Análise do perfil de citocinas pró e anti-inflamatórias através de dosagens séricas seriadas em pacientes graves admitidos em unidade de terapia intensiva (UTI) com COVID-19/

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Data
2023-03-28
Autores
Marques, Mariana de Oliveira [UNIFESP]
Orientadores
Baiocchi, Otavio Cesar Carvalho Guimarães [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Resumo
Objetivo: Avaliar o perfil de citocinas em diferentes momentos de evolução clínica no COVID-19 grave em pacientes em unidade de terapia intensiva e correlacionar com desfechos clínicos. Métodos: Foram selecionados 62 adultos com COVID-19 grave durante as primeiras duas ondas de COVID-19 no Brasil (maio a julho de 2020 e dezembro 2020 a maio de 2021) com o recrutamento aleatório, realizando coletas laboratoriais nas primeiras 24 horas de admissão na UTI e após, a cada 4 dias, até 20 dias em um hospital privado terciário de São Paulo. Utilizamos para a validação dos resultados, doadores de sangue voluntários. Através da coleta de sangue total, avaliamos 17 citocinas, receptores de citocinas e fatores de crescimento (sCD137, sFas, sFasL, GM-CSF, Granzima-A, Granzima-B, Perforina, IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, CCL3, CCL4, TNF-α. Devido à baixa taxa de mortalidade na população estudada (Mortalidade na UTI de 8%), utilizamos como desfecho primário a necessidade de ventilação mecânica (55%). Resultados: Na amostra avaliada foi frequente a presença de comorbidades, sendo obesidade 50%, hipertensão arterial (48.4%), diabete (19.3%), doenças pulmonares crônicas (16.1%), doença cardiovascular (9.7%) e neoplasias (4.8%). Nos exames laboratoriais na admissão houve um destaque no aumento da mediana dos valores de D-Dímero (1057ng/mL), DHL (571U/L), Fibrinogênio (692mg/dL) e Proteína C Reativa (18.1mg/dL), além disso a linfopenia, linfócitos (720/mm³). Encontramos uma diferença estatisticamente significativa entre os casos de COVID-19 grave e os saudáveis quanto ao nível sérico de citocinas pró-inflamatórias IL-6 (8.06 x 0.39; p<0.001), CCL4 (14.8 x 9.63; p =0.002), TNF-alfa (1.64 x 0.37; p<0.001), granzima-B (3.72 x 0.98; p=0.002) e Perforina(553 x 371; p=0.021); anti-inflamatórias IL-10 (7.40 x 0.11; p<0.001) e receptores solúveis relacionados a resposta linfocitária T sFas (1648 x 445; p<0.001) e sCD137( 2.22 x 1.06; p=0.035). Desta forma, podemos identificar um desequilíbrio imune ao evidenciarmos o aumento dos níveis de citocinas pró e anti-inflamatórias provavelmente relacionadas com a resposta imune descontrolada que é observada nos pacientes com COVID-19 grave. Conclusões: O aumento dos níveis na admissão na UTI de IL-6, granzima-B, Perforina, TNF-alfa, sFas e sCD137 se demonstrou elevado quando comparadas na amostra aqueles com e sem o desfecho ventilação mecânica. Este achado ressalta que o aumento nos níveis destes marcadores de forma precoce nos pacientes graves, representam potenciais preditores de pior prognóstico. Ademais, três citocinas, sCD137, sFas e IL-6 demonstraram relação direta entre a elevação de seus níveis e a necessidade de ventilação mecânica em diferentes análises ao longo do tempo, consequentemente pior desfecho. Além disto, o sCD137 e sFas, também apresentaram relação direta dos seus níveis conforme o desfecho insuficiência renal. Desta forma, este estudo traz a caracterização da hiperativação do sistema imune no COVID-19 grave e descreve novos potenciais marcadores prognósticos. Em especial destaque o sCD137, sFas e IL-6.
Objective: Describe previously unknown cytokine behavior and evaluate potential therapeutic targets. Method: The study enrolled 62 adults with severe COVID-19 during the first two Brazilian COVID-19 waves (from May to July 2020 and December 2020 to May 2021), with convenience samples recruitment in first 24 hours and then, every 4 days until day 20 of ICU admission from a tertiary hospital in São Paulo, Brazil. To validate normal results, we evaluated healthy blood donors. Whole blood was used to evaluate 17 cytokines, cytokines receptors and growth factors. Due to low mortality rate (ICU mortality of 8%), we used the need of mechanical ventilation (55%) as primary endpoint. In our population comorbidities were common, obesity was found in 50%, arterial hypertension (48.4%), diabetes (19.3%), chronic pulmonary diseases (16.1%), cardiovascular diseases (9.7%) and cancer (4.8%). In admission tests we observed higher median levels of D Dimer (1057ng/mL), LDH (571U/L), Fibrinogen (692mh/dL) and reactive C protein (18.1mg/dL), also lymphopenia (720/mm³). Results: In our analysis, we found difference between COVID-19 severe cases in ICU admission and health controls in serum levels of pro inflammatory cytokines IL-6 (8.06 x 0.39; p<0.001), CCL4 (14.8 x 9.63; p =0.002), TNF-alpha (1.64 x 0.37; p<0.001), granzyme-B (3.72 x 0.98; p=0.002) and Perforin (553 x 371; p=0.021); anti-inflammatory IL-10 (7.40 x 0.11; p<0.001) and soluble receptors related to T cell response as sFas (1648 x 445; p<0.001) and sCD137( 2.22 x 1.06; p=0.035). Hence, we were able to identify an immune disbalance due to higher pro and anti-inflammatory cytokines levels probably related with uncontrolled immune response that is observed in severe COVID-19 patients. Conclusions: Besides, admission levels evaluation of IL-6, Granzyme-B, TNF-a, sCD137, sFas and perforin were related to mechanical ventilation need. This data highlight that elevated levels of this cytokines are potential worse prognosis predictors. Moreover, three cytokines soluble CD137, soluble Fas and IL-6 had direct relationship between increased levels and need of mechanical ventilation, in different time points, consequently worse outcome. Also, elevated sCD137 and sFas were related with acute kidney injury. Therefore, this study characterizes the immune system hyperactivation in severe COVID-19 and describes potential prognostic biomarkers, with emphases in sCD137, sFas e IL-6.
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Citação
MARQUES, Mariana de Oliveira. Análise do perfil de citocinas pró e anti-inflamatórias através de dosagens séricas seriadas em pacientes graves admitidos em unidade de terapia intensiva (UTI) com COVID-19. 2023. 128 f. Tese (Doutorado em Hematologia) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). São Paulo, 2023.