33
Rola limfocytów regulatorowych (Treg) w doœwiadczalnym
autoimmunizacyjnym zapaleniu OUN
The role of regulatory T cells (Tregs) in experimental autoimmune
inflammation in the CNS
1Klinika Neurologii i Epileptologii z Oddzia³em Udarowym, Uniwersytet Medyczny w £odzi
2Oddzia³ Kliniczny Propedeutyki Neurologicznej z Pododdzia³em Udarowym, Uniwersytet Medyczny w £odzi
Adres do korespondencji: Prof. dr hab. n. med. Andrzej G³¹biñski, Oddzia³ Kliniczny Propedeutyki Neurologicznej z Pododdzia³em Udarowym, Uniwersytet Medyczny w £odzi, ul. Pabianicka 62, 93-513 £ódŸ, e-mail: aglabinski@poczta.onet.pl
Praca finansowana z grantu MNiSW nr 263/6. PR UE/2006/7
R Reecceeiivveedd:: 01.07.2008 A Acccceepptteedd:: 01.07.2008 P Puubblliisshheedd:: 30.09.2008
S
Sttrreesszzcczzeen
niiee
Regulacja odpowiedzi immunologicznej w stosunku do ró¿nego rodzaju antygenów mo¿e zachodziæ na po-ziomach centralnym i obwodowym. Bior¹ w niej udzia³ m.in. limfocyty regulatorowe (Treg). Istniej¹ dwie teo-rie wyjaœniaj¹ce mechanizm dzia³ania komórek regulatorowych na komórki efektorowe podczas odpowiedzi immunologicznej. Pierwsza mówi, ¿e aby komórki regulatorowe by³y w stanie hamowaæ proliferacjê komórek efektorowych, musi dojœæ do ich bezpoœredniego kontaktu. Obecnie proponuje siê tak¿e wystêpowanie po-œredniego mechanizmu interakcji komórek regulatorowych z komórkami efektorowymi za poœrednictwem me-diatorów. Limfocyty regulatorowe wykazuj¹ sta³¹ ekspresjê markerów CD4, CD25 i Foxp3. Wiedza na temat udzia³u limfocytów regulatorowych w patogenezie stwardniania rozsianego (SM) i jego modelu doœwiadczal-nego EAE (doœwiadczalne autoimmunizacyjne zapalenie mózgu i rdzenia krêgowego) jest nadal niedosta-teczna. Dotychczasowe badania sugeruj¹, ¿e naturalnie wystêpuj¹ce limfocyty regulatorowe CD4+CD25+
od-grywaj¹ istotn¹ rolê w zapobieganiu i/lub hamowaniu przewlek³ego procesu patologicznego zachodz¹cego w mózgu w czasie EAE. Pasywnie przenoszone do biorcy limfocyty regulatorowe s¹ w stanie zahamowaæ EAE zarówno zastosowane profilaktycznie, jak i leczniczo. U myszy z zablokowanym genem dla IL-10 indu-kowane limfocyty Treg nie s¹ w stanie zahamowaæ rozwoju tej choroby, co wskazuje na istotn¹ rolê IL-10 w wywo³ywaniu supresji przez Treg. Limfocyty regulatorowe odpowiadaj¹ czêœciowo za efektywnoœæ glatira-meru w hamowaniu EAE. Obserwacje te potwierdzaj¹, ¿e limfocyty regulatorowe mog¹ byæ potencjalnie wy-korzystywane w terapii stwardnienia rozsianego i innych chorób o podobnej patogenezie.
