Ο ρόλος των πλασμακυτταροειδών δενδριτικών κυττάρων στην επαγωγή ανοχής σε ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα

Abstract

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory autoimmune diseasecharacterized by synovial inflammation, which is orchestrated by both innate andadaptive immune responses. Major hallmarks of autoimmunity in this disease includethe appearance of serum autoantibodies and the persistent activation of self-reactiveCD4+ cells. Although therapeutic strategies targeting cytokines and B or T cells havehad a major clinical impact, disease in many patients remains refractory to currentbiologic interventions, and for patients who show a response to therapy, trueremission associated with reestablishment of immune tolerance is rare. This hasincreased the interest in exploring strategies to reestablish immune tolerance andprovide longterm disease suppression.Dendritic cells (DCs) are professional antigenpresenting cells (APCs) that can induceeither immunity or tolerance. Myeloid DCs and plasmacytoid DCs represent the 2major subsets of DCs, with human plasmacytoid DCs defined asCD45+CD123+CD303+CD11c- cells and myeloid DCs defined asCD45+CD1a+CD11c+CD1c+ cells. Although both subsets exhibit a functionalplasticity in directing T cell responses, current evidence supports a predominant roleof plasmacytoid DCs in the maintenance of tolerance through the expansion/inductionof Treg cells. To date, two major subsets of Treg cells have been described: thymusderivedFoxp3+ Treg cells and adaptive interleukin-10 (IL-10)–producing Treg cells(Tr1 cells) generated in the peripheral blood.The importance of Treg cells in the maintenance of tolerance is highlighted by thedevelopment of spontaneous multiorgan autoimmunity following Treg cell deletion inrodents. In humans, reduced numbers of Treg cells and impaired function of Tregcells have been reported in patients with autoimmune diseases such as rheumatoidarthritis (RA), systemic lupus erythematosus, and multiple sclerosis. The molecularpathways involved in prompting plasmacytoid DCs to promote Treg cell developmentare not fully understood. Expression of the indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO)enzyme by plasmacytoid DCs is thought to play a significant role in plasmacytoidDC–mediated Treg cell induction.Whether human DCs exploit similar mechanisms of Treg cell induction that mightfacilitate reestablishment of tolerance in a disease setting remains to be seen.Cytokine-directed therapy may have an impact on Treg cell function. Thus, Treg cellsin patients with active RA are functionally defective. Anti–tumor necrosis factor α (anti-TNFα) therapy reverses this defect, through conversion of naive T cells intoFoxp3+ Treg cells. Whether therapy may also have an impact on DCs, in terms ofchanging their effects on Treg cells, has not been explored.Herein, we present findings demonstrating that plasmacytoid DCs isolated frompatients with RA whose disease is in remission induce an additional, distinctpopulation of Treg cells, Tr1 regulatory cells, in a manner that is dependent on thepresence of IDO. Unlike the previously described anti-TNFα–induced Treg cells, thispopulation of genuine Tr1 cells does not express Foxp3 but, instead, secretes highlevels of IL-10. Most notably, these cells suppress the proliferation of autologousnaive CD4+ cells, in a dose-dependent manner.Finally, we studied how IL-21 cytokine effects on the function of pDCs, given thatIL-21 is found in high levels at the periphery of autoimmune diseases such assystemic erythematosus lups (SLE). IL-21 is an immunomodulatory cytokine that isimplicated in the pathogenesis of autoimmune diseases, by promoting B cellsdifferentiation, or by affecting Th17 and Tregs function. Dendritic cells are potentialregulators of immune responses, since mature dendritic cells promote autoimmunity,while immature dendritic cells promote tolerance. Thus, we studied the potential ofdendritic cells matured in the presence of IL-21 to affect on the activation andproliferation of naïve T cells.Our results suggest that dendritic cells matured in the presence of IL-21 significantlypromote the proliferation of allogeneic CD4+CD25- T cells, when IL-21 is presentduring the activation of T cells. This increased proliferation correlates well with highlevels of IFN-γ and TNF-α. Together our results highlight the intrinsic ability of pDCsto regulate T cell responses in an autoimmune setting in humans and further supportthe use of pDCs as a potential therapeutic modality for autoimmune diseases andtransplantation.

