Phenotypic and functional characteristics of early thymic cells migrating to peripheral blood under normal conditions and in autoimmune disorders

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Complex mechanisms of thymus functioning affect its structural matrix thus promoting gradual accumulation of genetic mutations, changes in gene expression and premature immunosenescence. The study of early thymic cell migrants (ETM) is necessary to identify possible diagnostic biomarkers and potential checkpoints of autoimmune diseases (AID). We have studied peripheral blood samples of patients with rheumatoid arthritis (RA), psoriatic arthritis (PsA), psoriasis (PS) and healthy donors. The aim of the study was to assess the ratio of recent cell migrants from the thymus and circulating naïve T regulatory cells in healthy persons and autoimmune diorders. The relative numbers of recent thymic migrants CD4+CD45RA+CD31+ (ETM), and the contents of FoxP3+T regulatory cells (Treg) in this population were determined by flow cytometry. The number of proliferating cells was determined by intracellular Ki-67 marker. The results show that the number of ETM was reduced in the group of patients with RA and patients with PsA compared with the healthy donor group (17.3%, 18.6% vs. 23.6%), and did not change significantly in patients with psoriasis. There were no significant differences between donors and patients with AIDs on the contents of proliferating ETM and Tregs. The proliferation rates of T regulatory cells in patients with psoriatic pathology were comparable to donor values, with a trend for its increase in RA patients. The numbers of proliferating naive FoxP3+Tregs in RA patients was significantly higher than the numbers of proliferating ETM (15.8% vs 3.1%, p < 0.05, respectively). A decrease in relative number of ETM in AID may be associated with activation of T lymphocytes and higher proportion of central memory T cells. The number of Tregs among ETM, and their proliferation rates in patients with psoriatic disorder suggest the absence of disturbed Treg generation in thymus. The ambiguous results obtained in patients with RA are of potential significance for diagnostics and therapy. However, they require additional confirmation in a larger sample of patients.

About the authors

Tatiana Ya. Abramova

Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Author for correspondence.
Email: tatjana-abramova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6947-2212

PhD, MD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Clinical Immunopathology

Russian Federation, 14 Yadrintsevskaya St, Novosibirsk, 630099

Olga S. Boeva

Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Email: starchenkova97@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2720-0961

Postgraduate Student, Laboratory of Clinical Immunopathology

Russian Federation, 14 Yadrintsevskaya St, Novosibirsk, 630099

Olga A. Angelskaya

City Hospital No. 3

Email: anolga@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-7624-2279

Dermatovenerologist

Russian Federation, Novosibirsk

Vadim I. Borisevich

Novosibirsk State Medical University

Email: borvad2001@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-2731-6887

Student

Russian Federation, Novosibirs

Veronika S. Abbasova

Novosibirsk State Medical University

Email: abbasovaveronik@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-6038-4990

Student

Russian Federation, Novosibirsk

Maksim А. Korolev

Research Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: kormax@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-4890-0847

PhD, MD (Medicine), Rheumatologist, Head, Laboratory of Connective Tissue Pathology

Russian Federation, Novosibirsk

Vitaliy O. Omelchenko

Research Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: v.o.omelchenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6606-7185

PhD (Medicine), Rheumatologist, Department of Rheumatology, Researcher, Laboratory of Connective Tissue Pathology

Russian Federation, Novosibirsk

Yuliya D. Kurochkina

Research Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: juli_k@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-7080-777X

PhD (Medicine), Rheumatologist, Department of Rheumatology, Researcher, Laboratory of Connective Tissue Pathology

Russian Federation, Novosibirsk

Anna D. Rybakova

Research Institute of Clinical and Experimental Lymрhology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: a.rybakova1@g.nsu.ru

Junior Researcher, Laboratory of Pharmacological Modeling dnd Screening of Bioactive Molecules

Russian Federation, Novosibirsk

Elena A. Blinova

Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Email: blinovaelena-85@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3327-3630

