Přirozené lymfoidní buňky typu 3

Přirozené lymfoidní buňky (ILC, z angl. Innate lymphoid cells) jsou imunitní buňky lymfoidní linie. Díky svým funkcím však spadají do přirozené složky imunitního systému, nikoliv adaptivní. Účastní se přirozených obranných mechanismů na sliznicích. Jsou součástí heterogenní skupiny buněk, která se rozdělují do tří skupin – ILC 1, ILC 2 a ILC 3.[1]

Charakterizace ILC 3

ILC 3 tvoří dvě skupiny buněk – LTi buňky (buňky podporující vznik lymfoidní tkáně), které se uplatňují při vzniku sekundárních lymfoidních orgánů v embryogenezi a buňky označované jako NCR+ILC 3 a NCR−ILC 3 podle toho, jestli exprimují NCR receptor NK buněk, kterým jsou schopny rozpoznat patogenní molekuly. Jsou to buňky produkující cytokiny typické pro Th17 pomocné lymfocyty. Charakteristický znak ILC 3 je exprese transkripčního faktoru RORγt, který potřebují ke svému vývoji a exprese chemokinového receptoru CCR6.[2] Co se týče cytokinové produkce, tato skupina buněk produkuje IL-17 (především IL-17A)[3] a IL-22[4]. Oba tyto cytokiny mohou být ILC 3 produkovány současně, anebo zvlášť, přičemž, pokud je IL-22 produkován samostatně, je to výhradou NCR+ ILC 3[4]. ILC 3 exprimují IL-23R a produkce IL-17 a IL-22 je u nich stimulována IL-23 a IL-1β[5]. Pro ILC 3 je typická exprese transkripčního faktoru RORγt a částečně i Ahr (aryl hydrocarbon receptor), jelikož interakce těchto dvou transkripčních faktorů způsobuje akumulaci ILC 3 a produkci IL-22 ve střevě.[6]

Funkce ILC 3

ILC 3 představují obranu vůči extracelulárním parazitům a podílejí se na udržení střevní homeostáze.[2] Účastní se účinné antimikrobiální obrany díky produkci IL-17 a IL-22. Role IL-22 je u lidí a u myší poněkud rozdílná. U myšího modelu bylo zjištěno, že IL-22 hraje roli při zlepšení průběhu zánětlivého onemocnění střev a obnově epitelu při ztrátě ochranné mucinové bariéry v tlustém střevě.[7][8] U lidí se zánětlivým onemocněním střev ovšem má působení IL-22 vliv na patologický průběh onemocnění.[9] I tak je ale IL-22 důležitý cytokin pro zachování střevní homeostázy. Působení IL-22 pomáhá zesilovat obranu povrchu střevní sliznice při oslabení mucinové vrstvy[8] a jeho schopnost produkovat antimikrobiální látky, jako např. β – defensiny, je silným mechanismem, který se podílí na udržování střevní homeostáze.[10] Nárůst hladiny IL-22 spolu se zvýšenou expresí β – defensinů byl zaznamenán i u zánětlivých kožních onemocnění jako je psoriáza. IL-22, stejně jako IL-17, by se tedy mohl podílet na vzniku těchto kožních onemocnění, jelikož u lidí bez těchto potíží nebyla exprese IL-22 zaregistrována.[11]

Účinky IL-17 a IL-22 se mohou vzájemně doplňovat a spolu stimulují zvýšené množství antimikrobiálních peptidů v místě působení.[12] Podobně jako ILC2, i ILC 3 mají schopnost exprimovat MHC glykoproteinový komplex II. třídy a přivlastňovat si tak funkci antigen prezentujících buněk.[13] ILC ale chybí kostimulační receptory, které jsou nezbytné pro správnou aktivaci a zahájení imunitní odpovědi. Podle všeho ILC naopak tímto způsobem mohou uvádět pomocné T-lymfocyty do stavu anergie. V případě ILC 3 schopnost exprimovat MHC II zřejmě slouží k udržení tolerance vůči komensálním bakteriím ve střevě. Potlačují reakci CD4+ T lymfocytů vůči neškodným a tělu prospěšným střevním bakteriím. Pokud by tato tolerance nebyla zachována, došlo by k rozvoji nežádoucích patologických stavů.[13]

Na druhou stranu, působení IL-23 nebo IL-17 není vždy prospěšné. Vyvolává některá autoimunitní onemocnění, např. roztroušenou sklerózu[14] nebo revmatoidní artritidu[15]. IL-17A cíleně působí na keratinocyty a je hlavním cytokinem způsobujícím patogenezi kožní psoriázy.[16] IL-17A je navíc také exprimován ve zvýšené míře i u pacientů se zánětlivým onemocněním střev.[17]

