IL-10 in Human Newborns : Ontogeny of IL-10 secretion and relation to the secretion of IFN-g, immunoglobulin M, G, and A, and mononuclear cell composition in newborns

Abstract

The purpose of this work was to elucidate the ontogeny of interleukin-10 (IL-10) secretion from newborn mononuclear cells (MCs), and to examine its relation to the secretion of interferon-g (IFN-g) and immunoglobulins (Igs). The initial hypothesis was that the decreased immunoglobulin (Ig) synthesis of newborn babies was the result of immature cytokine synthesis regulation, which would lead to excessive IL-10 production, leading in turn to suppressed IFN-g secretion.

Altogether 57 full-term newborns and 34 adult volunteers were enrolled. Additionally, surface marker compositions of 29 premature babies were included. Enzyme-linked immunoassays were used to determine the amount of secreted IL-10, IFN-g, and Igs, and the surface marker composition of MC were analyzed with a FACScan flow cytometer.

The three most important findings were:

1. Cord blood MC, including CD5+ B cells, are able to secrete IL-10. However, when compared with adults, the secretion of IL-10 was decreased. This indicates that reasons other than excessive IL-10 secretion are responsible of reduced IFN-g secretion in newborns.

2. As illustrated by the IL-10 and IFN-g secretion pattern, newborn cytokine profile was skewed towards the Th2 type. However, approximately 25% of newborns had an adult like cytokine profile with both good IL10 and IFN-g secretion, demonstrating that fullterm newborns are not an immunologically homogenous group at the time of birth.

3. There were significant differences in the surface marker composition of MCs between individual neonates. While gestational age correlated with the proportion of some MC types, it is evident that there are many other maternal and fetal factors that influence the maturity and nature of lymphocyte subpopulations in individual neonates.

In conclusion, the reduced ability of neonates to secrete Ig and IFN-g is not a consequence of high IL-10 secretion. However, individual newborns differ significantly in their ability to secrete cytokines as well as Igs.

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää välittäjä-aine IL-10 tuotto vastasyntyneiden napaverestä eristetyistä mononukleaarisista soluista. On yleisesti tiedettyä, että vastasyntyneet ovat herkkiä saamaan vakavia infektioita. Vastasyntyneiden vasta-ainetuotanto on aikuisiin verrattuna selvästi vähäisempää ja mm myös tärkeän välittäjä-aineen, gamma-interferonin (IFN-g) tuotto, on vähäistä verrattuna aikuisiin. Tutkimushypoteesimme oli, että vastasyntyneiden välittäjä-aine tuotanto on kehittymätöntä johtaen suhteettoman suureen IL-10 tuotantoon joka estäisi IFN-g-tuotantoa.

Tutkimuksessa oli mukana kaiken kaikkiaan 57 täysiaikaista vastasyntynyttä, 35 aikuista ja lisäksi 29:den keskosen lymfosyyttien alatyyppien prosentuaaliset määrät tutkittiin. Soluviljelmien tuottama IL-10, IFN-g, IgM, IgG ja IgA tuotanto tutkittiin ELISA-testillä ja lymfosyyttityyppien prosentuaaliset määrät mitattiin virtaus-sytometrillä.

Tulosten perusteella vastasyntyneet, myös heidän ns CD5+ B solut, tuottivat IL-10:tä. Aikuisiin verrattuna vastasyntyneet tuottivat kuitenkin vähemmän IL-10:tä. Muut syyt kuin IL-10 ylimäärä vaikuttaa siis vähäiseen IFN-g tuotantoon.

IL-10 ja IFN-g tuotantoja vertailemalla voitiin todeta, että vastasyntyneiden välittäjä-aine-tuotanto oli IL-10 voittoista. Kuitenkin noin 25% vastasyntyneistä tuotti molempia välittäjä-aineita aikuisten lailla. Vastasyntyneet eivät ole siis homogeeninen joukko välittäjä-aine-tuotannon suhteen.

Vastasyntyneet erosivat huomattavasti myös eri lymfosyyttien prosentuaalisten osuuksien suhteen. Tuloksiin vaikutti selvästi raskauden kesto syntymähetkellä, mutta myös monet muut sekä äitiin että lapseen liittyvät seikat vaikuttivat lymfosyyttien alatyyppien määriin ja kypsyyteen.

Edellä mainittujen välittäjä-aineiden ja vasta-aineiden tuotannossa oli siis selviä yksilöllisiä eroja. Yleisesti ottaen vastasyntyneiden vähäinen vasta-ainetuotanto ja IFN-g tuotanto ei kuitenkaan johtunut lisääntyneestä IL-10 tuotannosta.