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9 junho, 2015 • 9:25 Enviado por SBI Comunicacao

Eliminando CD4+T ativada contra o não “self” – o intestino sempre dando aulas de imunologia

Autor: Rafael Polidoro – doutor em Bioquímica e Imunologia pela UFMG
Indicação de: Luara Isabela dos Santos – pós-doutoranda na Universidade de Oxford, no Reino Unido

Introdução geral
Células linfóides inatas são
derivadas da linhagem linfóide, porém não expressam receptores
antígeno-específicos. Estas células apresentam funções importantes em resposta
imune inata a microorganismos infecciosos, na regulação de homeostase e
inflamação. Também trabalham pela reparação tecidual natural. As ILCs
apareceram em um post anterior da Denise Morais no mesmo blog, de 2011, com uma
descrição muito boa destas células, e já aparecem junto com a ideia de
homeostase intestinal (aqui).
Em indivíduos saudáveis, a
quantidade de linfócitos circulantes que possuem um fenótipo CD127+ ILC varia
entre 0.01 e 0.1% dentre todos os linfócitos. Em quase sua totalidade são ILC2s
(Hazenberg e Spits, Blood, 2014). Artis e Spits começam sua revisão na Nature
(2015) afirmando que o sistema imune inato e adaptativo evoluíram para
simultaneamente facilitar a co-existênica com os trilhões de micro-organismos
dos quais nos beneficiamos, para nos defender de agentes infecciosos e para
iniciar processos de reparo e remodelação tecidual. As ILCs estão na fronteira
direta de comunicação tecidos-inflamação-homeostase. São consideradas centrais
no processo de imunologia fisiológica. É uma revisão altamente recomendada para
entender as origens, marcações e funções biológicas da ILCs.
A figura 1 (http://www.rndsystems.com/Pathway.aspx?p=20655&r=15436)
apresenta as linhagens das quais derivam as NKs e ILCs, separando as NK das
ILCs. Se precisarem de uma definição maior, Hazenberg e Spits (Blood,
2014) mostram os painéis de diferenciação no sangue e na amígdala para as
principais linhagens ILCs humanas.

Na figura 2 (Eberl et al Nat
Immunol
, 2015), vemos as principais funções de cada uma delas,
ressaltando-se que as ILC1 são tão escassas em processos não patológicos que
sua descrição não é bem definida. Foi demonstrado que após estimulação com
IL-12 as NCR+ ILC3s podem se diferenciar in vitro em ILC1s diminuindo a
expressão de RORγt
e aumentando a expressão de Tbet (Bernink et al. Nat. Immunol, 2013).
Algo parecido já foi visto também in vivo em camundongos (Klose et al. Nature,
2013). Ainda, vale ressaltar que em humanos estas definições são menos claras e
dependem muitas vezes da localização.

Na pele, alterações do número de
ILC2s e do milieu das citocinas produzidas por estas células estão
presentes na dermatite atópica (Salimi e Ogg, BMC Dermatology, 2014).
Apesar das células ILC2s estarem envolvidas na hiper-reatividade à asma
induzida por influenza, elas promovem a recuperação do epitélio pulmonar. Células
ILC3s na pele interagem com fibroblastos via produção de IL-22 para promover
reparo tecidual. Redução na produção de IL-22, na presença de IL-17A e IL-17F
estão envolvidas em psoríasis, e essa produção devida a ativação de TLR7 está
sendo usada como modelo para psoríase, sendo as principais produtoras as
células Tγδ e RORγt ILC3s (Villanova F et
al, J. Invest. Dermatol, 2014). Há correlação do aumento de IL-22 em
tecidos tumorais em se comparando com não tumorais. O efeito da IL-17 produzido
pelas ILC3s mesmo bloqueados não impedem o desenvolvimento de carcinoma
coloretal, reforçando o papel da IL-22 neste quadro (Kirchberger S et al, J
Exp Med
, 2013). Absolutamente relevante é o papel das ILC3s na
proteção/recuperação de células-tronco intestinais em mais de um trabalho,
visto que em sua ausência causou inflamações mais severas e uma perda maior
destas células. Também foi demonstrado que ILC3s produtoras de IL-22 são
essenciais para recuperação tímica após dano causado radiação em camundongos.
Estes dados reforçam o papel das ILCs na recuperação após transplantes de
células-tronco hematopoiéticas (Hazenberg e Spits, Blood, 2014).

