Microflora comensală și căile de activare a celulelor NK în intestinul sănătos
Microorganismele comensale, care colonizează atât intestinul subțire, cât și pe cel gros, sunt esențiale pentru funcționarea normală a intestinului (Artis, 2008; Guarner și Malagelada, 2003). Cu toate acestea, povara enormă a microbilor comensali reprezintă, de asemenea, o provocare stimulativă considerabilă pentru sistemul imunitar înnăscut, care poate avea un impact asupra funcției celulelor NK din intestin. Bacteriile comensale au potențialul de a activa iNK ca efect secundar al activării TLR asupra celulelor epiteliale intestinale sau prin intermediul maturării celulelor dendritice intestinale, care eșantionează microbii luminali prin extinderea proceselor celulare prin joncțiunile dintre celulele epiteliale.
Celele epiteliale intestinale exprimă receptori Toll-like (TLR), care pot fi activați de tipare moleculare de la bacteriile comensale asociate, transducând semnale care duc la activarea celulelor epiteliale (Rakoff-Nahoum et al., 2004). Activarea celulelor epiteliale intestinale mediată de TLR duce la producerea de chemokine, inclusiv IP-10, care pot promova migrarea celulelor NK CXCR3+ către epiteliu (Lan et al., 2005). IL-15 este, de asemenea, produsă de celulele epiteliale intestinale la interacțiunea cu liganzii TLR (Zhou et al., 2007).
Diverse subseturi de celule dendritice rezidă în lamina proprie intestinală la om care, în urma maturizării, produc factori cu potențialul de a activa celulele NK, inclusiv IL-12. (Bell și colab., 2001; Hart și colab., 2004, 2005). Mai multe studii au modelat impactul stimulării celulelor NK din sângele periferic uman ca răspuns la bacteriile comensale. Lactobacilii, care sunt prezenți în microflora indigenă normală a intestinului subțire și gros, pot transmigra prin epiteliul intestinal, dar nu sunt în mod normal asociați cu patologia bolii. Lactobacilii sunt potențiali inductori ai producției de IL-12 de către celulele mononucleare din sângele periferic, cu o variație evidentă a tulpinii în ceea ce privește amploarea acestor răspunsuri (Hessle et al., 1999). Lactobacillus paracasei este mai puternic în ceea ce privește inducerea IL-12 decât L. rhamnosus și L. plantarum. Maturarea celulelor dendritice umane și murine în prezența tulpinilor de lactobacili sporește capacitatea acestora de a induce răspunsuri de tip reglator Th-1 și T (Fink et al., 2007a,b). L. acidophilus induce o puternică activare a celulelor NK mediată de DC, inducând expresia CD69, CD25, HLA-DR și NKp44 și producția de IFN-γ în celulele NK autologe din sângele periferic. În mod interesant, alte tulpini de lactobacili și tulpini comensale sunt inductori mai puțin puternici ai activării celulelor NK și reglează în sens negativ producția de IFN-γ indusă de L. acidophilus (Fink et al., 2007a,b). Se știe că producția de IL-10 ca răspuns la liganzii TLR, inclusiv E. coli LPS, contrabalansează activarea celulelor NK dependentă de IL-12 (Goodier și Londei, 2000). Variația de tulpină în ceea ce privește inducerea IL-10 de către agenții patogeni comensali ar putea explica acest efect de reducere și ar putea oferi un mecanism de limitare a răspunsurilor manifeste ale celulelor NK la agenții patogeni comensali (Hessle et al., 2000).
Muramyl dipeptide, un model molecular asociat agenților patogeni (PAMP) derivat de bacterii gram negative și gram pozitive, este recunoscut de domeniul de oligomerizare nucleară 2 (Nod2) exprimat în celulele epiteliale intestinale și pentru care ARNm se găsește atât în celulele dendritice, cât și în monocite (Athie-Morales et al., 2008). Celulele NK din sânge și liniile de celule NK care exprimă nod2 pot fi activate de muramil dipeptidă în prezența interferonului-alfa pentru inducerea expresiei CD69 și combinate cu IL-12 pentru producerea de IFN-γ (Athie-Morales et al., 2008).
PAMP-urile, inclusiv zymosan, LPS și resiquimod, induc producerea de IL-23 de către monocitele umane, care, la rândul lor, activează IL-22 și alte molecule asociate creșterii epiteliale din celulele amigdaliene NKp44+NK-22 (Cella et al., 2009). Funcții similare în intestin pot integra capacitatea de protecție a bacteriilor comensale și regenerarea și repararea în epiteliul intestinal. IL-23 stimulează celulele amigdaliene NKp44+ NK-22 și, de asemenea, induce producția de IL-10 de către liniile de celule epiteliale, indicând un mecanism suplimentar de limitare a activării excesive a răspunsurilor inflamatorii de către microbii comensali sau patogeni (Cella et al., 2009). La șoarecii de laborator fără germeni, frecvența celulelor NK1.1int NKp46+ RORγt hi din lamina propria intestinală este diminuată, iar expresia constitutivă sau indusă de IL-23 a ARNm și a proteinei IL-22 de către aceste celule este practic abolită (Sanos et al., 2009; Satoh-Takayama et al., 2008). ARNm IL-22 constitutiv este, de asemenea, abolit în celulele NK1.1int NKp46+CD127+ de la șoarecii cu deficit de RORγt, ceea ce indică faptul că microbii comensali contribuie într-adevăr la căile de regenerare prin intermediul unui mecanism dependent de celulele NKp46+RORγt+ (Satoh-Takayama et al., 2008). Celulele NK intestinale, în special cele localizate în lamina proprie a intestinului subțire și gros, pot, prin urmare, să asigure o legătură critică între recunoașterea înnăscută a agenților patogeni comensali și întreținerea de rutină a epiteliului intestinal.
Liberarea modelelor moleculare asociate daunelor (DAMP), inclusiv a grupului de mobilitate ridicată caseta 1, a sulfatului de heparină și a hialuronanului, din epiteliul intestinal lezat sau inflamat și din matricea extracelulară asociată, în timpul răspunsului de vindecare la infecții sau traume fizice, poate avea, de asemenea, un impact asupra activării și diferențierii subseturilor de celule NK intestinale și merită investigații suplimentare (Lotze et al., 2007).