S
S££OOWWAA KKLLUUCCZZOOWWEE:: lliimmffooccyyttyy rreegguullaattoorroowwee,, TTrreegg,, ddooœœwwiiaaddcczzaallnnee aauuttooiimmmmuunniizzaaccyyjjnnee zzaappaalleenniiee mmóózzgguu ii rrddzzeenniiaa kkrrêêggoowweeggoo,, ssttwwaarrddnniieenniiee rroozzssiiaannee,, aauuttooiimmmmuunniizzaaccjjaa
S
Su
um
mm
maarryy
Regulation of the immune response to foreign antigens may develop at the central or peripheral level of the immune system. One of the crucial players of this process is regulatory T cell (Tregs). There are two hypothe-ses explaining the mechanism of the interactions between regulatory T cells and effector lymphocytes during the immune response. The first one suggests that Tregs inhibit proliferation of effector cells through the direct contact. It is also suggested that this interaction may be indirect and mediated by cytokines. Regulatory T cells are identified by expression of CD4, CD25 and Foxp3 markers. Our knowledge on the involvement of Tregs in the pathogenesis of multiple sclerosis (MS) and its animal model EAE (experimental autoimmune encephalomyelitis) is still unsufficient. Obtained results suggest that naturally occurring CD4+CD25+Tregs
play an important role in the prevention and/or inhibition of the chronic pathological process in the brain dur-ing EAE. It was shown that passive transfer to donor of regulatory T cells may prevent or treat an ongodur-ing EAE. In IL-10 knock-out mice, induced Tregs are not able to ameliorate this disease indicating the crucial role of IL-10 in induction of suppression by regulatory lymphocytes. Tregs are also partially responsible for the
34
T
TOOLLEERRAANNCCJJAA O
ORRGGAANNIIZZMMUU
U
k³ad immunologiczny dziêki swym w³aœciwo-œciom rozpoznawczym jest w stanie zareagowaæ na niemal¿e ka¿dy antygen. Pod jego kontrol¹ znajduj¹ siê zarówno antygeny „obce”, stanowi¹ce przy-czynê reakcji immunologicznej, jak i „w³asne” (tzw. auto-antygeny), które w normalnych warunkach nie stanowi¹ przedmiotu jego ataku. Jednak¿e i w tak doskona³ym uk³adzie mo¿e siê zdarzyæ, ¿e antygen nie wywo³a od-powiedzi z powodu nierozpoznania go albo pomimo wykrycia nie dochodzi do jego eliminacji, poniewa¿ jest on przez uk³ad odpornoœciowy tolerowany. Problem pojawia siê w przypadku, gdy autoantygeny rozpozna-wane s¹ jako antygeny „obce” ze wszystkimi niepo-¿¹danymi tego konsekwencjami. Regulacja odpowiedzi immunologicznej w stosunku do ró¿nego rodzaju anty-genów zachodzi zarówno na poziomie centralnym (gra-sica, szpik kostny), jak i obwodowym (wêz³y ch³onne) oraz obejmuje: anergiê klonaln¹ (czyli areaktywnoœæ na antygen), delecjê klonaln¹ (g³ównie poprzez apopto-zê), sekwestracjê antygenu, ignorancjê antygenu oraz supresjê przez komórki regulatorowe(1).Obecnie uwaga wielu grup badawczych skupiona jest na zjawisku supresji i zwi¹zanych z ni¹ limfocytach regulatorowych. Po raz pierwszy scharakteryzowali te limfocyty, zarówno pod wzglêdem fenotypowym, jak i funkcjonalnym, Sakaguchi i wsp. (1995 r.), którzy od-kryli, i¿ komórkami odpowiedzialnymi za hamowanie odpowiedzi immunologicznej u myszy s¹ limfocyty CD4 ze sta³¹ ekspresj¹ receptora dla ³añcucha α IL-2 (CD25). Potwierdzi³y to badania przeprowadzone na grasicach i œledzionach myszy transgenicznych BALB/c athymic nude (nu/nu). Z wyizolowanej populacji limfo-cytów T wyeliminowano poprzez dodanie przeciwcia³ monoklonalnych anty-CD25 subpopulacjê CD25+,
a nastêpnie komórki te wszczepiono do wêz³ów ch³on-nych myszy transgeniczch³on-nych BALB/c nu/nu. U wszyst-kich zwierz¹t spowodowa³o to wyst¹pienie chorób auto-immunizacyjnych narz¹dowo swoistych, których objawy ustêpowa³y w momencie odbudowania subpopulacji limfocytów CD4+CD25+. Populacja limfocytów T o
ta-kim immunofenotypie i w³aœciwoœciach hamuj¹cych re-akcje immunologiczne zosta³a nazwana limfocytami regulatorowymi (Treg)(2,3).
IIDDEENNTTYYFFIIKKAACCJJAA N NAATTUURRAALLNNIIEE WWYYSSTTÊÊPPUUJJ¥¥CCYYCCHH L LIIMMFFOOCCYYTTÓÓWW RREEGGUULLAATTOORROOWWYYCCHH C CDD44++CCDD2255++
Limfocyty T stanowi¹ populacjê o niejednorodnym fe-notypie i zró¿nicowanych funkcjach. Lista komórek re-gulatorowych jest doœæ obszerna. Zalicza siê do nich m.in. limfocyty CD8+CD28+, NKT (naturalne
limfocy-ty T cytotoksyczne), limfocylimfocy-ty TR1 oraz Tγδ. Dopiero
wprowadzenie do nauk biologicznych nowoczesnych metod badawczych, m.in. cytometrii przep³ywowej, po-zwoli³o na opisanie subpopulacji naturalnie wystêpuj¹-cych limfocytów regulatorowych (Treg)(2,4,5). Limfocyty
regulatorowe wykazuj¹ce sta³¹ ekspresjê CD25 u zdro-wych myszy stanowi¹ ok. 5-10% limfocytów CD4+
obec-nych we krwi i narz¹dach limfatyczobec-nych. Limfocyty Treg s¹ anergiczne i niezdolne do proliferacji in vitro. Dodanie do hodowli IL-2 powoduje czêœciowe prze³a-manie stanu anergii i ich proliferacjê. Dojrza³e, spoczyn-kowe limfocyty regulatorowe myszy wykazuj¹ fenotyp komórek ju¿ zaktywowanych antygenem, na co wska-zuje obecnoœæ na ich powierzchni takich cz¹steczek, jak CD44, CD54, CD62Llow oraz CD25(6,7). Niezbêdna
w procesie powstawania Treg IL-2 bierze równie¿ udzia³ w podtrzymywaniu ich ¿ywotnoœci oraz ekspansji na obwodzie. Zablokowanie receptora IL-2 ca³kowicie zno-si zdolnoœci supresorowe Treg. Doœwiadczenia prze-prowadzone w warunkach in vitro wykaza³y, i¿ u myszy nieposiadaj¹cych genu dla IL-2, czyli niezdolnych do jej wytwarzania (myszy IL-2 KO), limfocyty regulato-rowe w ogóle nie wystêpuj¹(7).