As ILCs também estão envolvidas
em leucemias. Ao menos 4% das leucemias agudas são de linhagens ambíguas que
não derivam de linhagem antígeno-específicas ou apresentam fenótipo misto. Hoje
já se sabe do envolvimento de leucemias derivadas de progenitores NK, e isto
indica que em alguma parcela destas leucemias não diferenciadas são causadas
por ILCs (Hazenberg e Spits, Blood, 2014).
ILC3s regulam a microbiota
intestinal selecionando linfócitos CD4-específicos contra  bactéria comensal
(Hepworth et al, Science,
2015)
Classicamente, as patologias
envolvendo células T CD4+ contra o “self” são limitadas a apresentação de
antígenos “self” no timo por DCs e células do epitélio tímico (TEC), além da
deleção clonal. Em contraste, as células T CD4+ específicas contra bactérias
comensais do trato gastro-intestinal que estão implicadas na patogênesis da
doença inflamatória intestinal (Inflammatory bowel disease-IBD) não
encontraram antígenos cognatos no timo e, portanto, não sofrem seleção negativa
antes de irem para a periferia. As células Tregs possuem um papel chave para
explicar a manutenção de função de um órgão que absorve grandes quantidades de
antígenos não-próprios. Entretanto estes mecanismos ainda não estão definidos.
Recentemente, Sonnenberg e seu laboratório demonstraram que as células ILC3s
expressam MHC-II e a remoção destas células resultaram em inflamação intestinal
espontânea CD4-dependente (Hepworth et al, Nature, 2013). 
As células ILC3s CCR6+
são o tipo mais abundante no linfonodo mesentérico (mLN) e lâmina própria do
cólon (cLPL). Dos fatores envolvidos na expressão de MHC-II, CD80 e CD86 pelas
ILC3s, não possuem papel a IL-23p19, Ahr, estímulos microbioanos ou
inflamatórios, ou mesmo MyD88 ou caspase 1/11 in vivo.  Por outro lado, a expressão de MHCII pelas
APCs e ILC3s é dependente do regulador mestre CIITA (classe II transativador),
porém com promotores diferentes. Neste trabalho, Hepworth e colaboradores
demonstraram que a expressão de MHCII por ILC3s no mLN foi dependente do
promotor IV de Ciita. Este promotor em geral responde ao sinal das
células epiteliais na presença de IFN-γ,
porém as ILC3s mantiveram a sua expressão de MHCII na ausência de STAT-1, IFN-γ ou IFN-γR1. As TEC possuem as
mesmas características de expressão de MHCII pIV Ciita dependente e IFN-γ independente, sugerindo um
link entre estas células.
A hipótese principal do trabalho é de que as MHCII+ILC3s
possuem um papel na seleção de células T CD4+ no mLN e cLPL. Para
testá-la, os pesquisadores usaram camundongos MHCIIΔILC3. Células T
CD4+ derivadas destes animais possuem um repertório maior de
especificidades, e respondem a antígenos fecais, mas não a antígenos “self”.
Isto sugere que a maioria das células T CD4 presentes no intestino são
específicas para bactérias comensais, e seus antígenos são apresentados pelas
ILC3s. No mLN, as células MHCII+ILC3s se localizam em grupos na
interface entre as zonas de células B e T, na marginal e sinus capsular,
usualmente um local de tráfego de APCs.
De forma elegante, o grupo cruzou camundongos com TCR
específicos para Clorstridia (Cbir1) com o animal deficiente em MHCII+ILC3s
e verificou um aumento na frequência de células CD4 efetoras no cLPL e mLN.
Estas células produziram IFN-γ e TNF-α de forma antígeno específica. Além
disso, apresentaram intensa inflamação do cólon e infiltrado de neutrófilos
reversíveis em tratamento com antibióticos. As frequências e números de células
Treg permanceram inalteradas.
Usando o sistema Cre-Lox os pesquisadores geraram
camundongos nos quais apenas as suas células ILC3s possuem MHCII. Transferência
adotiva de células Cbir1 T CD4+ ativadas ex vivo (naïve não
plorifera) para animais MHCIIILC3+ apresentam redução na frequência
e número destas células no mLN após a administração do peptídeo Cbir1. Esta
redução é devido a uma diminuição seletiva das efetoras, mas não das células
CBir1 Treg, em se comparando com os animais MHCIIneg. Ademais, a
função seletiva pelas ILC3s é antígeno dependente, e pode se dar pela presença
da microbiota, por si só.
A diminuição das células T Cbir1 ativadas no mLN e cLPL pode
se dar por alterações no padrão de migração, defeitos de proliferação ou
através de morte induzida. A migração não estava alterada em outros órgãos
linfóides, e estas células não apresentaram taxas de proliferação alteradas.
Assim, para testar a morte induzida, o grupo demonstrou in
vitro
que o co-cultivo de células T Cbir1 ativadas com as MHCII+ILC3s
resultaram em uma redução significativa do número de células T após a
administração do antígeno. Esta redução foi revertida na presença de anticorpos
que bloqueiam MHCII. Os autores viram aumento de ativação de Caspase 3
dependente de MHCII e da marcação por Anexina V, indicando morte celular
programada. As células ILC3s também foram capazes de influenciar células T CD4+
ativadas de outras especificidades, quando na presença do antígeno exógeno.
A apresentação de antígeno pelas
células MHCII+ILC3s
resultaram em uma maior expressão de Bim e Nur77 nas células Cbir1 Tefetoras
CD4+, sendo o Bim responsável por iniciar a morte celular. Este
efeito é FasL independente. Além disso, não foi observada redução da frequência
de Tregs em experimento de co-cultivo similares ao das Tefetoras.
Uma vez que as ILC3s expressam receptores de IL-2 (CD25), a competição por
citocina essencial para a sobreviência de células ativadas é um dos mecanismos
de eliminação das células ativadas. Em concordância, a adição de IL-2
recombinante, mas não de IL7, in vitro, é capaz de reverter a redução do
número de células ativadas. As células ILC3s possuem o dobro da capacidade de
se ligarem a rIL-2 em comparação com as células ativadas. Por fim, a expressão
constitutiva de STAT-5 torna as células T CD4+ ativadas resistentes
ao efeito das ILC3s.
Quando eles olharam as populações presentes em biópsias de
crianças, foi confirmado que as ILC3s apresentam HLA-DR (MHCII) em crianças sem
inflamação intestinal, porém esta expressão é muito reduzida nas crianças com
doença de Crohn, mesmo ambos os grupos apresentando uma frequência total de
ILC3s similar. Além disso, foi observada uma relação inversa entre a expressão
de HLA-DR e a presença de células Th17 no cólon, concomitante com a detecção de
IgG circulante anti-bactérias comensais.
Em resumo, o trabalho mostra que as células MHCII+ILC3s
são capazes de selecionar negativamente células T CD4+ ativadas através da
apresentação de antígenos e competição por IL-2.
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