In vitro effects of IFN-γ, IL-4 and IL-27 on human bronchial epithelial cells infected with Cryptococcus neoformans sensu stricto

Abstract

Background

The innate immune response and cytokine milieu in airway mucosa, mediated by bronchial epithelial cells, are critical in determining susceptibility or protection against cryptococcosis. In experimental models, Th2 and Th1 responses are linked to susceptibility and protection, respectively, while the roles of other cytokines remain less understood.

Aims

To evaluate the in vitro effects of IL-4, IFN-γ, and IL-27 (100 ng/mL) on human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) infected with a strain of Cryptococcus neoformans sensu stricto (multiplicities of infection [MOI] 1–100).

Methods

Cells were stimulated with each cytokine, followed by C. neoformans infection (MOI 100). After 24 h, supernatants were collected to measure CCL2, IL-6, and IL-8 production. STAT1 and STAT6 activation was analyzed by flow cytometry. Phagocytosis and colony-forming unit assays assessed fungal internalization and growth.

Results

Cytokine-stimulated, infected cells displayed reduced IL-6 and/or CCL2 production and decreased STAT6 activation (IL-4) or STAT1 activation (IL-27, IFN-γ) compared with cells stimulated with C. neoformans sensu stricto or cytokines alone. IL-27 reduced fungal internalization, while IL-4 and IFN-γ increased it. All cytokines promoted higher fungal growth.

Conclusions

The interaction of bronchial epithelial cells stimulated with IL-4, IFN-γ, or IL-27, with yeasts of C. neoformans induced an anti-inflammatory profile in the cells that impaired STAT activation and favored fungal proliferation. These findings suggest that certain cytokine environments within the airway epithelium may create conditions conducive to C. neoformans persistence, potentially influencing the progression of the infection.

Resumen

Antecedentes

La respuesta inmune innata y el entorno de citocinas en la mucosa de las vías respiratorias, respuestas mediadas por las células epiteliales bronquiales, son críticas en la susceptibilidad o la protección frente a la criptococosis. En modelos experimentales, las respuestas Th2 y Th1 se asocian con susceptibilidad y protección, respectivamente, mientras que los roles de otras citocinas son menos comprendidos.

Objetivos

Evaluar los efectos in vitro de las citocinas IL-4, IFN-γ e IL-27 (100 ng/mL) sobre células epiteliales bronquiales humanas (BEAS-2B) infectadas con una cepa de Cryptococcus neoformans sensu stricto (multiplicidades de infección [MOI] 1-100).

Métodos

Las células fueron estimuladas con cada citocina, tras lo cual se llevó a cabo la infección con Cryptococcus neoformans (MOI 100). Después de 24 h se recogieron los sobrenadantes para medir la producción de CCL2, IL-6 e IL-8. La activación de STAT1 y STAT6 se analizó por citometría de flujo. Los ensayos de fagocitosis y unidades formadoras de colonias evaluaron la internalización y el crecimiento fúngico.

Resultados

Las células estimuladas con citocinas e infectadas mostraron una reducción en la producción de IL-6 y/o CCL2 y una disminución en la activación de STAT6 (IL-4) o STAT1 (IL-27, IFN-γ), en comparación con las células estimuladas solo con Cryptococcus neoformans o con las citocinas. IL-27 redujo la internalización del hongo, mientras que IL-4 e IFN-γ la incrementaron. Todas las citocinas promovieron un mayor crecimiento fúngico.

Conclusiones

La exposición de células epiteliales bronquiales estimuladas con las citocinas IL-4, IFN-γ o IL-27 a levaduras de Cryptococcus neoformans indujo un perfil antiinflamatorio en las células que afectó la activación de STAT y favoreció la proliferación fúngica. Estos hallazgos sugieren que ciertos entornos de citocinas en el epitelio respiratorio podrían generar condiciones que faciliten la persistencia de Cryptococcus neoformans, influyendo potencialmente en el curso de la infección.