Emerging Role of Mast Cells as Biological Markers in the Pathogenesis of Infectious Diseases and their Projection in Health Emergencies / Rol Emergente de los Mastocitos como Marcadores Biológicos en la Patogenia de Enfermedades Infecciosas y su Proyección en Emergencias Sanitarias

SUMMARY: Mast cells (MC) are cells of the immune system that regulate cell and tissue homeostasis, are found in low numbers, have an intact plasma membrane, and a cytoplasm with a wide variety of inflammatory chemical mediators. The activation or degranulation of mast cells implies the release of these chemical mediators (interleukins, cytokines, and more), causing tissue actions ranging from the activation of metalloproteinases to the development of anaphylactic hypersensitivity of different degrees, alterations in vascular permeability, and loss of cell homeostasis. This behavior would allow them to act as sentinels responding to pathophysiological processes. During the COVID-19 pandemic, in positive human patients, the available literature reports the presence and degranulation of mast cells in a generalized manner, especially in the respiratory tract. This study aimed to analyze the emerging role of MCs in the pathogenesis of diseases and their projection as biological markers in the treatment of diseases or pandemics. The analysis of human biopsies showed that MCs are observed as cells with diameters between 8 to 20 µm, and in inflamed tissues, degranulation of MCs is observed. The action of MCs degranulation was related to different inflammatory processes of autoimmune diseases. It is concluded that the potential of MC as therapeutic targets and biomarkers could raise new pharmacological targets, as supportive therapy, and possibly of great help in the treatment of future emerging pandemics such as the current monkeypox.

Los mastocitos (MC) son células del sistema inmune que regulan la homeostasis celular y tisular, se encuentran en escasas cantidades, presentan una membrana plasmática íntegra, y un citoplasma con una amplia variedad de mediadores químicos. La activación o degranulación de los mastocitos implica la liberación de estos mediadores químicos (interleuquinas, citoquina y más), provocando acciones tisulares que van desde la activación de metaloproteinasas hasta el desarrollo de hipersensibilidad anafiláctica de distinto grado, provocando la pérdida de la homeostasis celular. Durante la pandemia de la COVID-19, en pacientes humanos positivos, se informa recurrentemente la presencia y degranulación de mastocitos de manera generalizada sobre todo en las vías respiratorias. El análisis de la degranulación de los MCs podría proporcionar información que podría utilizarse en el desarrollo de tratamientos preventivos contra infecciones virales, bacterianas u otros patógenos. Este comportamiento les permitiría actuar como centinelas en respuesta a procesos fisiopatológicos. El objetivo de este trabajo fue analizar el rol emergente de los MCs en la patogenia de enfermedades y su proyección como marcadores biológicos en el tratamiento de enfermedades o pandemias. En análisis de biopsias humanas se muestran que MCs se observan como células con diámetros de entre 8 a 20 µm, en tejidos inflamados se observa degranulación de MCs. Se relacionó el accionar de degranulación de los MCs en diferentes procesos inflamatorios de enfermedades autoinmunes. Se concluye que el potencial de MC como dianas terapéuticas y biomarcadores podrían plantear nuevos objetivos farmacológicos, como terapia de apoyo, y posiblemente de gran ayuda en el tratamiento de futuras pandemias emergentes como la actual viruela del mono.

Anatomical and physiological adaptation of the scrotal artery with muscular reinforcement in the middle layer and connective reinforcement of the adventitia.

The histology of blood vessels shows they are structured in three layers or tunics: tunica intima, which includes the internal limiting lamina with high elastin content; tunica media of smooth muscles fibers of circular disposition, which includes the external limiting lamina; and tunica adventitia of connective tissue. The vascular system is essential in regulating body temperature, especially in the scrotum and testis. This study aimed to analyze the histology of the scrotal arteries and their possible relationship to testicular temperature homeostasis. This study used scrotal samples from human adults, anonymized and obtained from the University of Chile's teaching bank. The control group corresponds to an arteriole of muscle tissue. The results show that the middle layer of the scrotal artery is made up of smooth muscle fibers distributed in two layers: a longitudinal inner sublayer and a circular outer sublayer, different from the findings in muscle tissue arteries, with a single, circularly arranged muscle layer. This arrangement could be related to testicular temperature homeostasis by reducing the temperature of the testis and seminiferous tubules. The results described in this work suggest that these anatomical adaptations may be very significant in the face of the constant increase in global temperature. Further and better research is required to understand the mechanisms of thermoregulation in human reproduction and the histological particularities of the tissues that form the scrotum. RESEARCH HIGHLIGHTS: The human scrotal artery has a histological composition adapted for regulation of testicular temperature. The muscular double middle layer of the scrotal artery retains intravascular temperature.