Η ρευματοειδής αρθρίτιδα (ΡΑ) είναι μία χρόνια, φλεγμονώδης αυτοάνοση νόσος,που χαρακτηρίζεται από φλεγμονή των αρθρικών υμένων, η οποία ενορχηστρώνεταιτόσο από την φυσική όσο και από την ειδική ανοσία. Βασικά χαρακτηριστικά τηςαυτοανοσίας στη νόσο αυτή αποτελούν η παρουσία αυτοαντισωμάτων στον ορό και ησυνεχής ενεργοποίηση αυτοδραστικών CD4+ Τ κυττάρων. Αν και οι θεραπευτικέςμέθοδοι που στοχεύουν κυττοκίνες, Β και Τ κύτταρα έχουν σημαντικό κλινικόαποτέλεσμα, η νόσος σε πολλούς ασθενείς παραμένει ανθεκτική στις τρέχουσεςβιολογικές θεραπείες, και ακόμα και σε ασθενείς που ανταποκρίνονται στη θεραπεία,αληθινή ύφεση με αποκατάσταση της ανοσολογικής ανοχής είναι σπάνια. Αυτό έχειαυξήσει το ενδιαφέρον στην μελέτη νέων μεθόδων για την αποκατάσταση τηςανοσοανοχής, ώστε να επιτευχθεί μακροχρόνια ύφεση της νόσου.Τα δενδριτικά κύτταρα (DCs) είναι επαγγελματικά αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταραπου μπορούν να επάγουν είτε την ανοσολογική απάντηση είτε την ανοχή. Ταμυελοειδή δενδριτικά κύτταρα (mDCs) και τα πλασμακυτταροειδή δενδριτικάκύτταρα (pDCs) αποτελούν τις δύο κύριες υποκατηγορίες των δενδριτικών κυττάρων.Τα ανθρώπινα πλασμακυτταροειδή δενδριτικά χαρακτηρίζονται ωςCD45+CD123+CD303+CD11c- κύτταρα και τα μυελοειδή δενδριτικά ωςCD45+CD1a+CD11c+CD1c+ κύτταρα. Αν και τα δύο υποείδη χαρακτηρίζονται απόλειτουργική ΄΄πλαστικότητα΄΄ στο να κατευθύνουν τις Τ κυτταρικές απαντήσεις,πρόσφατες μελέτες υποστηρίζουν ότι τα πλασμακυτταροειδή δενδριτικά κύτταραπαίζουν έναν ως επί το πλείστον κυρίαρχο ρόλο στην διατήρηση της ανοσοανοχής,μέσω της διεύρυνσης ή/και της επαγωγής των Τ ρυθμιστικών κυττάρων (Tregs).Μέχρι σήμερα, δύο κύρια είδη ρυθμιστικών Τ κυττάρων έχουν περιγραφεί: ταFoxp3+ Treg κύτταρα που προέρχονται από τον θύμο, και τα ειδικά Τreg κύτταραπου παράγουν IL-10 (Tr1 κύτταρα), τα οποία παράγονται στην περιφέρεια.Η σημασία των ρυθμιστικών Τ κυττάρων στην διατήρηση της ανοχής επισημαίνεταιαπό την εμφάνιση αυτόματης, πολυοργανικής αυτοανοσίας, μετά από διαγραφή τωνTregs σε ποντίκια. Στους ανθρώπους, μειωμένα ποσοστά και μειμένηλειτουργικότητα των Tregs έχουν περιγραφεί σε ασθενείς με αυτοάνοσα νοσήματα,όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα (ΡΑ), ο συστηματικός ερυθηματώδης λύκος (ΣΕΛ)και η σκλήρυνση κατά πλάκας. Τα μοριακά σηματοδοτικά μονοπάτια πουεμπλέκονται στον τρόπο με τον οποίο τα πλασμακυτταροειδή δενδριτικά κύτταραεπάγουν ρυθμιστικά Τ κύτταρα δεν είναι πλήρως κατανοητά. Η έκφραση του ενζύμου IDO (2,3 δεοξυγενάση της ινδολεαμίνης) από τα pDCs θεωρείται ότι παίζεισημαντικό ρόλο στην επαγωγή Tregs από τα pDCs.