Introdução: A diferenciação das células TCD4+ para os diferentes subtipos é mediada pela sinalização das proteínas transdutoras de sinais e ativadoras de transcrição (STAT) e das proteínas supressoras da sinalização de citocinas (SOCS). Na doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), há o envolvimento dos subtipos T helper (Th)1, Th17 e T reguladora (Tregs). Entretanto, o desequilíbrio entre as respostas pró e anti-inflamatórias Th17 e Treg é descrita como um mecanismo fundamental no desenvolvimento e progressão da doença. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar a expressão das proteínas STAT e SOCS envolvidas na diferenciação das células TCD4+, principalmente para os subtipos Th17 e Treg, no desenvolvimento da DPOC comparando a resposta local e sistêmica. Métodos: Foram coletadas amostras de tecido pulmonar e sangue periférico de 24 pacientes submetidos à ressecção pulmonar, divididos em dois grupos: Grupo Fumantes Não Obstrutivos (FNO) e DPOC estágios I e II. Para as avaliações realizadas no sangue periférico, foi incluído um terceiro grupo composto por 14 pacientes com DPOC estágios III e IV. A expressão gênica para SOCS1 e 3, STAT1, 3 e 5, Retinoic-acid-related orphan receptor (RORyT), Forkhead box p3 (Foxp3), T-box-expressed-in-T-cells (T-bet), Interleucinas (IL)-6, 17, 10 e Fator de transformação do Crescimento (TGF)-beta, foi avaliada em amostras de tecido pulmonar e leucócitos totais do sangue através da técnica de PCR em tempo real. A expressão das proteínas SOCS1 e 3, STAT1, 3 e 5 totais e fosforiladas foi avaliada por Western Blotting nos mesmos compartimentos. Adicionalmente, foram avaliados os níveis de IL-6, 10, 17, 12, Interferon-gama (IFN-y) e TGF-beta no tecido pulmonar e plasma sanguíneo por ELISA. Resultados e Discussão: Em amostras de tecido pulmonar, foi observado o aumento da expressão gênica de STAT1 e 3, RORyt, Foxp3, IL-6, TGF-beta e aumento dos níveis de IL-6, além da diminuição da expressão da proteína pSTAT5 e da razão pSTAT5/STAT5 em pacientes com DPOC I e II. Enquanto na resposta sistêmica foi observado aumento da expressão gênica de STAT1 e 3 nos grupos DPOC III e IV comparado aos demais e aumento de T-bet, RORyt, IL-6, TGF-beta e expressão da proteína STAT3 total no grupo DPOC III e IV comparado ao grupo DPOC I e II. O aumento dos níveis de IL-6 no plasma sanguíneo foi observado no grupo DPOC I e II comparado ao grupo FNO. Além disso, foi demonstrado aumento na expressão gênica de STAT5 no grupo DPOC III e IV, embora tenha havido uma diminuição na expressão de Foxp3 no grupo DPOC I e II, acompanhada de diminuição dos níveis de IL-10 no grupo DPOC III e IV em comparação aos indivíduos com DPOC I e II. Adicionalmente, a análise da expressão das proteínas SOCS demonstrou somente o aumento da expressão gênica de SOCS3 em tecidos de pacientes com DPOC I e II, e leucócitos de pacientes com DPOC III e IV comparado aos demais. Conclusões: Observamos diferenciação para resposta Th17 nas amostras de tecido pulmonar desde os estágios iniciais da DPOC, enquanto na resposta sistêmica essas alterações acontecem em estágios mais graves. Entretanto, a sinalização intracelular para a resposta Treg parece variar dependendo do compartimento analisado, com diminuição de IL-10 em estágios avançados da doença, reforçando a ideia de haver uma falha na atividade de Treg no desenvolvimento e progressão da DPOC

Introduction: The differentiation of TCD4+ cells into the different subtypes is mediated by the signalling of Signal Transducers and Activators of Transcription (STAT) and the Suppressor of Cytokine Signalling (SOCS) proteins. In Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), the T helper (Th) 1, Th17 and regulatory T (Tregs) subtypes are involved. However, the imbalance between the pro and anti-inflammatory responses mediated by Th17 and Treg cells is described as a fundamental mechanism in the disease development and progression. Thus, the aim of this study was to evaluate the expression of STAT and SOCS proteins involved in TCD4+ cells differentiation, especially the Th17 and Treg subtypes, in COPD development, comparing both local and systemic responses. Methods: Samples of lung tissue and peripheral blood were collected from 24 patients who underwent pulmonary resection and divided into two groups: Non-Obstructive Smokers (NOS) and COPD stages I and II. For the evaluations carried out in the peripheral blood, a third group comprising 14 patients with COPD stages III and IV was included. Gene expression of SOCS1 and 3, STAT1, 3 and 5, Retinoic-acid-related orphan receptor (RORyT), Forkhead box p3 (Foxp3), T-box-expressed-in-T-cells (T-bet), Interleukins (IL)-6, 17, 10 and Transforming Growth Factor (TGF)-beta, was evaluated in lung tissue samples and total blood leukocytes using the real-time PCR technique. The expression of total and phosphorylated proteins SOCS1 and 3, STAT1, 3 and 5 was evaluated by Western Blotting in the same compartments. Additionally, the levels of IL-6, 10, 17, 12, Interferon-gamma (IFN-y) and TGF-beta in lung tissue and blood plasma were evaluated by ELISA. Results and Discussion: The tissue lung sample analyses revealed an increase in gene expression of STAT1 and 3, RORyt, Foxp3, IL-6, TGF-beta and an increase in IL-6 levels, in addition to decreased expression of pSTAT5 protein and the pSTAT5/STAT5 ratio in patients with COPD I and II. Whereas in systemic response, was observed an increase in gene expression of STAT1 and 3 in COPD III and IV group compared to the others, and an increase in T-bet, RORyt, IL-6, TGF-beta and expression of the total STAT3 protein in COPD III and IV group compared to the COPD I and II. Increased levels of IL-6 in blood plasma were observed in COPD I and II group compared to the NOS group. Moreover, an increase in STAT5 gene expression was demonstrated in COPD III and IV group, although there was a decrease in Foxp3 expression in COPD I and II group, accompanied by a decrease in IL-10 levels in COPD III and IV group compared to individuals with COPD I and II. In addition, the analysis of SOCS protein expression demonstrated only an increase in SOCS3 gene expression in lung tissue from patients with COPD I and II, and leukocytes from patients with COPD III and IV compared to the others. Conclusions: We observed differentiation for the Th17 response in lung tissue samples since initial stages of COPD, whereas in systemic response these changes occur in more severe stages. However, the intracellular signalling for Treg response seems to vary depending on the compartment analysed, with a decrease in IL-10 levels in advanced stages of disease, reinforcing the idea that there is a failure in Treg activity in the development and progression of COPD