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Carvalho MPSS, Magalhães-Gama F, Loiola BP, Neves JCF, Araújo ND, Silva FS, Catão CLS, Alves EB, Pimentel JPD, Barbosa MNS, Fraiji NA, Teixeira-Carvalho A, Martins-Filho OA, Costa AG, Malheiro A. Systemic immunological profile of children with B-cell acute lymphoblastic leukemia: performance of cell populations and soluble mediators as serum biomarkers. Front Oncol 2023; 13:1290505. [PMID: 38107068 PMCID: PMC10722195 DOI: 10.3389/fonc.2023.1290505] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/07/2023] [Accepted: 11/08/2023] [Indexed: 12/19/2023] Open
Abstract
Background Children with B-cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) have an immune imbalance that is marked by remodeling of the hematopoietic compartment, with effects on peripheral blood (PB). Although the bone marrow (BM) is the main maintenance site of malignancy, the frequency with which immune cells and molecules can be monitored is limited, thus the identification of biomarkers in PB becomes an alternative for monitoring the evolution of the disease. Methods Here, we characterize the systemic immunological profile in children undergoing treatment for B-ALL, and evaluate the performance of cell populations, chemokines and cytokines as potential biomarkers during clinical follow-up. For this purpose, PB samples from 20 patients with B-ALL were collected on diagnosis (D0) and during induction therapy (days 8, 15 and 35). In addition, samples from 28 children were used as a control group (CG). The cellular profile (NK and NKT-cells, Treg, CD3+ T, CD4+ T and CD8+ T cells) and soluble immunological mediators (CXCL8, CCL2, CXCL9, CCL5, CXCL10, IL-6, TNF, IFN-γ, IL-17A, IL- 4, IL-10 and IL-2) were evaluated via flow cytometry immunophenotyping and cytometric bead array assay. Results On D0, B-ALL patients showed reduction in the frequency of cell populations, except for CD4+ T and CD8+ T cells, which together with CCL2, CXCL9, CXCL10, IL-6 and IL-10 were elevated in relation to the patients of the CG. On D8 and D15, the patients presented a transition in the immunological profile. While, on D35, they already presented an opposite profile to D0, with an increase in NKT, CD3+ T, CD4+ T and Treg cells, along with CCL5, and a decrease in the levels of CXCL9, CXCL10 and IL-10, thus demonstrating that B-ALL patients present a complex and dynamic immune network during induction therapy. Furthermore, we identified that many immunological mediators could be used to classify the therapeutic response based on currently used parameters. Conclusion Finally, it is noted that the systemic immunological profile after remission induction still differs significantly when compared to the GC and that multiple immunological mediators performed well as serum biomarkers.
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Affiliation(s)
- Maria Perpétuo Socorro Sampaio Carvalho
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
| | - Fábio Magalhães-Gama
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Instituto René Rachou - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) Minas, Belo Horizonte, Brazil
| | - Bruna Pires Loiola
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | | | - Nilberto Dias Araújo
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - Flavio Souza Silva
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - Claudio Lucas Santos Catão
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
| | - Eliana Brasil Alves
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Hospital Universitário Getúlio Vargas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - João Paulo Diniz Pimentel
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Maria Nazaré Saunier Barbosa
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Nelson Abrahim Fraiji
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
| | - Andréa Teixeira-Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Instituto René Rachou - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) Minas, Belo Horizonte, Brazil
| | - Olindo Assis Martins-Filho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Instituto René Rachou - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) Minas, Belo Horizonte, Brazil
| | - Allyson Guimarães Costa
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
- Escola de Enfermagem de Manaus, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - Adriana Malheiro
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
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Silva FS, Barros-Lima A, Souza-Barros M, Crespo-Neto JA, Santos VGR, Pereira DS, Alves-Hanna FS, Magalhães-Gama F, Faria JAQA, Costa AG. A dual-role for IL-10: From leukemogenesis to the tumor progression in acute lymphoblastic leukemia. Cytokine 2023; 171:156371. [PMID: 37725872 DOI: 10.1016/j.cyto.2023.156371] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/28/2023] [Revised: 09/10/2023] [Accepted: 09/12/2023] [Indexed: 09/21/2023]
Abstract
Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most common pediatric cancer in the world, and accounts for 25% of all childhood cancers among children under 15 years of age. Longitudinal studies have shown that children with ALL are born with a deregulated immune response that, together with postnatal environmental exposures, favor the onset of the disease. In this context, IL-10, a key cytokine in the regulation of the immune response, presents itself as a paradoxical mediator, initially influencing the development of ALL through the regulation of inflammatory processes and later on the progression of malignancy, with the increase of this molecule in the leukemia microenvironment. According to the literature, this cytokine plays a critical role in the natural history of the disease and plays an important role in two different though complex scenarios. Thus, in this review, we explore the dual role of IL-10 in ALL, and describe its biological characteristics, immunological mechanisms and genetics, as well as its impact on the leukemia microenvironment and its clinical implications.
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Affiliation(s)
- Flavio Souza Silva
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil; Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Amanda Barros-Lima
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil; Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Mateus Souza-Barros
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil; Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Juniel Assis Crespo-Neto
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | | | - Daniele Sá Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil; Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
| | - Fabíola Silva Alves-Hanna
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil; Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Fábio Magalhães-Gama
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Instituto René Rachou - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) Minas, Belo Horizonte, Brazil
| | - Jerusa Araújo Quintão Arantes Faria
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - Allyson Guimarães Costa
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil; Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil; Escola de Enfermagem de Manaus, UFAM, Manaus, Brazil.
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