“The spectrum of cutaneous manifestations in canine leishmaniosis: insights into diagnosis and immune responses

Abstract

La variació clínica observada en la leishmaniosi canina ( CanL ) està determinada per una resposta immunitària variable contra la infecció. La resposta immune específica mediada per cèl·lules T s'associa amb el control de la proliferació de paràsits i la progressió de la malaltia. No obstant això, el paper de la resposta immune innata a l'hora d'instruir la polarització de la resposta cel·lular no ha de ser ignorada. La dermatitis papular, que en una àrea endèmica és considerada una manifestació típica de CanL , és la forma cutània més suau de la malaltia. La hipòtesi d'aquesta tesi doctoral va ser que els gossos amb dermatitis papular com a única manifestació clínica eren gossos amb una resposta immunitària innata i adaptativa diferenciada capaç de controlar la progressió de la malaltia en comparació amb gossos amb manifestacions cutànies més severes. També es va hipotitzar que la reacció positiva de a la prova de la leishmanina (LST) en gossos resistents era histoimmunològicament similar a la dermatitis papular . L' última hipòtesi va ser que la dermatitis papular pot ser més freqüent en les races conegudes per ser resistents a la infecció per Leishmania . Els estudis escrits presentats a la present tesi doctoral van mostrar que la dermatitis papular presentava una clínica homogènia caracteritzada per la presència de pápulas, amb l’aspecte de volcà, amb un marge eritematós en gossos joves. Característicament, els gossos afligits únicament amb aquesta malaltia no van presentar anomalies clinicopatològiques indicatives de severitat de la malaltia enfront als gossos amb manifestacions cutànies més severes (capítols 4 , 5 i 7 ) . En aquesta tesi doctoral es van trobar nous resultats diagnòstics sobre la dermatitis papular canina . Examen citològic la prova de la reacció en cadena quantitativa de la polimerasa (PCR ) sobre les citologies va permetre la confirmació de la naturalesa infecciosa de les papules en la majoria dels casos, la qual cosa suggereix que aquesta tècnica és una eina prometedora pel diagnòstic (capítol 5 ). A més, els estudis histopatològics demostren que les lesions papulars eren caracteritzada per una dermatitis piogranulomatosa i nodular amb formació de granulomes amb baixa càrrega de paràsits demostrada mitjançant la qPCR específica per Leishmnia . D'altra banda, la pell d'aspecte normal dels gossos amb dermatitis papular presentava una densitat de paràsits inferior amb menys freqüència d’inflamació que la pell d'aspecte normal de gossos malalts més greus (capítols 3 i 4 ) . Els capítols 4, 5 i 6 varen recolzar els resultats immunològics adaptatius descrits anteriorment a la literatura per a la dermatitis papular i la leishmaniosi en estadi I. De fet, es va documentar una resposta immune humoral baixa o absent en gossos amb dermatitis papular, mentre que es van trobar alts nivells d'anticossos en gossos amb dermatitis ulcerativa exfoliativa . A més, els gossos amb dermatitis papular mostraven una resposta immune mediada per cèl·lules predominant caracteritzada per reaccions positives a la LST. No obstant això, aquesta tesi doctoral va descriure per primera vegada una alta producció de IFN-γ en sang en gossos amb dermatitis papular mentre es va trobar una immunitat mediada per cèl·lules absents o reduïda en gossos amb manifestacions cutànies més greus (capítols 5 i 6 ). A més, es va determinar una associació lleugera entre la LST, la producció d'IFN-γ i la dermatitis papular (capítol 5 ) . La dermatitis papular va ser diagnosticada amb més freqüència en els gossos de raça ca eivissenc (capítol 5). L' estudi descrit en el capítol 6 va demostrar un patró diferent de l'expressió dels gens immunitaris a la pell de gossos amb dermatitis papular i leishmaniosi en estadi I en comparació amb gossos malalts més greus . Les papules es van caracteritzar per una major transcripció de TLR2 , TLR4, IL-10 i IFN - mentre que l atranscripció TLR7 va ser reduïda i la transcripció de PD-L1 era similar en comparació amb lesions cutànies més severse. D'altra banda, la pell normal de gossos amb dermatitis papular presentava una menor expressió de TLR2, TLR7, IL-10, IFN - i PD-L1 que els gossos malalts més severs mentre que la transcripció TLR4 era similar entre els dos grups . Tot i que el patró histològic de nodular a difus amb formació de granulomes no es va observar en les reaccions positives LST, l’ anàlisi de l'expressió dels mateixos gens immunes van mostrar un patró similar d'expressió com el que es va trobar en pàpules (capítols s 7 i 8 ) . En conclusió, aquesta tesi doctoral va demostrar que els gossos amb dermatitis papular i estadi I de la leishmaniosi presentaven una resposta immune innata i adaptativa distintives, així com característiques clinicopatològiques i parasitològiques en comparació amb gossos malalts més greus que els protegeix contra la proliferació de paràsits i la progressió de la malaltia. A més, es va demostrar una resposta immune local similar entre lesions papulars i reaccions positives LST de gossos resistents , suggerint les reaccions positives a la LST com a substitut de lesions cutànies en gossos amb immunitat protectora. A més, la major freqüència de la dermatitis papular en els joves gossos de raça ca eivissenc suggereix que el fons immunològic dels gossos resistents els predisposa al desenvolupament de la dermatitis papular com a sola manifestació de la infecció per Leishmania .