Buňky podporující vznik lymfoidní tkáně

ILC 3 mohou hrát roli již v prenatálním nastavení odolnosti organismu vůči infekcím. LTi buňky jsou důležité při vzniku a vývoji sekundárních lymfoidních orgánů. Bylo zjištěno, že diferenciace a signalizace LTi buněk je závislá na kyselině retinové (součást vitaminu A). Příjem kyseliny retinové v potravě matkou přímo ovlivňuje vývoj LTi buněk a velikost sekundárních lymfoidních orgánů plodu, což může mít dopad v jeho pozdějším věku.[18] LTi buňky jsou skupina přirozených lymfoidních buněk patřící do hematopoetické lymfoidní linie. Jsou reprezentovány embryonickými LTi buňkami, které jsou důležité pro vytvoření primárních a sekundárních lymfoidních tkání. Další skupinou jsou LTi buňky zodpovědné za homeostazi primárních a sekundárních lymfoidních tkání v dospělosti a regulaci adaptivní imunitní odpovědi.[19]

Charakterizace LTi buněk

LTi buňky jsou IL7+CD45+CD4+ pozitivní, ale negativní pro CD3 marker, exprimující LTαβ.[19][20][21] Kromě toho exprimují i TRANCE molekulu, TNFS14 a TNFα, což jsou ligandy patřící do rodiny faktor nádorové nekrózy (TNF). Exprimují i chemokínové receptory, např. CXCR5, CXCR7 a adhezivní molekuly VLA-4 (známy i jako α4β1), Integrin α4β7 a ICAM-1. LTi buňky jsou pozitivní pro CD25, CD44, CD90, CD117, CD122 a CD132 markery.[22][19]

Vznik LTi buněk

LTi buňky jsou jedny z prvních hematopoetických buněk migrujících do fetálních lymfoidních struktur, sleziny a střeva.[23] Indukují vznik Peyerových plátu a lymfoidní tkáň asociovanou s nosní sliznicí. Jsou derivované z IL-7Rα+ fetálních jaterních progenitorů. Přítomnost transkripčních faktorů Ikaros a proteinu Id2 je nezbytné pro diferenciaci CD45+CD4+CD3- LTi buněk z progenitorů.[24] Další molekulou potřebnou pro správný vývoj LTi buněk je RORγt. Signalizace skrz IL-7 receptor anebo TRANCE receptor jsou důležité pro iniciaci povrchové exprese LTαβ, a tím pro správné fungování LTi buněk.[25][26]

