Accumulation of T cells and macrophages in atherosclerotic plaques and the formation of antibodies directed against plaque proteins suggests that adaptive immunity contributes to the development of atherosclerosis. The contribution of Th1 and Th2 helper cell subsets to atherogenesis was studied in a murine model by interbreeding apolipoprotein E-deficient (apoE(-/-)) mice with mice deficient in key cytokines that drive either Th1 responses [interleukin (IL)-12] or Th2 responses (IL-4). Compared to apoE(-/-) mice, apoE(-/-)/IL-12(-/-) mice had a 52% reduction in plaque area in the aortic root at 30 weeks of age (P < 0.001). ApoE(-/-)/IL-4(-/-) mice had a 27% reduction in plaque area compared to apoE(-/-) mice (P < 0.05) at 30 weeks of age, but their plaques were significantly larger than in apoE(-/-)/IL-12(-/-) mice at this stage (P < 0.05). By 45 weeks of age, there were no significant differences in lesion sizes in the aortic root between the strains, however apoE(-/-)/IL-4(-/-) mice showed a 58% and 64% decrease in disease in their aortic arch compared to apoE(-/-) (P < 0.05) and apoE(-/-)/IL-12(-/-) (P < 0.05) mice, respectively, and a 78% decrease in thoracic lesions compared to apoE(-/-)/IL-12(-/-) (P < 0.05). This suggests that both Th1 and Th2 cytokines play roles throughout the development of atherosclerosis in various vascular sites in apoE(-/-) mice.

To determine whether continuous veno-venous hemofiltration with dialysis leads to extraction of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and interleukin-1 beta (IL-1 beta) from the circulation of critically ill patients with sepsis and acute renal failure and to quantitate the clearance and removal rates of these cytokines and their effect on serum cytokine concentrations.Prospective, controlled study of TNF-alpha IL-1 beta extraction by continuous veno-venous hemofiltration with dialysis in patients with septic acute renal failure.Intensive care unit of a tertiary institution.Eighteen critically ill patients with sepsis and acute renal failure. Control group of six patients experiencing an acute illness while undergoing chronic hemodialysis.Collection of blood samples before continuous veno-venous hemofiltration with hemodialysis. Simultaneous collection of prefilter blood and ultradiafiltrate after 4 and 24 hrs of treatment.TNF-alpha and IL-1 beta concentrations were measured in blood and ultradiafiltrate. Their clearances and daily extraction were calculated and compared with a control group. TNF-alpha was detected in 66.6% of serum samples of patients with septic acute renal failure; IL-1 beta was detected in 55% of patients' sera samples. Both TNF-alpha and IL-1 beta were cleared by the hemofilter during continuous veno-venous hemofiltration with dialysis. The mean clearance for TNF-alpha was 30.7 L/day (95% confidence interval 22.4 to 39) with a daily mean excretion of 14.1 micrograms (95% confidence interval 1.7 to 26.5). Mean IL-1 beta clearance was 36.1 L/day (95% confidence interval 25.4 to 46.8) equivalent to a mean daily IL-1 beta excretion of 1 microgram (95% confidence interval 0.9 to 1.1). No measurable concentrations of TNF-alpha or IL-1 beta were found in the serum or ultrafiltrate specimens of control patients.These findings demonstrate that continuous veno-venous hemofiltration with dialysis can remove both TNF-alpha and IL-1 beta from the circulation of septic, critically ill patients. This cytokine extraction may prove to be of benefit in attenuating the progression of multiple organ dysfunction in patients with sepsis-associated renal failure, who are receiving continuous veno-venous hemofiltration with dialysis. This potential benefit of existing hemofiltration therapies supports their preferential implementation in patients with renal failure associated with severe sepsis. These observations may stimulate the modification of filtration membrane design seeking to specifically augment the clearance from the circulation of a variety of such cytokines.

Rationale: Aggravated atherosclerosis in B lymphocyte-deficient chimeric mice and reduced atherosclerosis after transfer of unfractionated spleen B lymphocytes into splenectomized mice have led to the widely held notion that B lymphocytes are atheroprotective. However, B lymphocytes can be pathogenic, because their depletion by anti-CD20 antibody ameliorated atherosclerosis, and transfer of B2 lymphocytes aggravated atherosclerosis. These observations raise the question of the identity of the atheroprotective B-lymphocyte population. Objective: The purpose of the study was to identify an atheroprotective B-lymphocyte subset and mechanisms by which they confer atheroprotection. Methods and Results: Splenectomy of apolipoprotein E–deficient mice selectively reduced peritoneal B1a lymphocytes, plasma IgM, and oxidized low-density lipoprotein IgM levels and lesion IgM deposits. These reductions were accompanied by increased oil red O–stained atherosclerotic lesions and increased necrotic cores, oxidized low-density lipoproteins, and apoptotic cells in lesions. Plasma lipids, body weight, collagen, and smooth muscle content were unaffected. Transfer of B1a lymphocytes into splenectomized mice increased peritoneal B1a lymphocytes; restored plasma IgM, oxidized low-density lipoprotein IgM levels, and lesion IgM deposits; and potently attenuated atherosclerotic lesions, with reduced lesion necrotic cores, oxidized low-density lipoprotein, and apoptotic cells. In contrast, transfer of B1a lymphocytes that cannot secrete IgM failed to protect against atherosclerosis development in splenectomized mice despite reconstitution in the peritoneum. Conclusions: B1a lymphocytes are an atheroprotective B-lymphocyte population. Our data suggest that natural IgM secreted by these lymphocytes offers protection by depositing IgM in atherosclerotic lesions, which reduces the necrotic cores of lesions.