Utrata prawid³owej funkcji Treg mo¿e byæ spowodowana mutacjami w obrêbie czynnika transkrypcyjnego – Foxp3. Brak tego swoistego dla komórek regulatorowych mar-kera prowadzi do wykszta³cenia siê zmian patologicz-nych u myszy Foxp3-/-, zaœ u zwierz¹t transgenicznych
z jego nadekspresj¹ stwierdza siê podwy¿szon¹ liczbê Treg w porównaniu z myszami normalnymi. Opieraj¹c siê na tych badaniach, mo¿na œmia³o stwierdziæ, i¿ czyn-nik ten jest istotnym, swoistym markerem Treg, który kontroluje ich ró¿nicowanie i ekspresjê ich supresyjne-go fenotypu(3,8). Wa¿nymi moleku³ami wystêpuj¹cymi
na powierzchni Treg s¹ cz¹steczki CTLA-4 (antygen 4. zwi¹zany z cytotoksycznymi limfocytami T; ang. cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4), GITR (indukowany
beneficial effect of glatiramer in EAE treatment. These observations confirm that regulatory T cells may be potentially used in the therapy of multiple sclerosis and other diseases of similar pathogenesis.
K
KEEYY WWOORRDDSS:: rreegguullaattoorryy llyymmpphhooccyytteess,, TTrreegg,, eexxppeerriimmeennttaall aauuttooiimmmmuunnee eenncceepphhaalloommyyeelliittiiss,, mmuullttiippllee sscclleerro o--ssiiss,, aauuttooiimmmmuunniittyy
35
przez glukokortykoidy receptor czynnika martwicyno-wotworów; ang. glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor), CD45RB oraz CD62L. Nisk¹ ekspresjê CD45RB wykazuj¹ te limfocyty CD4+, które mia³y ju¿
kontakt z antygenem. Zatem to populacja CD4+CD45low
charakteryzuje siê aktywnoœci¹ regulatorow¹. Natural-nie wystêpuj¹ce Treg wykazuj¹ konstytutywn¹ ekspresjê CTLA-4 oraz wysok¹ ekspresjê GITR, które odpowia-daj¹ za ich w³aœciwoœci hamuj¹ce(3,8).
M
MEETTOODDYY IIZZOOLLAACCJJII L
LIIMMFFOOCCYYTTÓÓWW RREEGGUULLAATTOORROOWWYYCCHH
Przed scharakteryzowaniem Foxp3 jako specyficznego czynnika dla Treg izolacjê komórek regulatorowych opierano na obecnoœci cz¹steczki CD25. Dziœ ju¿ wia-domo, i¿ identyfikowanie Treg jedynie za jej pomoc¹ jest ma³o precyzyjne i budzi spore w¹tpliwoœci. W prze-prowadzonych w ostatnich latach badaniach wykaza³o, ¿e populacja limfocytów CD4+CD25highjest bardziej
jednorodna od populacji CD4+CD25low, któr¹ uwa¿a siê
za aktywowane limfocyty CD4+niewykazuj¹ce
dzia³a-nia regulatorowego (8,9). Powszechnie stosowan¹ metod¹
izolacji Treg jest metoda z u¿yciem noœników magne-tycznych anty-CD25 na kolumnie separacyjnej. Mimo ¿e metoda sama w sobie jest szybka, jej wad¹ jest mo¿-liwoœæ zanieczyszczenia populacji CD4+CD25high
ko-mórkami o niskiej ekspresji CD25, co w konsekwencji bardzo czêsto zaburza prawid³ow¹ ocenê aktywnoœci Treg(8,9). Izolacji komórek regulatorowych mo¿na tak¿e
dokonaæ przy u¿yciu cytometru przep³ywowego z funk-cj¹ sortera dla wyznakowanych komórek. O ile jest to bardziej precyzyjna metoda, o tyle przejœcie pomiêdzy wysok¹ i nisk¹ ekspresj¹ uzale¿nione jest od bramko-wania dokonanego przez badacza(8,10).