Humoral and Cellular Immunology in Human Prostate Cancer: Plasma Cells and T and B Lymphocytes / Inmunología Humoral y Celular en el Cáncer de Próstata Humano: Células Plasmáticas y Linfocitos T y B

SUMMARY: In solid and malignant tumors, innate and adaptive immunity are combined in antitumor responses. This study aimed to analyze the activation of plasma cells and the correlation between the infiltration of B and T lymphocytes with the degree of malignancy or Gleason grade in human prostate biopsies diagnosed with cancer. Prostate cancer biopsies were obtained from the Clinical Hospital of Universidad de Chile (n=70), according to the bioethical norms of the institution. Histological sections of 5µm thickness were processed for immunohistochemistry with primary antibodies against BL and total TL (HRP/DAB). Recognition and quantification were performed under a Leica DM750 optical microscope. Microsoft Excel and GraphPad software were used for the statistical study. Correlation coefficient (Pearson) and mean comparison tests (Kruskal-Wallis and Dunn) and p≤ 0.05 were developed. B and T lymphocyte populations were inversely interregulated in prostate cancer (Gleason) (r= -0.46). Their relationship with Gleason grade is variable according to lymphocyte type (LB vs. Gleason r= -0.0.47 and LT vs. Gleason r= -0.21). Histological diagnosis of prostate cancer correlates with a predominance of LT. The malignancy of the pathology correlates with a predominance of LTs, according to the Gleason grade. The increased knowledge of B and T lymphocyte infiltration and plasma cell activation could be used to better target clinical trials on treatments based on immune system responses. Immunotherapy could be a new paradigm to apply better antitumor therapy strategies.

En tumores sólidos y malignos, la inmunidad innata y adaptativa se combinan en respuestas antitumorales. Este estudio tuvo como objetivo analizar la activación de células plasmáticas y la correlación entre la infiltración de linfocitos B y T con el grado de malignidad o grado de Gleason en biopsias de próstata humana diagnosticadas con cáncer. Las biopsias de cáncer de próstata se obtuvieron del Hospital Clínico de la Universidad de Chile (n=70), de acuerdo con las normas bioéticas de la institución. Secciones histológicas de 5 µm de espesor fueron procesadas para inmunohistoquímica con anticuerpos primarios contra LB y LT total (HRP/DAB). El reconocimiento y las cuantificaciones se realizaron bajo un microscopio óptico Leica DM750. Para el estudio estadístico se utilizaron los programas Microsoft Excel y GraphPad. Se desarrollaron pruebas de coeficiente de correlación (Pearson) y comparación de medias (Kruskal-Wallis y Dunn) y p≤ 0.05. Los resultados muestran que las poblaciones de linfocitos B y T están inversamente interreguladas en el cáncer de próstata (r= -0,4578). Su relación con el grado de Gleason es variable según el tipo de linfocito (LB vs Gleason r= -0,47* y LT vs Gleason r= -0,21). Se concluye que la malignidad del cáncer de próstata se correlaciona con un predominio de LT, versus el grado de Gleason. El mayor conocimiento de la infiltración de linfocitos B y T y la activación de células plasmáticas podría aprovecharse para una mejor orientación de ensayos clínicos en tratamientos basados en las respuestas del sistema inmunitario. La inmunoterapia podría ser un nuevo paradigma para aplicar mejores estrategias de terapias antitumorales.

Morphological changes of the cellularity in the prostatic gland from patients with confirmed cancer: Gleason level and presence of eosinophils and mast cells: cellular bioindicators / Cambios morfológicos de la celularidad en la glándula prostática de pacientes con cáncer confirmado: nivel de gleason y presencia de eosinófilos y mastocitos: bioindicadores celulares

The different pathologies of the prostate, involve the presence of a new microenvironment where inflammatory cells are actively recruited. This research explores the presence of mast cells and eosinophils associated with age and the evaluation of prostate cancer progress (Gleason Index). Forty two biopsies of anonymized patients, with confirmed prostate cancer, were used for histological analysis for eosinophils and mast cells and subsequent determination of Gleason index according to age. The results of the histological analyzes show the presence of eosinophils and mast cells in prostate biopsies with confirmed cancer. In the multiple correlation studies, a high correlation was observed between the presence of lymphocytes and the age of the patient diagnosed with prostate cancer, same correlation was observed between the patient's age and higher Gleason Index (Pearson and Spearman p< 0.05). It is concluded that in prostate biopsies from Chilean patients with confirmed cancer, eosinophilia and tissue mastocytosis were observed. Correlation analyzes show a direct correlation between older patients, higher Gleason index and presence of mast cell. Regarding eosinophilia, only a correlation between age and Gleason index was observed Further studies are suggested to determine that the presence of eosinophils and mast cells can be used as early bioindicators of prostate cancer.

Las diferentes patologías de próstata, involucran la presencia de un nuevo microambiente donde las células inflamatorias son activamente reclutadas. La presente investigación explora la presencia de mastocitos y eosinófilos asociadas a la edad y la evaluación del progreso del cáncer de próstata según índice de Gleason. Cuarenta y dos biopsias de pacientes anonimizados, con cáncer prostático confirmados, fueron utilizadas para su análisis histológico para eosinófilos y mastocitos y posterior determinación del índice de Gleason según edad. Los resultados de los análisis histológicos, muestran la presencia de eosinófilos y mastocitos en biopsias de próstata con cáncer confirmado. En los estudios de correlación múltiple, se observó una alta correlación entre la presencia de linfocitos, mastocitos y la edad del paciente diagnosticado con cáncer prostático, igual correlación se observó entre la edad del paciente y mayor índice de Gleason (Pearson y Spearman p<0,05). Se concluyó que en las biopsias de próstata de pacientes chilenos con cáncer confirmado, se observó eosinofilia y mastocitosis tisular. Los análisis de correlación muestran una correlación directa entre pacientes de mayor edad, índice de Gleason más alto y la presencia de mastocitos. Con respecto a la eosinofilia, solo se observó una correlación entre la edad y el índice de Gleason. Se sugieren estudios adicionales para determinar que la presencia de eosinófilos y mastocitos puede usarse como bioindicadores tempranos del cáncer de próstata.