Přirozené lymfoidní buňky typu 2

Přirozené lymfoidní buňky typu 2 (ILC2; z ang. type 2 innate lymphoid cells) jsou typem přirozených lymfoidních buněk. Jsou odvozené z lymfoidních progenitorů, nicméně postrádají antigenní receptory (neexprimují RAG geny), což je hlavní znak buněk adaptivní imunity. Z toho důvodu je řadíme do vrozené části imunitního systému.[1] ILC2 produkují cytokiny Typu II (např. IL-4, IL-5, IL-9, IL-13) a účastní se imunitní odpovědi především proti helmintům, alergenům[2] a některým virům – například viru chřipky.[3]

ILC2 byly poprvé popsány v roce 2001 jako buňky nepatřící mezi B, ani T lymfocyty, produkující IL-5 a IL-13 po stimulaci IL-25 a exprimující MHC třídy II a CD11c.[4] V roce 2006 byla podobná populace buněk popsána ve spojitosti s helmintózou.[5] Označení "ILC2" nebylo použito do roku 2013[6], proto tyto buňky ve starší literatuře nalézáme pod označením přirozené pomocné buňky (natural helper cells)[7], či nuocyty.[6] ILC2 jsou považovány za starší buněčný typ, jehož předkové se objevili u mihulí a kostnatých ryb.[8]

Parazitární infekce

ILC2 hrají zásadní roli v produkci cytokinů Typu II v odpovědi na infekci helminty.[9] Exprimují charakteristické povrchové znaky a receptory pro chemokiny, které se podílejí na distribuci lymfoidních buněk do specifických míst orgánů. Pro svůj vývoj potřebují IL-7, který aktivuje dva potřebné transkripční faktory - RORα a GATA3. Po stimulaci Th2 polarizačními cytokiny, které jsou nejprve sekretované zejména epitelem (např. IL-25, IL-33, TSLP) začínají ILC2 rychle produkovat IL-5, IL-13, IL-9 a IL-4. ILC2 jsou zásadní pro primární odpověď na Th2 antigeny, např. helminty a viry, a proto se ILC2 hojně vyskytují v kůži,[10][11] plicích, játrech a střevech.[12] Bylo zaznamenáno, že ILC2 často pocházejí ze střeva, vstoupí do lymfatického oběhu a poté cirkulují krevním oběhem do ostatních orgánů, aby zde působily proti parazitárním infekcím. Migrace je částečně závislá na Sfingosin-1-fosfátu.[11] Například, během infekce hlísticí Nippostrongylus brasiliensis ILC2 přispívají k odstranění parazitů produkcí nezbytného IL-13.[13] Tento cytokin sekretovaný ILC2 také podporuje migraci aktivovaných dendritických buněk v plicích, které putují do spádové mízní uzliny a aktivují nezkušené pomocné T lymfocyty, které pak diferencují do Th2 lymfocytů.[14]

Infekce respiračními viry

Bylo pozorováno, že dochází k aktivaci ILC2 během respiračních onemocnění způsobených některými viry. Například, během infekce chřipkovým virem A dochází k tvorbě IL-33, jenž aktivuje ILC2 a ty poté řídí hyperreaktivitu dýchacích cest. Dalším příkladem je infekce lidským respiračním syncyálním virem (RSV), během které ILC2 působí zejména časnou produkcí IL-13 a indukují hyperreaktivitu dýchacích cest a zvýšenou produkci muku.[13]

Alergie, atopická dermatitida a astma

ILC2 mají různé role v alergii.[9] Primárně slouží jako zdroj cytokinů Typu II, které se podílejí na přípravě organismu k alergické imunitní odpovědi. Produkují profil signálů v odpovědi na pro-alergenní cytokiny IL-25 a IL-33, které jsou podobné těm, které vznikají v reakci na helmintózu. Jejich přínos k této signalizaci je srovnatelný s T lymfocyty. V plicích po vystavení k antigenu produkují ILC2 cytokin IL-13, který je nezbytný v patogenezi alergických reakcí. Tato odpověď je nezávislá na T a B lymfocytech. Navíc alergické odpovědi, které jsou podobné astmatu, byly indukované u myší, které postrádají T a B lymfocyty, po podání IL-33. Bylo také zjištěno, že ILC2 se vyskytují ve velké koncentraci ve tkáních, které jsou spojené s alergickými symptomy, jako jsou např. nosní polypy pacientů s chronickou rinosinusitidou, či kůží pacientů s atopickou dermatitidou.[15][16][17]

Bariérová funkce

Bylo pozorováno, že ILC2 jsou hojně zastoupeny v lymfoidních klastrech asociovaných s tukovou tkání (Fat-Associated Lymphoid Clusters, FALC) v mezenteriu. IL-5 sekretovaný těmito buňkami je esenciálním růstovým faktorem pro B1 B lymfocyty a taktéž důležitým cytokinem pro produkci protilátek IgA. Kromě cytokinů typu II, ILC2 také produkují IL-6, který indukuje produkci protilátek u B lymfocytů, působí jako růstový faktor pro plazmatické buňky a přispívá k regulaci folikulárních pomocných T buněk.[18]

