Changes in B and T-cell subsets and NMO-IgG/AQP-4 levels after immunoglobulins and rituximab treatment for an acute attack of neuromyelitis optica

Background: There is increasing evidence supporting that neuromyelitis optica (NMO) is an inflammatory humoral mediated disorder associated with NMO-IgG/AQP-4 antibodies. However, little is known about the subsets of B cells and T cells that contribute to the pathogenesis or therapy response. Objectives: To describe the clinical and immunological changes associated with intravenous immunoglobulins (IV-Igs) plus rituximab (RTX) in a patient with a severe acute attack of NMO and intrathecal synthesis of NMO-IgG/AQP-4, who previously did not respond to intravenous methylprednisolone and plasma exchange. Methods: We sequentially analysed the levels of NMO-IgG/AQP-4 by immunohistochemistry, and B and T cells subsets by multiparametric flow-cytometry, in the CSF and peripheral blood (PB), before and after IV-Igs plus RTX therapy. Results: In the CSF before treatment, and compared to PB, there was a higher percentage of CD4+ T cells and a lower percentage of CD8+ T cells and CD19+ B cells. After therapy, the percentage of CD4+ T cells remained high, and that of CD8+ T cells increased. The observed decrease in the percentage of CD19+ B cells was lower than in the PB. When the CSF was compared, it was found that the percentage of effector-memory and effector CD8+ T cells had increased after therapy, and that of IgM memory B cells and switched-memory B cells decreased. The observed changes paralleled the decrease of NMO-IgG/AQP-4 results to negative and the clinical improvement. Conclusions: Our findings confirm that, besides intrathecal humoral immune response against AQP4, B and T cell subsets are involved in the modulation of inflammation within and outside the central nervous system. Resumen: Antecedentes: La neuromielitis óptica (NMO) es una enfermedad predominantemente humoral mediada por anticuerpos IgG-NMO/AQP-4. Sin embargo, no se conoce bien la contribución de las diferentes subpoblaciones de células B y T en su patogenia o en la respuesta a los tratamientos. Objetivos: Describir los cambios clínicos e inmunológicos asociados al tratamiento con inmunoglobulinas intravenosas (Ig-IV) y rituximab (RTX) en una paciente con un brote grave de NMO y síntesis intratecal de IgG-NMO/AQP-4 que no había respondido a metilprednisolona y recambio plasmático. Métodos: Se analizaron, de forma secuencial en el LCR y en la sangre periférica (SP), las subpoblaciones linfocitarias mediante citometría de flujo multiparamétrica y los IgG-NMO/AQP-4, antes y después del tratamiento con Ig-IV y RTX. Resultados: En el LCR antes del tratamiento, y comparado con la SP, predominaban las células T CD4+ y estaban menos representadas las T CD8+ y las B CD19+. Tras el tratamiento, el porcentaje de células T CD4+ se mantuvo alto, el de T CD8+ aumentó y el de B CD19+ disminuyó, aunque menos que en la SP. Al comparar los LCR se vio que tras la terapia el porcentaje de células T CD8+ memoria efectoras y efectoras había aumentado, y el de células B memoria IgM y el de células B con cambio de isotipos, disminuido. Los cambios observados fueron paralelos a la negativización de los IgG-NMO/AQP-4 y a la mejoría clínica. Conclusiones: Nuestros hallazgos confirman que, además de una respuesta inmunitaria humoral intratecal durante el brote de NMO, subpoblaciones específicas de células B y T participan en la modulación de la inflamación dentro y fuera del sistema nervioso central. Keywords: Neuromyelitis optica, Cerebrospinal fluid, Anti-aquaporin-4 autoantibodies, CD19+ and CD8+ T cell subsets, Palabras clave: Neuromielitis óptica, Líquido cefalorraquídeo, Autoanticuerpos Anti-acuaporina-4, Subclases de células B CD19+ y T CD8+