Angiopoietins as biomarkers of disease severity and bacterial burden in pulmonary tuberculosis

Int J Tuberc Lung Dis. 2017 Jan 1;21(1):93-99. doi: 10.5588/ijtld.16.0565.

Abstract

Background: Circulating angiogenic factors of the vascular endothelial growth factor family are important biomarkers of disease severity in pulmonary tuberculosis (PTB). However, the role of angiopoietins, which are also involved in angiogenesis, in PTB is not known.

Objective and design: To examine the association of circulating angiopoietins with TB disease or latent tuberculous infection (LTBI), we examined the systemic levels of angiopoietin (Ang) 1, Ang 2 and Tie-2 receptor in individuals with PTB (n = 44), LTBI (n = 44) or no tuberculous infection (NTBI) (n = 44).

Results: Circulating levels of Ang-1, Ang-2 and Tie-2 were significantly higher in PTB than in individuals with LTBI or NTBI. Moreover, Ang-1, Ang-2 and Tie-2 levels were significantly higher in PTB with bilateral disease. The levels of these factors also exhibited a significant positive relationship with bacterial burdens in PTB. Receiver operating characteristics curve analysis revealed Ang-2 as a marker distinguishing PTB from LTBI or NTBI. Finally, the circulating levels of Ang-1, Ang-2 and Tie-2 were significantly reduced following anti-tuberculosis chemotherapy.

Conclusions: Our data demonstrate that PTB is associated with elevated levels of circulating angiopoietins, possibly reflecting endothelial dysfunction. In addition, Ang-2 could prove useful as a biomarker to monitor disease severity, bacterial burden and therapeutic responses.

CONTEXTE:: Les facteurs circulants angiogéniques de la famille des facteurs de croissance de l’endothélium vasculaire sont d’importants biomarqueurs de gravité de la maladie en cas de tuberculose pulmonaire (TBP). Cependant, le rôle des angiopoiétines (Ang), qui sont également impliquées dans l’angiogenése, dans la TBP n’est pas connu.

OBJECTIF ET SCHÉMA:: Pour étudier l’association des Ang circulantes avec la maladie ou l’infection tuberculeuse latente (LTBI), nous avons examiné les niveaux systémiques des récepteurs de l’Ang-1, de l’Ang-2 et de Tie-2 chez des individus atteints de TBP (n = 44), de LTBI (n = 44) ou sans infection tuberculeuse (NTBI) (n = 44).

RÉSULTATS:: Les taux circulants d’Ang-1, d’Ang-2 et de Tie-2 ont été significativement plus élevés chez les patients atteints de TBP compares aux personnes avec LTBI ou NTBI. Plus encore, les niveaux d’Ang-1, d’Ang-2 et de Tie-2 ont été significativement plus élevés en cas de TBP avec atteinte bilatérale. Les niveaux de ces facteurs ont également démontré une relation positive significative avec la charge bactérienne dans la TBP. L’analyse de la courbe de la fonction d’efficacité du récepteur a révélé que l’Ang-2 était un marqueur distinguant la TBP de la LTBI ou de la NTBI. Enfin, les niveaux circulants d’Ang-1, d’Ang-2 et de Tie-2 ont été significativement réduits aprés chimiothérapie antituberculeuse.

CONCLUSION:: Nos données démontrent donc que la TBP est associée à des niveaux circulants élevés d’Ang, témoignant peut-être d’une dysfonction de l’endothélium. De plus, l’Ang-2 pourrait s’avérer un biomarqueur utile pour suivre la gravité de la maladie, la charge bactérienne et les réponses thérapeutiques.

MARCO DE REFERENCIA:: Los factores angiógenos circulantes, de la familia del factor de crecimiento del endotelio vascular, son importantes biomarcadores de la gravedad de la tuberculosis pulmonar (TBP). Sin embargo, se desconoce el papel que pueden tener en esta enfermedad las angiopoyetinas (Ang) que también participan en la angiogénesis.

OBJETIVO Y MÉTODOS:: Con el objeto de examinar la asociación entre las Ang circulantes y la infección tuberculosa o la enfermedad activa, se evaluaron las concentraciones sistémicas de Ang-1, Ang-2 y del receptor Tie-2 en personas con TBP (n = 44), infección tuberculosa latente (LTBI) (n = 44) o sin infección tuberculosa (NTBI) (n = 44).

RESULTADOS:: Las concentraciones de Ang-1, Ang-2 y Tie 2 circulantes fueron significativamente más altas en las personas con TBP que en las personas con LTBI o NTBI. Además, las concentraciones de Ang-1, Ang-2 y Tie-2 fueron considerablemente mayores en los casos con afectación bilateral. Las concentraciones de estos factores ofrecieron también una correlación positiva con la carga de micobacterias en los casos de TB. Las curvas de eficacia diagnóstica revelaron que la Ang-2 es un marcador que permite distinguir entre la TBP, la LTBI y la NTBI. Por último, las concentraciones de Ang-1, Ang2 y Tie-2 circulantes disminuyeron de manera significativa con la administración del tratamiento antituberculoso.

CONCLUSIÓN:: Los resultados del presente estudio demuestran que la TBP se asocia con altas concentraciones de Ang circulantes, lo cual puede corresponder a una disfunción endotelial. Además, la Ang-2 aparece como un biomarcador útil en la vigilancia de la gravedad de la enfermedad, la carga de micobacterias y la respuesta al tratamiento.

Publication types

  • Research Support, N.I.H., Intramural

MeSH terms

  • Adolescent
  • Adult
  • Angiopoietins / blood*
  • Antitubercular Agents / therapeutic use
  • Biomarkers / blood*
  • Case-Control Studies
  • Female
  • Humans
  • Latent Tuberculosis / blood
  • Latent Tuberculosis / diagnosis
  • Latent Tuberculosis / drug therapy
  • Male
  • Middle Aged
  • Prospective Studies
  • Receptor, TIE-2 / blood
  • Tuberculosis, Pulmonary / blood*
  • Tuberculosis, Pulmonary / diagnosis*
  • Tuberculosis, Pulmonary / drug therapy
  • Vascular Endothelial Growth Factor A / blood
  • Young Adult

Substances

  • Angiopoietins
  • Antitubercular Agents
  • Biomarkers
  • VEGFA protein, human
  • Vascular Endothelial Growth Factor A
  • Receptor, TIE-2