Căutarea unei modalități eficiente de inhibare a respingerilor imune este una dintre cele mai importante strategii pentru susținerea transplanturilor clinice. Recent, studiile referitoare la transplantul de organe au demonstrat că aplicarea inhibitorului DPPIV sau a mAb-ului anti-CD26 a crescut gradul de grefare a celulelor donatorului și, respectiv, a diminuat GVHD acută și au indicat CD26 ca o nouă țintă pentru intervenția terapeutică în boala GVHD.11 Pentru a clarifica rolul CD26 în respingerea grefei alogeneice, șoarecii CD26 knock-out au fost utilizați într-un studiu de transplant cutanat alogenic. Am constatat că șoarecii CD26-/-/- au prezentat un grad mai scăzut de necroză a grefelor și o respingere întârziată a alogrefelor (Fig. 1).
CD26 este un marker de activare a limfocitelor T și B și a celulelor NK. Ca moleculă costimulatoare, CD26 mediază procesele de transducție a semnalului celulelor T prin interacțiunea sa cu adenozin deaminaza, CD45, caveolin-1 sau CARMA1.5 Blocarea co-stimulării celulelor T mediate de CD26 a indus anergie în celulele T CD4+.24 În lucrarea de față, un procent mai mic de celule CD3+, precum și de celule CD4+, au fost găsite în MPBL și MSL ale șoarecilor CD26-/-, atât înainte cât și după transplantul de piele (Fig. 3). În plus, infiltrarea celulelor CD3+ și CD4+ a fost detectată într-un grad mai scăzut în țesuturile grefate ale șoarecilor CD26-/- decât la șoarecii CD26+/+ după transplantul de piele (Fig. 7b, c). Această constatare indică faptul că deficitul de CD26 are ca rezultat afectarea dezvoltării, maturării și funcției celulelor CD4+, ceea ce corespunde constatărilor noastre anterioare.23 Este interesant faptul că procentul de celule CD8+ în MPBL-urile șoarecilor CD26-/- a fost același ca la șoarecii CD26+/+ înainte de transplant; cu toate acestea, procentul a fost semnificativ mai mic la șoarecii CD26-/- decât la șoarecii CD26+/+ după transplantul de piele (Fig. 3). Numărul de infiltrare a celulelor CD8+ în grefele de piele a fost net inferior la șoarecii CD26-/- decât la șoarecii CD26+/+ după transplantul de piele. Aceste constatări sugerează o proliferare, o activare și o funcție redusă a celulelor CD8+ la șoarecii CD26-/-/- ca răspuns la antigenii alogeni. Celulele T CD8+ sunt o componentă proeminentă a repertoriului de celule T alogene induse după transplantul alogen la șoareci; activitatea lor citotoxică este direcționată către peptidele din complexul major de histocompatibilitate (MHC) de clasă I al donatorului.25 Procentul redus de celule CD8+ la șoarecii CD26-/- (Fig. 3) după transplantul alogen poate contribui parțial la gradul redus de necroză al grefelor și la respingerea întârziată a alogrefei. Mai mult, procentele de celule CD3+, CD4+ și CD4+NK1.1- din MSL au fost mai mici la șoarecii CD26-/- decât la șoarecii CD26+/+ înainte de transplant, dar diferența a fost redusă după transplant. S-a raportat că inhibarea CD26 a crescut homing-ul celulelor donatorului și a îmbunătățit grefa alogenă.26 Scăderea diferenței procentuale a celulelor CD3+ și CD4+ din MSL între cele două tipuri de șoareci după transplant se poate datora creșterii homing-ului acestor celule către splină la șoarecii CD26-/-.
Rejectarea alogrefei este determinată în principal de celulele T ale gazdei. Deși toate componentele sistemului imunitar înnăscut și adaptativ participă la respingerea grefei, limfocitele T și, în special, celulele CD4+ sunt de o importanță capitală în acest proces.27. Odată activate, celulele T CD4+ dirijează în primul rând progresia răspunsului prin secreția de citokine care activează, extind și/sau recrutează alte celule efectoare, cum ar fi macrofagele, celulele T CD8+ și celulele B.27, 28 Prin analiza suplimentară a nivelurilor de citokine la ambele tipuri de șoareci, în serul șoarecilor CD26-/- după transplantul alogenic s-a constatat o secreție semnificativ redusă de IL-2, IFN-γ, IL-6, IL-17, IL-4 și IL-13 (Fig. 4). Este posibil ca această secreție redusă să fi fost cauzată de un număr mai mic de celule CD4+ la șoarecii CD26-/- înainte de transplant; cu toate acestea, trebuie luată în considerare o diferențiere și o funcție deficitară a celulelor CD4+ ca răspuns la antigenul alogen la șoarecii CD26-/-. Nivelurile serice scăzute de IL-2, IFN-γ și IL-6 indică o diferențiere și o funcție parțial defectuoasă pentru celulele Th1, în timp ce nivelurile scăzute de IL-4 și IL-13 indică o diferențiere și o funcție insuficientă a celulelor Th2 la șoarecii CD26-/-.