P
POOWWSSTTAAWWAANNIIEE KKOOMMÓÓRREEKK TTrreegg W
W GGRRAASSIICCYY OORRAAZZ NNAA OOBBWWOODDZZIIEE
W zachodz¹cym w grasicy procesie dojrzewania i se-lekcji limfocyty rozpoznaj¹ce autoantygeny ulegaj¹ apo-ptozie albo ró¿nicuj¹ siê w komórki regulatorowe. Proces powstawania Treg nie jest do koñca poznany. Sugeruje siê, ¿e limfocyty Treg przechodz¹ tak¹ sam¹ selekcjê jak wszystkie limfocyty CD4+. Prekursory limfocytów
re-gulatorowych migruj¹ ze szpiku kostnego do grasicy, gdzie tylko niewielka ich liczba dojrzewa i w postaci im-munokompetentnych komórek opuszcza j¹. Po wejœciu do grasicy w tymocytach CD4+CD25+rozpoczyna siê
rearan¿acja genów TCR, które ulegaj¹ ekspresji na po-wierzchni komórek. W normalnych warunkach tymocy-ty s³abo wi¹¿¹ce w³asne cz¹steczki MHC podlegaj¹ se-lekcji pozytywnej i prze¿ywaj¹, natomiast te, które zbyt mocno siê z nimi wi¹¿¹ i s¹ autoreaktywne, podlegaj¹ selekcji negatywnej i gin¹. W przypadku limfocytów regu-latorowych mamy do czynienia z sytuacj¹, gdzie
wi¹za-nie jest na tyle du¿e, by promowany by³ fenotyp regulato-rowy, jednak¿e zbyt s³abe, by nast¹pi³a ich eliminacja(1,11).
Wiele w¹tpliwoœci nadal dotyczy sfery samych autoan-tygenów. Próbuje siê ustaliæ, czy za proces powstawa-nia komórek regulatorowych odpowiada sta³y repertuar antygenów w³asnych organizmu, czy te¿ mo¿e to byæ ka¿dy przypadkowy autoantygen. Na podstawie szeregu badañ przeprowadzonych na myszach transgenicznych stwierdzono, ¿e generowanie komórek Treg odbywa siê przy udziale komórek endotelialnych czêœci rdzeniowej grasicy, poniewa¿ w tym miejscu zachodzi ekspresja na-rz¹dowo swoistych antygenów w³asnych(1,12). Do
genero-wania komórek regulatorowych dochodzi tak¿e na ob-wodzie. Wykazano, ¿e komórki Treg mog¹ powstawaæ w wyniku przemiany wysoce zró¿nicowanych limfocy-tów T pamiêci podczas prezentacji im antygenu przez komórki niebêd¹ce profesjonalnymi APC(11). Dowodów
istnienia Treg na obwodzie dostarczy³y badania przepro-wadzone w warunkach in vitro na limfocytach mysich. Potwierdzaj¹ one, ¿e limfocyty CD4+CD25+mog¹
po-wstawaæ z limfocytów T CD4+CD25-w hodowlach
pro-wadzonych w obecnoœci TGF-β oraz TGF-β i IL-2(9,12). M
MEECCHHAANNIIZZMMYY II EEFFEEKKTTYY DDZZIIAA££AANNIIAA L
LIIMMFFOOCCYYTTÓÓWW RREEGGUULLAATTOORROOWWYYCCHH
Istniej¹ dwie teorie wyjaœniaj¹ce mechanizm dzia³ania komórek regulatorowych na komórki efektorowe. Uk³ad badawczy, w którym Treg i komórki efektorowe oddzie-lono membran¹ o œrednicy 0,02 µm, uniemo¿liwiaj¹c ich wzajemny kontakt, t³umaczy teoriê bezpoœredniego dzia³ania Treg na badane komórki. Tak wiêc, aby ko-mórki regulatorowe by³y w stanie hamowaæ proliferacjê komórek efektorowych, musi dojœæ pomiêdzy nimi do kontaktu na zasadzie komórka – komórka(9). Za
hamuj¹-ce dzia³anie komórek Treg odpowiedzialne s¹ wewn¹trz-komórkowe cz¹steczki oraz b³onowe receptory wystêpu-j¹ce na ich powierzchni. Do najwa¿niejszych z nich nale¿¹ CTLA-4, GITR, PD-1, Notch, granzym B (GZ-B)(12-14).