ILC2 se také vyskytují ve FALC pleurální dutiny. Po stimulaci prostřednictvím IL-33 během infekce, ILC2 produkují IL-5, který aktivuje B1 B lymfocyty k produkci protilátek IgM.[19] ILC2 jsou hlavní populací ILC v plicích. Produkcí IL-13 mohou iniciovat kontrakci hladkých svalů a sekreci muku, ale také způsobit hyperplazii pohárkových buněk, pokud je IL-13 produkován v nadbytku. Navíc, ILC2 přispívají hojení plicní tkáně po infekci například virem chřipky produkcí amfiregulinu. Kromě plicní tkáně, ILC2 mohou být také nalezeny v nosní dutině a mandlích.[13]

Homeostáza tukové tkáně

ILC2 jsou nezbytné pro udržení homeostázy zdravé tukové tkáně. ILC2 vyskytující se ve viscerální tukové tkáni po dlouhodobém vystavení IL-33 produkují IL-5, IL-13 a methionin-enkefalin. IL-5 sekretovaný ILC2 v tukové tkáni je zásadní pro nábor a udržení eozinofilů. Navíc, produkce IL-13 a IL-4 ILC2 a eozinofily podporuje udržení fenotypu alternativně aktivovaných makrofágů (M2 makrofágů) a homeostázu metabolismu glukózy.[18]

Výzkum odhalil dysregulované odpovědi ILC2 v tukové tkáni jako faktor ve vývoji obezity u myší, protože ILC2 také hrají důležitou roli v energetické homeostáze. Methionin-enkefalin produkovaný ILC2 působí přímo na adipocyty, u kterých zvyšuje expresi UCP1 (Uncoupling protein 1). Takto dochází k béžovění adipocytů bílé tukové tkáně.[20] Béžová a hnědá tuková tkáň je specializovaná na termogenezi.[18] Proces béžovění adipocytů vede k zvýšenému výdeji energie a tím ke snížení adipozity.[20]  

