Η Ρευματοειδής Αρθρίτιδα (ΡΑ) είναι μια χρόνια φλεγμονώδης νόσος που χαρακτηρίζεται από υπερπλασία, καταστροφή των αρθρώσεων και εξω-αρθρικές εκδηλώσεις. Η ΡΑ παρουσιάζει τοπική φλεγμονή στις αρθρώσεις και σταδιακά εξελίσσεται σε μια συστηματική αυτοάνοση νόσο, αποτέλεσμα της απώλειας ανοχής του ανοσοποιητικού συστήματος. Η φλεγμονή στις αρθρώσεις είναι αποτέλεσμα μιας στενής αλληλεπίδρασης μεταξύ των κυττάρων που βρίσκονται στις αρθρώσεις και τα κύτταρα του έμφυτου και επίκτητου ανοσοποιητικού συστήματος. Επιπλέον, ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες στην παθογένεια της ΡΑ είναι οι φλεγμονώδεις κυτταροκίνες, κυρίως ο TNF-α και η IL-6, οι οποίες συντονίζουν την ενεργοποίηση τόσο του έμφυτου όσο και του επίκτητου ανοσοποιητικού συστήματος, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στη βλάβη των ιστών.
Τα πλασματοκυτταροειδή δενδριτικά κύτταρα (pDCs) αποτελούν ένα ξεχωριστό πληθυσμό δενδριτικών κυττάρων (DCs), που ειδικεύονται στην παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων IFN τύπου Ι μετά την αναγνώρισή ιών ή νουκλεϊνικών οξέων εαυτού, μέσω των υποδοχέων TLR7 και TLR9. Ωστόσο, τα pDCs μπορούν επίσης να εκκρίνουν άλλες προ-φλεγμονώδεις κυτταροκίνες και χημειοκίνες και να λειτουργούν ως αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα (APCs). Είναι ενδιαφέρον, ότι τα pDCs μπορούν να επάγουν ανοσολογικές αποκρίσεις αλλά έχουν και ανοσοκατασταλτικό ρόλο. Ο ρόλος των pDCs στη φλεγμονώδη αρθρίτιδα δεν έχει διερευνηθεί εκτενώς. Τα δεδομένα από ζωικά μοντέλα έχουν δείξει ότι τα pDCs διαδραματίζουν ανοσορρυθμιστικό ρόλο. Επιπρόσθετα, προηγούμενη μελέτη από το εργαστήριό μας έδειξε ότι οι ασθενείς με ΡΑ σε ύφεση έχουν υψηλότερο αριθμό pDCs στην περιφέρεια σε σύγκριση με ασθενείς με ενεργή νόσο, και έδειξαν λειτουργικά ότι τα pDCs των ασθενών διαθέτουν ανοκατασταλτικό ρόλο, επάγοντας την διαφοροποίηση των Τ ρυθμιστικών κυττάρων που εκκρίνουν IL-10 in vitro. Ο στόχος της παρούσας ερευνητικής μελέτης ήταν να διερευνήσουμε τον μοριακό μηχανισμό μέσω του οποίου τα ανθρώπινα pDCs συμβάλλουν στην αποκατάσταση της ανοχής στην RA.
Στην παρούσα μελέτη, μέσω μεταγραφικής ανάλυσης (microarray) των pDCs, δείξαμε ότι περισσότερα από 6000 γονίδια ρυθμίζονται διαφορικά στα pDCs από ασθενείς με ΡΑ που ανταποκρίνονται σε anti-TNF θεραπεία και στα pDCs που προέρχονταν από υγιείς δότες. Το πιο ενδιαφέρον ήταν ότι η έκφραση του υποδοχέα της IL-6 (IL-6R) ήταν σημαντικά αυξημένη στα pDCs των ασθενών. Δεδομένου ότι η IL-6 κατέχει σημαντικό ρόλο στην παθογένεια της ΡΑ, επικεντρώσαμε στο σηματοδοτικό μονοπάτι της IL-6. Αρχικά επιβεβαιώσαμε σε μια νέα ομάδα ασθενών τόσο την αυξημένη έκφραση του IL-6R όσο και της pSTAT1 στα pDCs ασθενών με ΡΑ σε ύφεση σε σύγκριση με τους υγιείς, δείχνοντας ότι το μονοπάτι της IL-6 είναι ενεργό. Στη συνέχεια υποθέσαμε ότι η αυξημένη σηματοδότηση της IL-6 ενισχύει την γνωστή όπως προαναφέρθηκε ανοσορρυθμιστική δράση των pDCs. Προκειμένου να μελετηθεί ο μοριακός μηχανισμός της σηματοδότησης της IL-6 στα pDCs, πραγματοποιήσαμε in vitro πειράματα σε απομονωμένα υγιή pDCs που υποβλήθηκαν σε διέγερση με CpG-A, που επάγει την ενεργοποίησή τους και ανασυνδυασμένη IL6 (rIL6). Έτσι, δείξαμε ότι η σηματοδότηση της IL-6 ούτε προκάλεσε διαφορά στην έκφραση της IFN-a στα pDCs και ούτε αύξησε την αντιγονοπαρουσιαστική τους ικανότητα. Αντίθετα μείωσε σημαντικά την παραγωγή TFN-a από τα pDCs. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η μεταλλοπρωτεϊνάση ADAM17 μεσολαβεί στην παραγωγή του διαλυτού TFN-a, αξιολογήσαμε την επίδραση της θεραπείας με IL6 στη δράση της ADAM17 στα pDCs. Το πείραμα αυτό φανέρωσε ότι ενεργοποίηση του μονοπατιού της IL-6/ΙL-6R οδήγησε σε μια μικρή μείωση στην έκφραση της ADAM17 στην επιφάνεια των pDCs. Επιπλέον, ο IL-6R, που κόβεται από την ADAM17, βρέθηκε σημαντικά μειωμένος σε υπερκείμενα καλλιέργειας των pDCs με rIL6. Συνεπώς, είχαμε ισχυρές ενδείξεις ότι η σηματοδότηση της IL-6 επί των pDCs οδήγησε σε ελλαττωματική δραστικότητα της ADAM17 στα pDCs.
