Cercetătorii au descoperit că celulele imune intestinale previn alergiile alimentare

O echipă de cercetători a demonstrat, într-un studiu recent, rolul esențial al unui tip neobișnuit de celule dendritice RORγt-pozitive în generarea limfocitelor T reglatoare (pTregs) în intestin, în contextul expunerii la antigene alimentare inofensive. Acest mecanism asigură menținerea toleranței la alimente și limitează răspunsurile imune de tip Th2 care pot duce la reacții alergice sau inflamații cronice. Rezultatele sunt cuprinse într-o lucrare care descrie modul în care un element de reglare din genom (un element cis-regulator la 7 kb în aval de gena Rorc) reglează selectiv dezvoltarea unor celule dendritice cu origine limfoidă, necesare pentru inducerea pTregs în mucoasa intestinală.

Context și motivație

Toleranța intestinală și implicațiile clinice

Intestinul reprezintă o zonă expusă permanent la un volum mare de antigene provenite din alimente, microbiomul comensal și potențiali patogeni. Pentru a preveni inflamația permanentă, există mai multe mecanisme de toleranță imună, esențiale în prevenirea bolilor intestinale (inflamatorii, celiacie, alergii alimentare etc.). Celulele T reglatoare (Tregs), mai ales cele de origine periferică (pTregs), sunt cruciale în suprimarea reacțiilor imune excesive față de antigene inofensive.

Diferențierea Tregs: nTregs vs. pTregs

• nTregs (naturale) se formează în timus, prevenind autoimunitatea la antigeni self.  
• pTregs (periferice) se dezvoltă din celule T naive în țesuturi periferice (ex. intestin), în contact cu antigene alimentare sau microbiene, sub acțiunea APC-urilor și citokinelor precum TGF-β și acid retinoic.  
• În timp ce nTregs exprimă adesea factorul Helios, pTregs pot exprima RORγt și alte semne distinctive.

Importanța APC-urilor RORγt+

Studii recente sugerează că existența unor celule prezentatoare de antigen (APC) ce exprimă factorul de transcripție RORγt (de exemplu, subtipuri de celule dendritice – TCs, JCs – și ILC3) joacă un rol crucial în generarea pTregs în intestin. Cu toate acestea, compoziția și originea acestor APC-uri RORγt+ au rămas în mare parte neclare, iar validarea funcției lor exacte față de nTregs și diferite populatii T helper (Th2, Th17 etc.) era necesară.

Metodologie și noțiuni-cheie

Elementul reglator Rorc +7kb

Autorii au identificat un segment cis-regulator (c-RE) la 7 kb în aval de startul transcripției Rorc, selectiv pentru expresia RORγt la ILC3 și DC-uri RORγt+, dar nu la Th17 sau Tregs RORγt+. Au generat un model de șoarece cu deleția acestei secvențe (denumit RorcE+7kbΔ/Δ), pentru a observa consecințele asupra diverselor populații celulare și asupra toleranței intestinale.

Modele experimentale complementare

Linia Gm38411iCre-hCD2 a permis autorilor să evidențieze expresia RORγt cu ajutorul unui reporter (hCD2). În combinație cu șoareci R26tdTomato, se pot urmări atât celulele care exprimă RORγt în prezent, cât și cele care au exprimat RORγt anterior (tracing). Pentru a evalua specificitatea pierderii ILC3 față de DC-urile RORγt+, au fost create și testate modele distincte, precum Serinc2iCreRorcfl/fl, care elimină în mod specific ILC3, fără a afecta DC-urile.

Analize celulare și testarea toleranței

S-au efectuat diverse experimente: scRNA-seq, ATAC-seq, citometrie în flux pe organe limfoide și intestin, repopulare cu măduvă osoasă (bone marrow chimeras) și testarea răspunsului la antigene alimentare (OVA), toleranța orală și rezistența la paraziți (Heligmosomoides polygyrus).

Rezultate

Depleția elementului Rorc +7kb reduce selectiv DC-urile RORγt+ și ILC3

Șoarecii RorcE+7kbΔ/Δ prezintă o scădere semnificativă a ILC3, dar și a unui subset de DC-uri migratorii CCR6+ RORγt+ (denumite adesea TCs și JCs). Expresia RORγt în celulele T (Th17, pTregs) rămâne intactă, deci efectele asupra pTregs nu se datorează unui blocaj direct în Tregs, ci mai degrabă absenței APC-urilor RORγt+.