Reference

  1. ↑ Spits, Hergen, et al. "Innate lymphoid cells--a proposal for uniform nomenclature." Nature reviews. Immunology 13.2 (2013): 145
  2. ↑ a b Spits, Hergen, et al. "Innate lymphoid cells--a proposal for uniform nomenclature." Nature reviews. Immunology 13.2 (2013): 145.
  3. ↑ Takatori, Hiroaki, et al. "Lymphoid tissue inducer–like cells are an innate source of IL-17 and IL-22." Journal of Experimental Medicine 206.1 (2009): 35-41.
  4. ↑ a b Cella, Marina, et al. "A human NK cell subset provides an innate source of IL-22 for mucosal immunity." Nature 457.7230 (2009): 722.
  5. ↑ Cella, Marina, Karel Otero, and Marco Colonna. "Expansion of human NK-22 cells with IL-7, IL-2, and IL-1β reveals intrinsic functional plasticity." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.24 (2010): 10961-10966.
  6. ↑ Qiu, Ju, et al. "The aryl hydrocarbon receptor regulates gut immunity through modulation of innate lymphoid cells." Immunity 36.1 (2012): 92-104.
  7. ↑ Sugimoto, Ken, et al. "IL-22 ameliorates intestinal inflammation in a mouse model of ulcerative colitis." The Journal of clinical investigation 118.2 (2008): 534.
  8. ↑ a b Sovran, Bruno, et al. "IL-22-STAT3 pathway plays a key role in the maintenance of ileal homeostasis in mice lacking secreted mucus barrier." Inflammatory bowel diseases 21.3 (2015): 531-542.
  9. ↑ Andoh, Akira, et al. "Interleukin-22, a member of the IL-10 subfamily, induces inflammatory responses in colonic subepithelial myofibroblasts." Gastroenterology 129.3 (2005): 969-984.
  10. ↑ Liang, Spencer C., et al. "Interleukin (IL)-22 and IL-17 are coexpressed by Th17 cells and cooperatively enhance expression of antimicrobial peptides." Journal of Experimental Medicine 203.10 (2006): 2271–2279.
  11. ↑ Wolk, Kerstin, et al. "IL-22 increases the innate immunity of tissues." Immunity 21.2 (2004): 241-254.
  12. ↑ Liang, Spencer C., et al. "Interleukin (IL)-22 and IL-17 are coexpressed by Th17 cells and cooperatively enhance expression of antimicrobial peptides." Journal of Experimental Medicine 203.10 (2006): 2271–2279
  13. ↑ a b Hepworth, Matthew R., et al. "Innate lymphoid cells regulate CD4+ T cell responses to intestinal commensal bacteria." Nature 498.7452 (2013): 113.
  14. ↑ Matusevicius, Dea, et al. "Interleukin-17 mRNA expression in blood and CSF mononuclear cells is augmented in multiple sclerosis." Multiple Sclerosis Journal 5.2 (1999): 101-104
  15. ↑ Ziolkowska, Maria, et al. "High levels of IL-17 in rheumatoid arthritis patients: IL-15 triggers in vitro IL-17 production via cyclosporin A-sensitive mechanism." The Journal of Immunology 164.5 (2000): 2832–2838.
  16. ↑ Lynde, Charles W., et al. "Interleukin 17A: toward a new understanding of psoriasis pathogenesis." Journal of the American Academy of Dermatology 71.1 (2014): 141-150.
  17. ↑ Fujino, S., et al. "Increased expression of interleukin 17 in inflammatory bowel disease." Gut 52.1 (2003): 65-70.
  18. ↑ van de Pavert, Serge A., et al. "Maternal retinoids control type 3 innate lymphoid cells and set the offspring immunity." Nature 508.7494 (2014): 123.
  19. ↑ a b c MEBIUS, R. E.; RENNERT, P.; WEISSMAN, I. L. Developing lymph nodes collect CD4+CD3- LTbeta+ cells that can differentiate to APC, NK cells, and follicular cells but not T or B cells. Immunity. 1997-10, roč. 7, čís. 4, s. 493–504. PMID: 9354470. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 1074-7613. PMID 9354470. 
  20. ↑ CUPEDO, Tom; VONDENHOFF, Mark F. R.; HEEREGRAVE, Edwin J. Presumptive lymph node organizers are differentially represented in developing mesenteric and peripheral nodes. Journal of Immunology (Baltimore, Md.: 1950). 2004-09-01, roč. 173, čís. 5, s. 2968–2975. PMID: 15322155. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 0022-1767. PMID 15322155. 
  21. ↑ YOSHIDA, H.; HONDA, K.; SHINKURA, R. IL-7 receptor alpha+ CD3(-) cells in the embryonic intestine induces the organizing center of Peyer's patches. International Immunology. 1999-5, roč. 11, čís. 5, s. 643–655. PMID: 10330270. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 0953-8178. PMID 10330270. 
  22. ↑ KIM, Mi-Yeon; GASPAL, Fabrina M. C.; WIGGETT, Helen E. CD4(+)CD3(-) accessory cells costimulate primed CD4 T cells through OX40 and CD30 at sites where T cells collaborate with B cells. Immunity. 2003-5, roč. 18, čís. 5, s. 643–654. PMID: 12753741. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 1074-7613. PMID 12753741. 
  23. ↑ YOSHIDA, Hisahiro; NAITO, Asuka; INOUE, Jun-Ichiro. Different cytokines induce surface lymphotoxin-alphabeta on IL-7 receptor-alpha cells that differentially engender lymph nodes and Peyer's patches. Immunity. 2002-12, roč. 17, čís. 6, s. 823–833. PMID: 12479827. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 1074-7613. PMID 12479827. 
  24. ↑ GEORGOPOULOS, K.; BIGBY, M.; WANG, J. H. The Ikaros gene is required for the development of all lymphoid lineages. Cell. 1994-10-07, roč. 79, čís. 1, s. 143–156. PMID: 7923373. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 0092-8674. PMID 7923373. 
  25. ↑ EBERL, Gérard; MARMON, Shana; SUNSHINE, Mary-Jean. An essential function for the nuclear receptor RORgamma(t) in the generation of fetal lymphoid tissue inducer cells. Nature Immunology. 2004-1, roč. 5, čís. 1, s. 64–73. PMID: 14691482. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 1529-2908. DOI 10.1038/ni1022. PMID 14691482. 
  26. ↑ MEBIUS, R. E.; MIYAMOTO, T.; CHRISTENSEN, J. The fetal liver counterpart of adult common lymphoid progenitors gives rise to all lymphoid lineages, CD45+CD4+CD3- cells, as well as macrophages. Journal of Immunology (Baltimore, Md.: 1950). 2001-06-01, roč. 166, čís. 11, s. 6593–6601. PMID: 11359812. Dostupné online [cit. 2019-02-09]. ISSN 0022-1767. PMID 11359812.