Συνολικά, τα δεδομένα αυτά αποκαλύπτουν ένα καινοτόμο ρόλο των pDCs στην επαγωγή ανοσολογικής ανοχής στην ΡΑ και στηρίζουν την υπόθεση ότι η αυξημένη σηματοδότηση της IL-6 στα pDCs αναστέλλει τη δραστικότητα της ADAM17, περιορίζοντας έτσι την έκκριση της TNF-α και αυτή η διαδικασία μπορεί να ενισχύσει την ανοσοκατασταλτική δράση των pDC
(EL)
Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic immune inflammatory disease characterized by synovial hyperplasia, joint destruction and extra-articular manifestations. RA presents local inflammation in the joints, which subsequently develops into a systemic disorder as a result of the loss of immune tolerance. The inflammation in the joints is the result of a tight interaction between resident cells, such as fibroblast-like synoviocytes (FLS) and cells of the innate and adaptive immune system. Moreover, one of the major contributors in RA pathogenesis are inflammatory cytokines, mostly TNF-α and IL-6, which orchestrate innate and adaptive immune system activation, playing a key role in the tissue damage.
Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are a unique subset of dendritic cells (DCs), specialized in producing large amounts of type I IFNs following their recognition of viruses or self nucleic acids through Toll-like receptor 7 (TLR7) and TLR9. However, pDCs can also secrete other pro-inflammatory cytokines and chemokines, and function as antigen presenting cells (APCs). Interestingly, pDCs can participate in the priming of both immunogenic and tolerogenic immune responses. The role of pDCs in inflammatory arthritis has not been extensively investigated. Data from animal models have shown a rather immunoregulatory role. In addition, a previous study from our laboratory has demonstrated that RA patients in remission have higher number of pDCs in peripheral blood compared to active RA patients, which have a tolerogenic phenotype and induce IL-10 secreting Treg cells in vitro. In this study we investigated the molecular mechanism through which human pDCs contribute to restoration of tolerance in RA.
To address this question, we performed transcriptomic analysis (microarray) of pDCs of RA patients responding to anti-TNF therapy and pDCs derived from healthy donors. The results from microarrays revealed more than 6000 genes differentially regulated between RA and healthy pDCs. Interestingly, IL-6R was significantly upregulated on RA pDCs. Given that IL-6 has a major role in the pathogenesis of RA, we focused on its receptors and IL-6 signaling pathway. We firstly validated the result in a new cohort of RA patients, and we found increased IL-6R as well as pSTAT1 expression on pDCs of RA patients on remission as compared with healthy pDCs. These findings indicate that IL-6/IL-6R pathway is up-regulated and activated. Therefore, and based on the aforementioned data supporting a regulatory role of pDCs in the context of arthritis, we hypothesized that the increased IL-6 signaling pathway may enhance the tolerogenic phenotype of pDCs. In order to study our hypothesis, we performed in vitro experiments on isolated healthy pDCs treated with CpG-A, as a general stimulator of pDCs, and recombinant IL-6 (rIL6). Interestingly, we found that IL-6 signaling did not further induce IFN-a expression nor activation status of pDCs, but significantly decreased TFN-a production by pDCs. Considering that ADAM17 mediates the generation of soluble TNF, we assessed the effect of IL6 treatment on the function of ADAM17 in pDCs. We concluded with a trend towards decreased mature ADAM17 expression on the surface of pDCs upon IL-6 signaling. Moreover, IL-6R is another substrate cleaved by ADAM17. We thus assessed the effect of IL-6 signaling on soluble IL-6R secretion by pDCs. We found that IL-6 induces decreased production of soluble IL-6R in culture supernatants of pDCs, further supporting an inhibitory effect of IL-6 signaling in ADAM17 function. Collectively, we had strong evidence that IL-6 signaling on pDCs mediates impaired ADAM17 activity.
In summary, our findings delineated a novel role of pDCs in the induction of tolerance in RA and leaded us to the hypothesis that increased IL-6 signaling on pDCs inhibits ADAM17 activity, therefore limiting TNFa secretion and this process may enhance the tolerogenic phenotype of pDCs.
(EN)