The clinical variation observed in canine leishmaniosis (CanL) is determined by a variable immune response against the infection. Effective T helper 1 specific immune response is associated with control of parasite proliferation and disease progression. However, the role of innate immune response in instructing the polarization of the T helper response should not be ignored. Papular dermatitis, which in an endemic area is considered one typical manifestation of CanL, is the mildest cutaneous form of the disease. The hypothesis of this doctoral thesis was that dogs with papular dermatitis as the sole clinical manifestation were dogs with a distinctive innate and adaptive immune response able to control disease progression in comparison with dogs with more severe cutaneous manifestations. It was also hypothesized that leishmanin skin test (LST) positive reaction in resistant dogs was histoimmunologically similar to papular dermatitis. The last hypothesis was that papular dermatitis may be more common in breeds known to be resistant to Leishmania infection. Descriptive studies presented in the present doctoral thesis showed that papular dermatitis presented homogeneous clinicopathological pattern being the presence of papules, with the “volcanic” appearance, on sparsely haired skin in young dogs the most distinctive feature. Characteristically, dogs solely afflicted with this condition did not present clinicopathological abnormalities indicative of disease severity opposite with findings encountered in dogs with more severe cutaneous manifestations (chapters 4, 5 and 7). In this doctoral thesis, new diagnostic results on canine papular dermatitis were found. Cytological examination with Leishmania-specific quantitative polymerase chain reaction (qPCR) on stained smears permitted the confirmation of the infectious nature of the papules in the majority of cases suggesting this combination technique as a promising diagnostic tool (chapter 5). Moreover, the histopathological studies showed that papular lesions were characterized by a nodular to diffuse pyogranulomatous dermatitis and granuloma formation with low parasite load demonstrated by means of Leishmania-specific qPCR. Moreover, normal-looking skin of dogs with papular dermatitis was less frequently inflamed and presented a lower parasite density than normal-looking skin of more severe sick dogs (chapters 3 and 4). Chapters 4, 5 and 6 supported the adaptive immunological findings described previously in the literature for papular dermatitis and stage I leishmaniosis. In fact, a low or absent humoral immune response was documented in dogs with papular dermatitis while high antibody levels were found in dogs with exfoliative-ulcerative dermatitis. In addition, dogs with papular dermatitis showed a predominant cell-mediated immune response characterized by positive LST positive reactions. However, this doctoral thesis described for the first time, a high blood parasite specific IFN-γ production in dogs with papular dermatitis while an absent or reduced cell mediated immunity was found in dogs with more severe cutaneous manifestations (chapters 5 and 6). In addition, a significant slight agreement between LST, IFN-γ production and papular dermatitis was originally documented (chapter 5). Papular dermatitis was more frequently diagnosed in young Ibizan hounds than in dogs belonging to other breeds in chapter 5. The study described in chapter 6 demonstrated a distinct pattern of immune genes’ expression in the skin of dogs with papular dermatitis and stage I leishmaniosis compared with more severe sick dogs. Papules were characterized by higher TLR2, TLR4, IL-10 and IFN- transcripts whereas TLR7 was downregulated and PD-L1 transcript was similar in comparison with more severe cutaneous lesions. On the other hand, normal-looking skin from dogs with papular dermatitis presented lower expression of TLR2, TLR7, IL-10, IFN- and PD-L1 than more severe sick dogs whereas TLR4 transcript was similar among both groups. Although the nodular to diffuse pattern with granuloma formation was not observed in LST positive reactions, the analysis of the expression of the same immune genes showed a similar pattern of expression as found in papules (chapters 7 and 8). In conclusion, this doctoral thesis demonstrated that dogs with papular dermatitis and stage I leishmaniosis presented a distinctive innate and adaptive immune response as well as clinicopathological and parasitological features when compared with more severe sick dogs that protects them against parasite proliferation and disease progression. In addition, a similar local immune response between papular lesions and LST positive reactions from resistant dogs was demonstrated, suggesting LST positive reactions as a surrogate of cutaneous lesions in dogs with a protective immunity. Furthermore, the higher frequency of papular dermatitis in young Ibizan hounds, suggests that the immunologic background of resistant dogs predisposes them to the development of papular dermatitis as the sole clinical sign of Leishmania infection.