Abstract Atherosclerosis is a chronic inflammatory arterial disease characterized by focal accumulation of lipid and inflammatory cells. It is the number one cause of deaths in the Western world because of its complications of heart attacks and strokes. Statins are effective in only approximately one third of patients, underscoring the urgent need for additional therapies. B cells that accumulate in atherosclerotic lesions and the aortic adventitia of humans and mice are considered to protect against atherosclerosis development. Unexpectedly, we found that selective B cell depletion in apolipoprotein E-deficient (ApoE−/−) mice using a well-characterized mAb to mouse CD20 reduced atherosclerosis development and progression without affecting the hyperlipidemia imposed by a high-fat diet. Adoptive transfer of 5 × 106 or 5 × 107 conventional B2 B cells but not 5 × 106 B1 B cells to a lymphocyte-deficient ApoE−/− Rag-2−/− common cytokine receptor γ-chain–deficient mouse that was fed a high-fat diet augmented atherosclerosis by 72%. Transfer of 5 × 106 B2 B cells to an ApoE−/− mouse deficient only in B cells aggravated atherosclerosis by &gt;300%. Our findings provide compelling evidence for the hitherto unrecognized proatherogenic role of conventional B2 cells. The data indicate that B2 cells can potently promote atherosclerosis development entirely on their own in the total absence of all other lymphocyte populations. Additionally, these B2 cells can also significantly augment atherosclerosis development in the presence of T cells and all other lymphocyte populations. Our findings raise the prospect of B cell depletion as a therapeutic approach to inhibit atherosclerosis development and progression in humans.

Heart attacks and strokes, leading causes of deaths globally, arise from thrombotic occlusion of ruptured vulnerable atherosclerotic plaques characterized by abundant apoptosis, large necrotic cores derived from inefficient apoptotic cell clearance, thin fibrous caps, and focal inflammation. The genesis of apoptosis and necrotic cores in these vulnerable atherosclerotic plaques remains unknown. Cytotoxic CD8(+) T lymphocytes represent up to 50% of leukocytes in advanced human plaques and dominate early immune responses in mouse lesions, yet their role in atherosclerosis also remains unresolved.CD8(+) T-lymphocyte depletion by CD8α or CD8β monoclonal antibody in apolipoprotein E-deficient mice fed a high-fat diet ameliorated atherosclerosis by reducing lipid and macrophage accumulation, apoptosis, necrotic cores, and monocyte chemoattractant protein 1, interleukin 1β, interferon γ, and vascular cell adhesion molecule 1. Transfer of CD8(+) T cells into lymphocyte-deficient, apolipoprotein E-deficient mice partially reconstituted CD8(+) T cells in lymphoid compartments and was associated with CD8(+) T-cell infiltration in lesions, increased lipid and macrophage accumulation, apoptotic cells, necrotic cores, and interleukin 1β in atherosclerotic lesions. Transfer of CD8(+) T cells deficient in perforin, granzyme B, or tumor necrosis factor α but not interferon γ failed to increase atherosclerotic lesions despite partial reconstitution in the lymphoid system and the presence in atherosclerotic lesions. Macrophages, smooth muscle cells, and endothelial cells were identified as apoptotic targets.We conclude that CD8(+) T lymphocytes promote the development of vulnerable atherosclerotic plaques by perforin- and granzyme B-mediated apoptosis of macrophages, smooth muscle cells, and endothelial cells that, in turn, leads to necrotic core formation and further augments inflammation by tumor necrosis factor α secretion.

Clinical hypertension is associated with raised serum IgG antibodies. However, whether antibodies are causative agents in hypertension remains unknown. We investigated whether hypertension in mice is associated with B-cell activation and IgG production and moreover whether B-cell/IgG deficiency affords protection against hypertension and vascular remodeling. Angiotensin II (Ang II) infusion (0.7 mg/kg per day; 28 days) was associated with (1) a 25% increase in the proportion of splenic B cells expressing the activation marker CD86, (2) an 80% increase in splenic plasma cell numbers, (3) a 500% increase in circulating IgG, and (4) marked IgG accumulation in the aortic adventitia. In B-cell–activating factor receptor–deficient (BAFF-R −/− ) mice, which lack mature B cells, there was no evidence of Ang II–induced increases in serum IgG. Furthermore, the hypertensive response to Ang II was attenuated in BAFF-R −/− (Δ30±4 mm Hg) relative to wild-type (Δ41±5 mm Hg) mice, and this response was rescued by B-cell transfer. BAFF-R −/− mice displayed reduced IgG accumulation in the aorta, which was associated with 80% fewer aortic macrophages and a 70% reduction in transforming growth factor-β expression. BAFF-R −/− mice were also protected from Ang II–induced collagen deposition and aortic stiffening (assessed by pulse wave velocity analysis). Finally, like BAFF-R deficiency, pharmacological depletion of B cells with an anti-CD20 antibody attenuated Ang II–induced hypertension by ≈35%. Hence, these studies demonstrate that B cells/IgGs are crucial for the development of Ang II–induced hypertension and vessel remodeling in mice. Thus, B-cell–targeted therapies—currently used for autoimmune diseases—may hold promise as future treatments for hypertension.