Niepobudzone komórki regulatorowe wykazuj¹ nisk¹ ekspresjê zewn¹trzkomórkowego CTLA-4, który w wiêk-szoœci wystêpuje w cytoplazmie. W badaniach przepro-wadzonych z u¿yciem liposomów wyznakowanych im-munofluorescencyjnie dowiedziono, ¿e wzrost ekspresji CTLA-4 na powierzchni Treg wyraŸnie wzrasta po jego aktywacji. Bia³ko CTLA-4, dla którego ligandem jest cz¹steczka B7 na komórce efektorowej, w wyniku po³¹-czenia siê z ni¹ prowadzi do spadku wytwarzania IL-2, a co za tym idzie skutecznie znosi dzia³anie komórek docelowych. Istotn¹ rolê przypisuje siê tak¿e cz¹stecz-ce GITR. Odgrywa ona istotn¹ rolê w hamowaniu ak-tywnoœci supresorowej komórek Treg. Doœwiadczalnie dowiedziono, i¿ zablokowanie receptora GITR poprzez dodanie przeciwcia³ monoklonalnych powoduje os³abie-nie w³aœciwoœci supresorowych Treg w hodowlach mie-szanych(8,12,13). Na powierzchni limfocytów Treg stwierdza
36
siê tak¿e obecnoœæ receptorów PD-1 i Notch, jednak¿e ich funkcje regulatorowe s¹ najmniej znane. Przypisuje siê im rolê w regulacji tolerancji immunologicznej. W ba-daniu przeprowadzonym na transgenicznych myszach Notch wykazano ich odpornoœæ na rozwój autoimmuni-zacyjnego zapalenia wysp trzustkowych w przeciwieñ-stwie do szczepu dzikim myszy (13). OdpowiedŸ
cyto-toksyczna limfocytów regulatorowych odbywa siê przy udziale granzymu B, którego obecnoœæ wzrasta po po-budzeniu Treg. Efekt supresyjny wywierany przez GZ-B na komórki docelowe potwierdzi³y badania z udzia³em transgenicznych myszach GZ-B-/-, u których
w³aœciwo-œci hamuj¹ce by³y os³abione(13,14). Podsumowuj¹c, w
wy-niku bezpoœredniego oddzia³ywania na limfocyty docelo-we komórki regulatorodocelo-we Treg przy udziale cz¹steczek powierzchniowych hamuj¹ syntezê IL-2 i proliferacjê tych limfocytów.
Obecnie proponuje siê tak¿e obecnoœæ poœredniego dzia-³ania komórek regulatorowych na komórki efektorowe. Hipoteza ta jest poparta badaniami in vitro, które po-twierdzaj¹ udzia³ w tym procesie takich mediatorów, jak cytokiny IL-10 i TGF-β. Pierwsza z nich jest cytokin¹ supresorow¹ i wykazuje wp³yw hamuj¹cy na ró¿nych poziomach odpowiedzi immunologicznej. Powoduje ona hamowanie wytwarzania cytokin przez komórki Th1 i aktywowane makrofagi. Ponadto badania prze-prowadzone na myszach IL-10 KO wykaza³y jej udzia³ w rozwijaniu tolerancji transplantacyjnej. U zwierz¹t wykazuj¹cych brak IL-10 obserwowano ostre odrzuca-nie przeszczepów, co t³umaczy siê odrzuca-niezdolnoœci¹ komórek regulatorowych do pe³nienia funkcji efektorowych(6,15).
Kwesti¹ sporn¹ pozostaje nadal udzia³ cytokiny TGF-β w pe³nieniu funkcji efektorowych przez komórki Treg. Niektórzy badacze wskazuj¹ na po³¹czenie dzia³ania IL-10 z dzia³aniem TGF-β. IL-10 wzmaga ekspresjê re-ceptora TGF-β na aktywowanych i spoczynkowych lim-focytach T, natomiast TGF-β mo¿e indukowaæ wytwa-rzanie IL-10 przez APC. Ponadto TGF-β wykazuje silne dzia³anie supresorowe, hamuje aktywacjê makrofagów oraz proliferacjê limfocytów T i B. Cytokina ta hamuje tak¿e wydzielanie IL-2, jednak¿e przy wysokim jej stê-¿eniu w otoczeniu TGF-β dzia³a na limfocyty kostymu-luj¹co, a tym samym prowadzi do podwy¿szenia eks-presji CD25, CTLA-4, GITR, co powoduje powstanie nowych komórek regulatorowych(6,13).
Sposób, w jaki tak ma³a subpopulacja komórek regula-torowych jest w stanie nadzorowaæ pozosta³e komórki uk³adu immunologicznego, t³umaczy teoria dwustopnio-wego dzia³ania zwana tolerancj¹ infekcyjn¹ (ang. infec-tious tolerance). Zak³ada ona, ¿e w pierwszym etapie lim-focyty CD4+CD25+oddzia³uj¹ na komórki CD4+CD25-,
wywo³uj¹c ich anergiê oraz wydzielanie IL-10 oraz TGF-β. Uwalniane cytokiny wykazuj¹ dzia³anie hamu-j¹ce na inne komórki CD4+CD25-, a tak¿e na
makrofa-gi oraz komórki dendrytyczne (DC). Oprócz konwersji efektorowych limfocytów T w komórki regulatorowe
limfocyty Treg mog¹ hamowaæ aktywacjê i proliferacjê limfocytów odpowiadaj¹cych na inne antygeny prezen-towane przez te same komórki APC w procesie zwanym ³¹czon¹ supresj¹ (ang. linked suppression)(3).