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Clinical Immunopathology

Russian Federation, 14 Yadrintsevskaya St, Novosibirsk, 630099

References

  1. Ao Y.Q., Jiang J.H., Gao J., Wang H.K., Ding J.Y. Recent thymic emigrants as the bridge between thymoma and autoimmune diseases. Biochim. Biophys. Acta Rev. Cancer, 2022, Vol. 1877, no. 3, 188730. doi: 10.1016/ j.bbcan.2022.188730.
  2. Azevedo R.I., Soares M.V., Barata J.T., Tendeiro R., Serra-Caetano A., Victorino R.M., Sousa A.E. IL-7 sustains CD31 expression in human naive CD4+ T cells and preferentially expands the CD31+ subset in a PI3K-dependent manner. Blood, 2009, Vol. 113, no. 13, pp. 2999-3007.
  3. Houston E.G. Jr., Fink P.J. MHC drives TCR repertoire shaping, but not maturation, in recent thymic emigrants. J. Immunol., 2009, Vol. 183, no. 11, pp. 7244-7249.
  4. James K.D., Cosway E.J., Lucas B., White A.J., Parnell S.M., Carvalho-Gaspar M., Tumanov A.V., Anderson G., Jenkinson W.E. Endothelial cells act as gatekeepers for LTβR-dependent thymocyte emigration. J. Exp. Med., 2018, Vol. 215, no. 12, pp. 2984-2993.
  5. James K.D., Cosway E.J., Parnell S.M., White A.J., Jenkinson W.E., Anderson G. Assembling the thymus medulla: Development and function of epithelial cell heterogeneity. Bioessays, 2024, Vol. 46, no. 3, e2300165. doi: 10.1002/bies.202300165.
  6. Junge S., Kloeckener-Gruissem B., Zufferey R., Keisker A., Salgo B., Fauchere J.C., Scherer F., Shalaby T., Grotzer M., Siler U., Seger R., Güngör T. Correlation between recent thymic emigrants and CD31+ (PECAM-1) CD4+ T cells in normal individuals during aging and in lymphopenic children. Eur. J. Immunol., 2007, Vol. 37, no. 11, pp. 3270-3280.
  7. Kohler S., Thiel A. Life after the thymus: CD31+ and CD31- human naive CD4+ T-cell subsets. Blood, 2009, Vol. 113, no. 4, pp. 769-774.
  8. Kolerova A.V., Mikailova D.A., Beimanova M.A., Blinova E.A. Сharacterization of central and effector CD4+ memory cells in psoriasis. Medical Immunology (Russia), 2021, Vol. 23, no. 4, pp. 969-974. doi: 10.15789/1563-0625-COC-2288.
  9. Legoux F.P., Lim J.B., Cauley A.W., Dikiy S., Ertelt J., Mariani T.J., Sparwasser T., Way S.S., Moon J.J. CD4+ T cell tolerance to tissue-restricted self antigens is mediated by antigen-specific regulatory T cells rather than deletion. Immunity, 2015, Vol. 43, no. 5, pp. 896-908.
  10. Paiva R.S., Lino A.C., Bergman M.L., Caramalho I., Sousa A.E., Zelenay S., Demengeot J. Recent thymic emigrants are the preferential precursors of regulatory T cells differentiated in the periphery. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2013, Vol. 110, no. 16, pp. 6494-6499.
  11. Silva S.L., Albuquerque A.S., Matoso P., Charmeteau-de-Muylder B., Cheynier R., Ligeiro D., Abecasis M., Anjos R., Barata J.T., Victorino R.M., Sousa A.E. IL-7-Induced Proliferation of Human Naive CD4 T-Cells Relies on Continued Thymic Activity. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, 20. doi: 10.3389/fimmu.2017.00020. PMC5243809.
  12. Takahashi T., Tagami T., Yamazaki S., Uede T., Shimizu J., Sakaguchi N., Mak T.W., Sakaguchi S. Immunologic self-tolerance maintained by CD25(+)CD4(+) regulatory T cells constitutively expressing cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4. J. Exp. Med., 2000, Vol. 192, no. 2, pp. 303-310.
  13. Taves M.D., Ashwell J.D. Glucocorticoids in T cell development, differentiation and function. Nat. Rev. Immunol., 2021, Vol. 21, no. 4, pp. 233-243.
  14. Thiault N., Darrigues J., Adoue V., Gros M., Binet B., Perals C., Leobon B., Fazilleau N., Joffre O.P., Robey E.A., van Meerwijk J.P., Romagnoli P. Peripheral regulatory T lymphocytes recirculating to the thymus suppress the development of their precursors. Nat. Immunol., 2015, Vol. 16, no. 6, pp. 628-634.
  15. Wildin R.S., Ramsdell F., Peake J., Faravelli F., Casanova J.L., Buist N., Levy-Lahad E., Mazzella M., Goulet O., Perroni L., Bricarelli F.D., Byrne G., McEuen M., Proll S., Appleby M., Brunkow M.E. X-linked neonatal diabetes mellitus, enteropathy and endocrinopathy syndrome is the human equivalent of mouse scurfy. Nat. Genet., 2001, Vol. 27, no. 1, pp. 18-20.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Abramova T.Y., Boeva O.S., Angelskaya O.A., Borisevich V.I., Abbasova V.S., Korolev M.А., Omelchenko V.O., Kurochkina Y.D., Rybakova A.D., Blinova E.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».