Reference

  1. ↑ SPITS, Hergen; CUPEDO, Tom. Innate Lymphoid Cells: Emerging Insights in Development, Lineage Relationships, and Function. Annual Review of Immunology. 2012-04-23, roč. 30, čís. 1, s. 647–675. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. ISSN 0732-0582. DOI 10.1146/annurev-immunol-020711-075053. (anglicky) 
  2. ↑ Airway innate lymphoid cells in the induction and regulation of allergy. Allergology International. 2019-01-01, roč. 68, čís. 1, s. 9–16. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1323-8930. DOI 10.1016/j.alit.2018.11.001. (anglicky) 
  3. ↑ MONTICELLI, Laurel A.; SONNENBERG, Gregory F.; ABT, Michael C. Innate lymphoid cells promote lung tissue homeostasis following acute influenza virus infection. Nature immunology. 2011-11, roč. 12, čís. 11, s. 1045–1054. PMID 21946417 PMCID: PMC3320042. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1529-2908. DOI 10.1031/ni.2131. PMID 21946417. 
  4. ↑ FORT, Madeline M.; CHEUNG, Jeanne; YEN, David. IL-25 Induces IL-4, IL-5, and IL-13 and Th2-Associated Pathologies In Vivo. Immunity. 2001-12-01, roč. 15, čís. 6, s. 985–995. PMID 11754819. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1074-7613. DOI 10.1016/S1074-7613(01)00243-6. PMID 11754819. (English) 
  5. ↑ FALLON, Padraic G.; BALLANTYNE, Sarah J.; MANGAN, Niamh E. Identification of an interleukin (IL)-25–dependent cell population that provides IL-4, IL-5, and IL-13 at the onset of helminth expulsion. The Journal of Experimental Medicine. 2006-04-17, roč. 203, čís. 4, s. 1105–1116. PMID 16606668 PMCID: PMC2118283. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 0022-1007. DOI 10.1084/jem.20051615. PMID 16606668. 
  6. ↑ a b LUND, Sean; WALFORD, Hannah H.; DOHERTY, Taylor A. Type 2 Innate Lymphoid Cells in Allergic Disease. Current Immunology Reviews. 2013-11, roč. 9, čís. 4, s. 214–221. PMID 24876829 PMCID: PMC4033554. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1573-3955. DOI 10.2174/1573395510666140304235916. PMID 24876829. 
  7. ↑ MORO, Kazuyo; YAMADA, Taketo; TANABE, Masanobu. Innate production of T H 2 cytokines by adipose tissue-associated c-Kit + Sca-1 + lymphoid cells. Nature. 2010-01, roč. 463, čís. 7280, s. 540–544. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/nature08636. (anglicky) 
  8. ↑ VIVIER, Eric; VAN DE PAVERT, Serge A; COOPER, Max D. The evolution of innate lymphoid cells. Nature immunology. 2016-06-21, roč. 17, čís. 7, s. 790–794. PMID 27328009 PMCID: PMC5287353. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1529-2908. DOI 10.1038/ni.3459. PMID 27328009. 
  9. ↑ a b HALIM, Timotheus Y.F.; STEER, Catherine A.; MATHÄ, Laura. Group 2 Innate Lymphoid Cells Are Critical for the Initiation of Adaptive T Helper 2 Cell-Mediated Allergic Lung Inflammation. Immunity. 2014-3, roč. 40, čís. 3, s. 425–435. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. DOI 10.1016/j.immuni.2014.01.011. (anglicky) 
  10. ↑ WENINGER, Wolfgang; GROS, Graham Le; GRIMBALDESTON, Michele A. Cutaneous immunosurveillance and regulation of inflammation by group 2 innate lymphoid cells. Nature Immunology. 2013-06, roč. 14, čís. 6, s. 564–573. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. ISSN 1529-2916. DOI 10.1038/ni.2584. (anglicky) 
  11. ↑ a b FAN, Hui; WANG, Aiyun; WANG, Yuan. Innate Lymphoid Cells: Regulators of Gut Barrier Function and Immune Homeostasis. Journal of Immunology Research. 2019-12-20, roč. 2019. PMID 31930146 PMCID: PMC6942837. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 2314-8861. DOI 10.1155/2019/2525984. PMID 31930146. 
  12. ↑ MCKENZIE, Andrew N. J.; JOLIN, Helen E.; PANNELL, Richard. Nuocytes represent a new innate effector leukocyte that mediates type-2 immunity. Nature. 2010-07, roč. 464, čís. 7293, s. 1367–1370. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/nature08900. (anglicky) 
  13. ↑ a b c MINDT, Barbara C.; FRITZ, Jörg H.; DUERR, Claudia U. Group 2 Innate Lymphoid Cells in Pulmonary Immunity and Tissue Homeostasis. Frontiers in Immunology. 2018-04-30, roč. 9. PMID 29760695 PMCID: PMC5937028. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1664-3224. DOI 10.3389/fimmu.2018.00840. PMID 29760695. 
  14. ↑ HALIM, Timotheus Y.F.; STEER, Catherine A.; MATHÄ, Laura. Group 2 Innate Lymphoid Cells Are Critical for the Initiation of Adaptive T Helper 2 Cell-Mediated Allergic Lung Inflammation. Immunity. 2014-03-20, roč. 40, čís. 3, s. 425–435. PMID 24613091 PMCID: PMC4210641. Dostupné online [cit. 2020-09-02]. ISSN 1074-7613. DOI 10.1016/j.immuni.2014.01.011. PMID 24613091. 
  15. ↑ KIM, B. S.; SIRACUSA, M. C.; SAENZ, S. A. TSLP Elicits IL-33-Independent Innate Lymphoid Cell Responses to Promote Skin Inflammation. Science Translational Medicine. 2013-01-30, roč. 5, čís. 170, s. 170ra16–170ra16. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. ISSN 1946-6234. DOI 10.1126/scitranslmed.3005374. (anglicky) 
  16. ↑ OBOKI, Keisuke; NAKAE, Susumu; MATSUMOTO, Kenji. IL-33 and Airway Inflammation. Allergy, Asthma and Immunology Research. 2011, roč. 3, čís. 2, s. 81. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. ISSN 2092-7355. DOI 10.4168/aair.2011.3.2.81. (anglicky) 
  17. ↑ KONDO, Hidehiko; ICHIKAWA, Yoshiaki; IMOKAWA, Genji. Percutaneous sensitization with allergens through barrier-disrupted skin elicits a Th2-dominant cytokine response. European Journal of Immunology. 1998-3, roč. 28, čís. 3, s. 769–779. Dostupné online [cit. 2019-06-30]. ISSN 0014-2980. DOI 10.1002/(SICI)1521-4141(199803)28:033.0.CO;2-H. (anglicky) 
  18. ↑ a b c BÉNÉZECH, Cécile; JACKSON-JONES, Lucy Helen. ILC2 Orchestration of Local Immune Function in Adipose Tissue. Frontiers in Immunology. 2019, roč. 10. Dostupné online [cit. 2020-09-08]. ISSN 1664-3224. DOI 10.3389/fimmu.2019.00171. (English) 
  19. ↑ JACKSON-JONES, Lucy H.; DUNCAN, Sheelagh M.; MAGALHAES, Marlène S. Fat-associated lymphoid clusters control local IgM secretion during pleural infection and lung inflammation. Nature Communications. 2016-09-01, roč. 7, čís. 1, s. 12651. Dostupné online [cit. 2020-09-08]. ISSN 2041-1723. DOI 10.1038/ncomms12651. (anglicky) 
  20. ↑ a b BRESTOFF, Jonathan R.; KIM, Brian S.; SAENZ, Steven A. Group 2 innate lymphoid cells promote beiging of white adipose tissue and limit obesity. Nature. 2015-03, roč. 519, čís. 7542, s. 242–246. Dostupné online [cit. 2020-09-08]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/nature14115. (anglicky)