U
UDDZZIIAA££ KKOOMMÓÓRREEKK TTrreegg W
W PPAATTOOGGEENNEEZZIIEE DDOOŒŒWWIIAADDCCZZAALLNNEEGGOO A
AUUTTOOIIMMMMUUNNIIZZAACCYYJJNNEEGGOO Z
ZAAPPAALLEENNIIAA MMÓÓZZGGUU II RRDDZZEENNIIAA KKRRÊÊGGOOWWEEGGOO ((EEAAEE))
Obecne oœrodki zajmuj¹ce siê problematyk¹ chorób o pod³o¿u immunologicznym prowadz¹ szereg badañ poœwiêconych limfocytom regulatorowym i ich udzia-³owi w hamowaniu reakcji patologicznych w organi-zmie. Wiadomo bowiem, ¿e zachwianie równowagi im-munologicznej jest w du¿ej mierze przyczyn¹ chorób autoimmunizacyjnych. Do jednej z nich zaliczane jest stwardnienie rozsiane (sclerosis multiplex, SM), którego przypuszczalny mechanizm rozwoju opiera siê na wy-st¹pieniu reakcji zapalnej mediowanej przez autoreak-tywne klony limfocytów T pomocniczych. Ze wzglêdu na niejasn¹ etiologiê MS modelem badawczym, który wykorzystuje siê do jego poznania, jest doœwiadczalne autoimmunizacyjne zapalenie mózgu i rdzenia krêgo-wego (ang. experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE). Reakcja zapalna w OUN w przebiegu EAE ini-cjowana jest przez limfocyty CD4+Th1 swoiste
wzglê-dem antygenów mieliny, tj. PLP (ang. proteolipid protein), MOG (ang. myelin oligodendrocyte glycoprotein) lub MBP (ang. myelin basic protein). U genetycznie predyspono-wanych myszy wywo³uje siê j¹ poprzez aktywn¹ immu-nizacjê jednym z ww. neuroantygenów podawanych wraz z kompletnym adiuwantem Freunda (CFA) albo poprzez pasywny transfer komórek wykazuj¹cych po-winowactwo do antygenów mieliny do naiwnych wra¿-liwych biorców(8,16,17).
Jak dot¹d niewiele wiadomo na temat udzia³u limfocy-tów regulatorowych (Treg) oraz mechanizmu ich dzia-³ania w przebiegu rozwoju stwardniania rozsianego u ludzi. Badania prowadzone na modelu EAE tak¿e nie wyjaœniaj¹ ostatecznie, czy zmniejszona i upoœledzona liczba limfocytów Treg jest czynnikiem promuj¹cym i przyspieszaj¹cym chorobê, czy raczej pojawia siê ona wtórnie w odpowiedzi na tocz¹c¹ siê reakcjê zapaln¹ w OUN. W modelu z u¿yciem myszy, którym podawa-no przeciwcia³o PC61 (anty-CD25), wykazapodawa-no, i¿ ubytek limfocytów CD4+CD25+nie wp³ywa znacz¹co na
wy-st¹pienie pierwszej remisji. Jednak¿e stwierdzono, ¿e zmniejszenie iloœci Treg ma olbrzymi wp³yw na wyst¹-pienie drugiej i kolejnych remisji choroby. Liczba my-szy, u których wystêpowa³a chroniczna faza choroby, by³a wiêksza o 30% w grupie zwierz¹t leczonych PC61 w porównaniu z myszami kontrolnymi (nieleczonymi). Dane te wskazuj¹, ¿e naturalnie wystêpuj¹ce limfocyty regulatorowe CD4+CD25+odgrywaj¹ istotn¹ rolê w
za-37
pobieganiu i/lub zmniejszaniu przewlek³ego procesupa-tologicznego zachodz¹cego w mózgu w czasie EAE(8,18).
Cytokiny pe³ni¹ rolê istotnych mediatorów miêdzykomór-kowych w rozwoju EAE. Podstawowe znaczenie maj¹ takie cytokiny, jak TNF-α, IFN-γ oraz IL-2. Zmniejsze-nie ekspresji cytokin TNF-α oraz IFN-γ po podaniu ko-mórek regulatorowych sugeruje ich udzia³ w ³agodzeniu szkodliwego dzia³ania komórek efektorowych w CNS(18-20).
W przypadku cytokin IL-2 i IL-6 wykazano, i¿ podanie ich nasila objawy EAE, podczas gdy blokowanie ich specyficznymi przeciwcia³ami hamuje proces chorobo-wy. Ponadto dowiedziono, ¿e wiele cytokin, w tym IL-4, IL-10 oraz TGF-β, przyczynia siê do wyst¹pienia remisji oraz zdrowienia myszy(7,8,10,21). Wœród cytokin
chemotak-tycznych (chemokin) oraz ich receptorów g³ówn¹ rolê odgrywaj¹ chemokiny CCL2, CCL3, CCL5, CXCL10 oraz receptory chemokinowe CXCR5, CCR5 oraz CCR7. Badania, w których myszom podawano przeciwcia³a neutralizuj¹ce chemokiny, wykaza³y, i¿ CCL3 uwa¿ana jest za mediatora odpowiedzi zapalnej i wyst¹pienia ostrej fazy EAE, podczas gdy CCL2 odpowiada za chronicz-n¹ postaæ choroby(7,11).