Εάν τα ανθρώπινα pDCs χρησιμοποιούν παρόμοιους μηχανισμούς επαγωγήςρυθμιστικών κυττάρων που να διευκολύνουν την αποκατάσταση της ανοχής σταπλαίσια ενός νοσήματος παραμένει να αποδειχθεί. Οι θεραπείες που στοχεύουν τιςκυττοκίνες πιθανόν να έχουν κάποια επίδραση στην δράση των ρυθμιστικών Τκυττάρων. Έτσι, τα Tregs σε ασθενείς με ενεργό ρευματοειδή αρθρίτιδα είναιλειτουργικά ελαττωματικά. Η θεραπεία με anti-TNFα παράγοντες αναστρέφει αυτότο έλλειμμα, μέσω μετατροπής άωρων Τ κυττάρων σε Foxp3+ T ρυθμιστικά κύτταρα.Εάν η θεραπεία έχει επίπτωση και στα δενδριτικά κύτταρα, τροποποιώντας τιςεπιδράσεις τους στα ρυθμιστικά Τ κύτταρα, παραμένει να αποδειχθεί. Σε αυτήν τηνδιατριβή, παρουσιάζουμε ευρήματα που συνηγορούν στο γεγονός ότιπλασμακυτταροειδή δενδριτικά κύτταρα που έχουν απομονωθεί από ασθενείς μερευματοειδή αρθρίτιδα σε ύφεση, επάγουν έναν επιπλέον, διακριτό πληθυσμόρυθμιστικών κυττάρων, τα Tr1 ρυθμιστικά Τ κύτταρα, και μάλιστα με τρόπο πουεξαρτάται από την παρουσία του ενζύμου IDO. Σε αντίθεση με τα έως τώραπεριγραφέντα Tregs που επάγονται από τις anti-TNFα θεραπείες, αυτός ο πληθυσμόςτων Tr1 ρυθμιστικών κυττάρων δεν εκφράζει τον Foxp3, αλλά εκκρίνει σημαντικάεπίπεδα IL-10 κυττοκίνης. Επιπλέον, τα κύτταρα αυτά καταστέλλουν τονπολλαπλασιασμό αυτόλογων άωρων CD4+ Τ κυττάρων, με δοσο-εξαρτώμενο τρόπο.Τέλος, μελετήσαμε την επίδραση της κυττοκίνης IL-21 στην δράση των pDCs,δεδομένου ότι η IL-21 ανευρίσκεται σε υψηλά επίπεδα σε ασθενείς με αυτοάνοσανοσήματα, όπως ο συστηματικός ερυθηματώδης λύκος. Η ιντερλευκίνη-21 αποτελείμία ανοσοτροποποιητική κυττοκίνη που εμπλέκεται στην παθογένεια αυτοάνοσωννοσημάτων, προάγοντας την διαφοροποίηση των Β λεμφοκυττάρων, ήτροποποιώντας την δράση των Th17 και των ρυθμιστικών T (Treg) κυττάρων. Ταδενδριτικά κύτταρα (DCs) είναι εν δυνάμει ρυθμιστές των ανοσιακών απαντήσεων,καθώς τα ώριμα κύτταρα προάγουν τις αυτοάνοσες απαντήσεις, ενώ τα άωραδενδριτικά προάγουν την ανοσοανοχή.Μελετήθηκε επομένως, η δυναμική των δενδριτικών κυττάρων που έχουν ωριμάσειπαρουσία της IL-21 να επιδρούν στην ενεργοποίηση και τον πολλαπλασιασμό των Τλεμφοκυττάρων. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι τα δενδριτικά κύτταρα πουωρίμανσαν παρουσία της IL-21, προάγουν σημαντικά τον πολλαπλασιασμό τωναλλογενών CD4+CD25- T κυττάρων, όταν η IL-21 είναι παρούσα κατά την διάρκεια της ενεργοποίησης των Τ κυττάρων. Αυτός ο αυξημένος πολλαπλασιασμός των Τλεμφοκυττάρων συνάδει με αυξημένη έκκριση IFN-γ και TNF-α. Συνολικά, τααποτελέσματά μας τονίζουν την ενδογενή ικανότητα των pDCs να ρυθμίζουν τις Τανοσιακές απαντήσεις στα πλαίσια ενός αυτοάνοσου νοσήματος στον άνθρωπο, καιυποστηρίζουν περαιτέρω την χρήση τους ως θεραπευτικό μέσο για τα αυτοάνοσανοσήματα και την μεταμόσχευση.