Ca citokină cheie, IFN-γ prezintă efecte diverse și potențial contradictorii asupra respingerii alogrefei de organ.29 IL-2 este o altă citokină asociată Th1 care are, de asemenea, efecte complexe asupra respingerii alogrefei.30 Atât IFN-γ, cât și IL-2 sunt citokine pleiotropice și joacă un rol important în proliferarea celulelor T și B în timpul reacției inflamatorii. Citocinele acționează mai întâi ca molecule care inițiază creșterea celulelor T și supraviețuiesc în timpul răspunsului imunitar și apoi întăresc răspunsul Th1 cu un feedback pozitiv.29, 30 În cazul respingerii acute, celulele Th1 se infiltrează predominant în grefe, în care IL-2 și IFN-γ pot induce activarea celulelor NK și a macrofagelor, care sunt arme puternice pentru distrugerea alogrefelor.29, 30 Mai mult, IFN-γ induce expresia moleculelor MHC de clasă II și secreția de IgG2a și IgG3 din celulele B activate. Într-un model de respingere acută, șoarecii IFN-γ-/- au prezentat o respingere întârziată a grefei de piele.31 Mai multe studii au raportat că toleranța la respingerea alogrefei este mediată, cel puțin parțial, de IL-4, o citokină tipică a celulelor Th2, prin promovarea IL-10 și a producției de IgG1.32 Alte studii au oferit rezultate contradictorii, indicând că administrarea unui inhibitor Th2 prelungește supraviețuirea alogrefei cardiace.33 IL-13, care prezintă efecte similare cu cele ale IL-4, este o altă citokină asociată cu răspunsul Th2; IL-13 împarte un lanț receptor (IL-4R α-chain) cu IL-4, dar diferă în ceea ce privește celulele țintă implicate, ceea ce determină o serie de evenimente biologice diferite.32 Un număr din ce în ce mai mare de studii au demonstrat că citokinele celulelor Th1 și Th2, cum ar fi IL-2, IFN-γ și IL-4, sunt capabile să susțină expansiunea clonală a celulelor B și sinteza de anticorpi.28, 34 Deficitul de CD26 are ca rezultat alterarea diferențierii și a funcției celulelor Th1 și Th2 la șoarecii CD26-/-. Nivelurile scăzute de citokine Th1 IFN-γ și IL-2 ar putea avea ca rezultat o scădere a proliferării celulelor CD8+ (Fig. 3) și a activării macrofagelor, reducând astfel infiltrarea celulelor CD8+ și a macrofagelor în grefe (Fig. 7) în timpul respingerii alogrefelor. Pe de altă parte, nivelurile scăzute de IFN-γ, IL-2 și IL-4 la șoarecii CD26-/- după transplantul alogenic ar putea afecta activarea și diferențierea celulelor B, reducând producția de anticorpi (Fig. 2).
Rejectarea imunitară este un proces complex care implică un răspuns imunitar celular, precum și unul umoral și se caracterizează prin producerea de anticorpi de către limfocitele B. IgG, componenta principală a Igs serice și un anticorp patogen comun la pacienții cu respingere de transplant, joacă un rol indispensabil în deteriorarea grefelor în timpul respingerii transplantului.35 În lucrarea noastră de față, în serul șoarecilor CD26-/- a fost detectată o producție scăzută de IgG și a subseturilor sale, IgG1 și IgG2a, (Fig. 2). Acest rezultat corespunde constatărilor noastre anterioare care demonstrează că producția de anticorpi a fost clar mai mică la șoarecii CD26-/- decât la șoarecii CD26+/+, fie după imunizarea cu ovalbumină, fie după stimularea mitogenă cu pokeweed.23, 36 Această constatare indică faptul că diferențierea celulelor B a fost afectată de deficiența CD26. În activarea celulelor B dependentă de celulele T, este necesară o interacțiune între celulele B și celulele Th și anumite citokine Th1 și Th2 pentru a susține expansiunea clonală a celulelor B și sinteza anticorpilor. La șoarecii CD26-/-, un procent scăzut de celule Th (CD4+) (Fig. 3) și o producție scăzută de IL-2 și IL-4 (Fig. 4) ar putea duce la o activare și diferențiere deficitară a celulelor B, reducând astfel producția de IgG. IgG este o componentă majoră care mediază alorecunoașterea între antigenele exogene și celulele CD8+ ale receptorului în timpul respingerii grefei.37 Producția scăzută de IgG la șoarecii CD26-/- (Fig. 2) poate, prin urmare, să ducă la reducerea atacului grefei de către celulele efectoare.