Cytokiny s¹ istotnymi mediatorami funkcji limfocytów regulatorowych. Wykazano, ¿e cytokina TGF-β1 modu-luje ekspresjê markera komórek regulatorowych Foxp3 oraz mo¿e stymulowaæ powstawanie komórek regula-torowych zdolnych do wytwarzania IL-10(22). U myszy
z zablokowanym genem dla TGF-β1 limfocyty regulato-rowe s¹ nadal obecne, ale trac¹ swoje w³aœciwoœci regu-latorowe(23). Zmniejszenie liczby komórek regulatorowych
w wêz³ach ch³onnych po infekcji wirusowej korelowa³o nie tylko ze zmianami ekspresji cytokin TGF-β i IL-2, ale tak¿e z ekspresj¹ ligandów dla receptorów chemoki-nowych CXCR3, CCR4 i CCR7(24).
Pasywnie przenoszone do biorcy limfocyty regulatorowe s¹ w stanie zahamowaæ EAE zarówno zastosowane profilaktycznie, jak i leczniczo(25). U myszy z
zablokowa-nym genem dla IL-10 indukowane limfocyty Treg nie s¹ w stanie zahamowaæ rozwoju tej choroby, co wskazuje na istotn¹ rolê IL-10 w wywo³ywaniu supresji przez Treg(25). Limfocyty regulatorowe odpowiadaj¹
czêœcio-wo za efektywnoœæ glatirameru w hamowaniu EAE. Bardziej efektywny w hamowaniu EAE jest pasywny transfer limfocytów Treg wyizolowanych od myszy le-czonych glatiramerem ni¿ od myszy nielele-czonych(26).
Obserwacje te potwierdzaj¹, ¿e limfocyty regulatoro-we mog¹ byæ potencjalnie wykorzystywane w terapii stwardnienia rozsianego i innych chorób o podobnej patogenezie.
PIŒMIENNICTWO: BIBLIOGRAPHY: 1
1.. Anderson A.C., Kuchroo V.K.: Expression of self-antigen in the thymus: a little goes a long way. J. Exp. Med. 2003; 198: 1627-1629.
2
2.. Beissert S., Schwarz A., Schwarz T.: Regulatory T cells. J. Invest. Dermatol. 2006; 126: 15-24.
3
3.. Sakaguchi S., Ono M., Setoguchi R. i wsp.: Foxp3+
CD25+CD4+natural regulatory T cells in dominant
self-tolerance and autoimmune disease. Immunol. Rev. 2006; 212: 8-27.
4
4.. Groux H.: An overview of regulatory T cells. Microbes Infect. 2001; 3: 883-889.
5
5.. Read S., Powrie F.: CD4+regulatory T cells. Curr. Opin.
Immunol. 2001; 13: 644-649. 6
6.. McGeachy M.J., Stephens L.A., Anderton S.M.: Natural recovery and protection from autoimmune encephalo-myelitis: contribution of CD4+CD25+regulatory cells
with-in the central nervous system. J. Immunol. 2005; 175: 3025-3032.
7
7.. Pandiyan P., Lenardo M.J.: The control of CD4+CD25+
Foxp3+regulatory T cell survival. Biol. Direct 2008; 3: 6.
8
8.. Gärtner D., Hoff H., Gimsa U. i wsp.: CD25 regulatory T cells determine secondary but not primary remission in EAE: impact on long-term disease progression. J. Neu-roimmunol. 2006; 172: 73-84.
9
9.. O’Garra A.: Development and function of IL-10-secret-ing regulatory T cells: comparison with naturally occur-ing CD4+CD25+regulatory T cells. Internat. Congress
Series 2005; 1285: 160-168. 1
100.. Matsumoto Y., Sakuma H., Kohyama K., Park I.K.: Paral-ysis of CD4+CD25+regulatory T cell response in chronic
autoimmune encephalomyelitis. J. Neuroimmunol. 2007; 187: 44-54.
1
111.. Mahnke K., Bedke T., Enk A.H.: Regulatory conversation between antigen presenting cells and regulatory T cells enhance immune suppression. Cell. Immunol. 2007; 250: 1-13.
1
122.. Fontenot J.D., Rudensky A.Y.: Molecular aspects of reg-ulatory T cell development. Semin. Immunol. 2004; 16: 73-80.
1
133.. Miyara M., Sakaguchi S.: Natural regulatory T cells: mechanisms of suppression. Trends Mol. Med. 2007; 13: 108-116.
1
144.. Tsang J., Jiang S., Tanriver Y. i wsp.: In-vitro generation and characterisation of murine CD4+CD25+regulatory
T cells with indirect allospecificity. Int. Immunopharma-col. 2006; 6: 1883-1888.
