse von FoxP3(+) Zellen essentiell, um ihre Rolle zu determinieren.