Consecințe imunitare: scădere pTregs și creștere Th2

La șoarecii RorcE+7kbΔ/Δ, numărul pTregs în intestin este considerabil redus, iar concomitent crește frecvența celulelor Th2, ducând la inflamație intestinală de grad scăzut și un risc de reacții exagerate față de antigene alimentare. În schimb, animalele cu deleție specifică a ILC3 (ex. Serinc2iCreRorcfl/fl) nu prezintă alterări semnificative în populațiile pTregs sau Th2, indicând că DC-urile RORγt+, nu ILC3, sunt critice pentru pTreg.

Implicații asupra toleranței orale

Șoarecii RorcE+7kbΔ/Δ sunt incapabili să dezvolte toleranță la modelul experimental cu ovalbumină (OVA) administrat pe cale orală. Astfel, ei nu pot inhiba reacțiile alergice la re-expunerea cu OVA, și nici nu pot declanșa pTregs specifice. Acest fenomen se manifestă și printr-un răspuns Th2 mult mai robust la infecția parazitară Heligmosomoides polygyrus, unde șoarecii RorcE+7kbΔ/Δ arată rezistență crescută (deoarece Th2 e benefic împotriva paraziților), dar concomitent pierd toleranța la antigene inofensive.

Originea limfoidă a DC-urilor RORγt+

Datele de genealogie celulară (lineage tracing) și culturile de progenitori demonstrează că un procent semnificativ din DC-urile RORγt+ derivă din precursoare limfoide (LP) și pre-DC2 cu caracteristici linfoide, mai degrabă decât din filiera clasică de progenitori mieloizi (CDP). Creșterea producției de DC-uri RORγt+ se poate obține în cultură cu factori precum FLT3L, IL-7 și SCF, indicând un program de diferențiere apropiat de cel al ILC3.

Relația cu patologia umană

Deși studiul se desfășoară la șoareci, secvența Rorc +7kb este conservată la om, sugerând existența unui mecanism similar de reglare a RORγt și a DC-urilor RORγt+ în intestin. Înțelegerea modului în care aceste DC-uri susțin toleranța la antigene alimentare poate avea implicații pentru gestionarea alergiilor și bolilor inflamatorii intestinale.

Concluzii și implicații

DC-urile RORγt+ sunt esențiale pentru pTregs

Studiul demonstrează clar că aceste celule dendritice RORγt+ asigură prezentarea antigenelor alimentare și generează pTregs care împiedică reacțiile Th2 disproporționate. Fără ele, pTregs rămân insuficiente, predispunând la inflamație cronică și la refuzul toleranței orale.

Strategii terapeutice posibile

În viitor, manipularea acestei căi de diferențiere a DC-urilor RORγt+ sau completarea lor poate favoriza restaurarea pTregs la pacienții cu alergii alimentare sau afecțiuni inflamatorii intestinale. De asemenea, cunoașterea elementului Rorc +7kb c-RE poate deschide calea către identificarea variantelor genetice asociate cu susceptibilitatea la celiacie, boala Crohn sau alte patologii gastro-intestinale.

Limite și perspective

Mecanismele prin care scăderea DC-urilor RORγt+ modifică fenotipul pTregs/Th2 rămân parțial neclare. Autorii propun investigații suplimentare asupra reacției la antigene alimentare și a modului în care DC-urile RORγt+ reglează microinflamația. Originea limfoidă a acestor DC-uri necesită confirmări suplimentare prin transferuri in vivo de precursori. În context uman, cercetările viitoare se pot concentra pe detectarea și caracterizarea acestor DC-uri RORγt+ în microbiom-dependență și pe validarea rolului lor în prevenirea alergiilor alimentare.

Celulele dendritice RORγt+ reprezintă o verigă critică pentru generarea pTregs în intestin, menținând toleranța la antigenele alimentare și controlând răspunsurile Th2. Studiul aduce argumente solide că depleția acestor DC-uri compromite toleranța orală, sporește răspunsul Th2 și favorizează inflamația intestinală, indicând un potențial terapeutic major în modularea acestei populații de celule pentru boli gastrointestinale și reacții alergice.