1
155.. O’Connor R.A., Anderton S.M.: Foxp3+ regulatory T cells
in the control of experimental CNS autoimmune disease. J. Neuroimmunol. 2008; 193: 1-11.
1
166.. Grigoriadis N., Grigoriadis S., Polyzoidou E. i wsp.: Neu-roinflammation in multiple sclerosis: evidence for autoim-mune dysregulation, not simple autoimautoim-mune reaction. Clin. Neurol. Neurosurg. 2006; 108: 241-244.
1
177.. Li J., Ridgway W., Fathman C.G. i wsp.: High cell surface expression of CD4 allows distinction of CD4+CD25+
antigen-specific effector T cells from CD4+CD25+
regu-latory T cells in murine experimental autoimmune ence-phalomyelitis. J. Neuroimmunol. 2007; 192: 57-67. 1
188.. Montero E., Nussbaum G., Kaye J.F. i wsp.: Regulation of experimental autoimmune encephalomyelitis by CD4+,
CD25+and CD8+T cells: analysis using depleting
anti-bodies. J. Autoimmun. 2004; 23: 1-7. 1
199.. Kohm A.P., Carpentier P.A., Anger H.A., Miller S.D.: Cut-ting edge: CD4+CD25+regulatory T cells suppress
anti-gen-specific autoreactive immune responses and central nervous system inflammation during active experimental
38
autoimmune encephalomyelitis. J. Immunol. 2002; 169: 4712-4716.
2
200.. Zhang X., Koldzic D.N., Izikson L. i wsp.: IL-10 is involved in the suppression of experimental autoimmune encephalomyelitis by CD25+CD4+regulatory T cells. Int.
Immunol. 2004; 16: 249-256. 2
211.. Wood K.J., Sawitzki B.: Interferon γ: a crucial role in the function of induced regulatory T cells in vivo. Trends Immunol. 2006; 27: 183-187.
2
222.. Pyzik M., Piccirillo C.A.: TGF-β1 modulates Foxp3 expres-sion and regulatory activity in distinct CD4+T cell
sub-sets. J. Leukoc. Biol. 2007; 82: 335-346. 2
233.. Bommireddy R., Babcock G.F., Singh R.R., Doetschman T.: TGFβ1 deficiency does not affect the generation and main-tenance of CD4+CD25+FOXP3+putative T
regcells, but
causes their numerical inadequacy and loss of regulatory function. Clin. Immunol. 2008; 127: 206-213.
2
244.. Qin S., Sui Y., Soloff A.C. i wsp.: Chemokine and cytokine mediated loss of regulatory T cells in lymph nodes during pathogenic simian immunodeficiency virus infection. J. Immunol. 2008; 180: 5530-5536.
2
255.. Selvaraj R.K., Geiger T.L.: Mitigation of experimental aller-gic encephalomyelitis by TGF-β induced Foxp3+
regula-tory T lymphocytes through the induction of anergy and infectious tolerance. J. Immunol. 2008; 180: 2830-2838. 2
266.. Jee Y., Piao W.H., Liu R. i wsp.: CD4+CD25+regulatory
T cells contribute to the therapeutic effects of glatiramer acetate in experimental autoimmune encephalomyelitis. Clin. Immunol. 2007; 125: 34-42.
IIn
nffo
orrm
maaccjjaa d
dllaa aau
utto
orró
ów
w!!
Chc¹c zapewniæ naszemu czasopismu „Aktualnoœci Neurologiczne” wy¿sz¹ indeksacjê MNiSW i Index Copernicus,
zwracamy siê do autorów o dope³nienie poni¿szych warunków podczas przygotowywania pracy do publikacji:
– Publikacjê nale¿y opatrzyæ afiliacj¹ z podan¹ nazw¹ oœrodka i jego pe³nym adresem oraz numerem telefonu.
– Praca oryginalna powinna byæ poprzedzona ssttrreesszzcczzeenniieemm zawieraj¹cym oodd 220000 ddoo 225500 ss³³óóww,
a pogl¹dowa i kazuistyczna – oodd 115500 ddoo 220000. Streszczeniu pracy oryginalnej nale¿y nadaæ budowê strukturaln¹: wstêp, materia³ i metoda, wyniki, wnioski.
– Liczba ss³³óóww kklluucczzoowwyycchh nie mo¿e byæ mniejsza ni¿ 55. S³owa kluczowe nie powinny byæ powtórzeniem tytu³u. Najlepiej stosowaæ s³owa kluczowe z katalogu MeSH.
– PPrraaccaa oorryyggiinnaallnnaa winna zawieraæ elementy: wstêp, materia³ i metoda, wyniki, omówienie, wnioski, piœmiennictwo. – PPiiœœmmiieennnniiccttwwoo powinno byæ u³o¿one w kkoolleejjnnooœœccii ccyyttoowwaanniiaa.
