Microflora comensal y vías de activación de las células NK en el intestino sano
Los microorganismos comensales, que colonizan tanto el intestino delgado como el grueso, son fundamentales para la función intestinal normal (Artis, 2008; Guarner y Malagelada, 2003). Sin embargo, la enorme carga de microbios comensales también supone un reto estimulante considerable para el sistema inmunitario innato, que puede repercutir en la función de las células NK en el intestino. Las bacterias comensales tienen el potencial de activar las iNK como efecto secundario de la activación de los TLR en las células epiteliales intestinales o a través de la maduración de las células dendríticas intestinales, que toman muestras de los microbios luminales extendiendo los procesos celulares a través de las uniones entre las células epiteliales.
Las células epiteliales intestinales expresan receptores tipo Toll (TLR), que pueden ser activados por patrones moleculares de bacterias comensales asociadas, transducen señales que resultan en la activación de las células epiteliales (Rakoff-Nahoum et al., 2004). La activación de las células epiteliales intestinales mediada por el TLR conduce a la producción de quimiocinas, incluida la IP-10, que puede promover la migración de las células NK CXCR3+ hacia el epitelio (Lan et al., 2005). La IL-15 también es producida por las células epiteliales intestinales al interactuar con los ligandos TLR (Zhou et al., 2007).
Diversos subconjuntos de células dendríticas residen en la lámina propia intestinal en los seres humanos que, al madurar, producen factores con el potencial de activar las células NK, incluida la IL-12. (Bell et al., 2001; Hart et al., 2004, 2005). Varios estudios han modelado el impacto de la estimulación de las células NK de la sangre periférica humana en respuesta a las bacterias comensales. Los lactobacilos, que están presentes en la microflora autóctona normal del intestino delgado y grueso, pueden transmigrar a través del epitelio intestinal, pero normalmente no están asociados a la patología de la enfermedad. Los lactobacilos son potentes inductores de la producción de IL-12 por parte de las células mononucleares de la sangre periférica, siendo evidente la variación de las cepas en la magnitud de estas respuestas (Hessle et al., 1999). Lactobacillus paracasei es más potente en la inducción de IL-12 que L. rhamnosus y L. plantarum. La maduración de las células dendríticas humanas y murinas en presencia de cepas de Lactobacilli aumenta su capacidad de inducir respuestas de tipo Th-1 y T reguladoras (Fink et al., 2007a,b). L. acidophilus induce una potente activación de las células NK mediada por las DC, induciendo la expresión de CD69, CD25 y HLA-DR y NKp44 y la producción de IFN-γ en las células NK autólogas de sangre periférica. Curiosamente, otros lactobacilos y cepas comensales son inductores menos potentes de la activación de las células NK y regulan a la baja la producción de IFN-γ inducida por L. acidophilus (Fink et al., 2007a,b). Se sabe que la producción de IL-10 en respuesta a los ligandos TLR, incluido el LPS de E. coli, contrarresta la activación de las células NK dependiente de la IL-12 (Goodier y Londei, 2000). La variación de la cepa en la inducción de IL-10 por patógenos comensales podría explicar este efecto de regulación a la baja y proporcionar un mecanismo para restringir las respuestas manifiestas de las células NK a los patógenos comensales (Hessle et al., 2000).
El muramil dipéptido, un patrón molecular asociado a patógenos (PAMP) derivado de bacterias gramnegativas y grampositivas, es reconocido por el dominio de oligomerización nuclear 2 (Nod2) expresado en las células epiteliales intestinales y cuyo ARNm se encuentra tanto en las células dendríticas como en los monocitos (Athie-Morales et al., 2008). Las células NK de la sangre y las líneas de células NK que expresan nod2 pueden ser activadas por muramil dipéptido en presencia de interferón-alfa para la inducción de la expresión de CD69 y combinadas con IL-12 para la producción de IFN-γ (Athie-Morales et al, 2008).
Los PAMPs, incluyendo el zymosan, el LPS y el resiquimod, inducen la producción de IL-23 a partir de los monocitos humanos, que a su vez, activan la IL-22 y otras moléculas asociadas al crecimiento epitelial a partir de las células NKp44+NK-22 tonsilares (Cella et al., 2009). Funciones similares en el intestino pueden integrar la capacidad protectora de las bacterias comensales y la regeneración y reparación en el epitelio intestinal. La IL-23 estimula las células NKp44+ NK-22 tonsilares y también induce la producción de IL-10 por parte de las líneas celulares epiteliales, lo que indica un mecanismo adicional de restricción de la activación manifiesta de las respuestas inflamatorias por parte de los microbios comensales o patógenos (Cella et al., 2009). En ratones de laboratorio libres de gérmenes, la frecuencia de las células NK1.1int NKp46+ RORγt hi de la lámina propia intestinal está disminuida y la expresión constitutiva o inducida por IL-23 del ARNm y la proteína de IL-22 por parte de estas células está prácticamente abolida (Sanos et al., 2009; Satoh-Takayama et al., 2008). El ARNm de IL-22 constitutivo también está abolido en las células NK1.1int NKp46+CD127+ de ratones deficientes en RORγt, lo que indica que los microbios comensales contribuyen efectivamente a las vías de regeneración a través de un mecanismo dependiente de las células NKp46+RORγt+ (Satoh-Takayama et al., 2008). Por lo tanto, las células NK intestinales, en particular las situadas en la lámina propia del intestino delgado y grueso, pueden proporcionar un vínculo crítico entre el reconocimiento innato de los patógenos comensales y el mantenimiento rutinario del epitelio intestinal.
La liberación de patrones moleculares asociados a daños (DAMPs), incluyendo el grupo de alta movilidad caja 1, el sulfato de heparina y el hialuronano, desde el epitelio intestinal lesionado o inflamado y la matriz extracelular asociada durante la respuesta de curación a la infección o el trauma físico también puede tener un impacto en la activación y diferenciación de los subconjuntos de células NK intestinales y merece más investigación (Lotze et al., 2007).