În mod interesant, nivelul de secreție de IL-10 a fost mai mare la șoarecii CD26-/- (Fig. 4G). În sprijinul rezultatelor noastre, s-a demonstrat că blocarea CD26/DPPIV îmbunătățește transplantul de alogrefă pulmonară și crește expresia IL-10.38 IL-10 este cunoscută ca fiind o citokină antiinflamatorie; s-a raportat că IL-10 reduce expresia citokinelor Th1 și Th17 în procesul de inflamație, în special în timpul semnalizării celulelor Treg.39 Diferite tipuri de celule produc IL-10, inclusiv Th2 și macrofage, precum și celule T reglatoare.40 La șoarecii CD26-/-, nivelurile ridicate de secreție de IL-10 (Fig. 4g) ar fi putut fi rezultatul unui procent ridicat de Tregs (Fig. 6). În mod notabil, ca răspuns la transplantul alogenic, niveluri ridicate de IL-6 au fost detectate în serul șoarecilor CD26+/+ din prima zi și au atins un vârf în ziua 7 după transplant; cu toate acestea, doar o cantitate mică de IL-6 a fost detectată în serul șoarecilor CD26-/- până în ziua 7 după transplant (Fig. 4d). Studii recente au demonstrat că IL-6 joacă un rol foarte important în reglarea echilibrului dintre celulele Th17 producătoare de IL-17 și Tregs.41 Astfel, nivelul scăzut de IL-17 și procentul ridicat de Tregs observate la șoarecii CD26-/- în acest studiu (Fig. 5 și 6) s-ar fi putut datora parțial funcției reduse a IL-6 și activității excesive a IL-10.
În plus, s-a raportat că celulele Th17 umane sunt caracterizate de o expresie ridicată a CD26,18 care este un marker de selecție negativă pentru Tregs umane,19 sugerând că CD26 este implicat în diferențierea și funcția celulelor Th17, dar nu este legat de Tregs. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că la șoarecii CD26-/- a fost observat un echilibru deficitar al diferențierii Th17 și Tregs. Deși respingerea alogrefei este asociată în mod tradițional cu diferențierea Th1, multe studii recente au arătat că celulele Th17 și IL-17 au fost strâns asociate cu respingerea alogrefei.42 Celulele Th17 sunt o adăugare mai recentă la paradigma celulelor T, în timp ce IL-17, o citokină Th17 cheie, este un factor proinflamator.43 Dovezile acumulate sugerează că celulele Th17 joacă un rol în dezvoltarea leziunilor cronice ale alogrefei în transplantul de diferite organe. Semnul distinctiv al respingerii alogrefei mediate de celulele Th17 este capacitatea IL-17 de a recruta neutrofile, care sunt una dintre primele celule efectoare inflamatorii capabile să se infiltreze în alogrefă după transplant, provocând astfel leziuni ale alogrefei.42 În schimb, Tregs joacă un rol crucial în toleranța imună și în controlul negativ al diferitelor răspunsuri imune prin suprimarea sau reglarea în jos a altor celule T efectoare în timpul respingerii imune.44 S-a raportat că inhibarea CD26/DPPIV promovează secreția de TGF-β1, care este esențială pentru diferențierea Tregs.45 Pentru dezvoltarea și funcționarea celulelor Treg CD4+CD25+, este necesar factorul de transcripție forkhead (Foxp3).46 S-a raportat că IL-10 este un factor important în menținerea expresiei FoxP3.47 Nivelul ridicat de IL-10 observat la șoarecii CD26-/-/- (Fig. 4g) poate fi benefic pentru expresia FoxP3. Se presupune că activitatea Th17 redusă și procentul crescut de Tregs în MSLs și MPBLs ale șoarecilor CD26-/- după transplantul alogenic sunt cele mai importante motive pentru necroza redusă a grefei și respingerea întârziată a allogrefei la șoarecii CD26-/-.
Certe chemokine contribuie la infiltrarea macrofagelor în țesuturile grefei, cum ar fi proteinele chemotactice ale monocitelor (MCP-1, -2, -3), factorul de stimulare a coloniilor de macrofage (M-CSF sau CSF-1) și chemokine ligand 5 (CCL5 sau RANTES (regulated and normal T cell expressed and secreted)).48 Ca substraturi ale DPPIV/CD26, MCP și RANTES pot fi trunchiate de DPPIV, urmată de alterarea efectului lor chemotactic.3 S-a constatat că MCP cu o Lys amino-terminală poate fi clivată de CD26/DPPIV și poate duce la inactivarea chemotaxei sale; cu toate acestea, MCP cu o pGlu NH2-terminală a rămas neafectată.49 Efectul CD26 asupra diferitelor izoforme de MCP implicate în chemotaxia macrofagelor în timpul transplantului de piele ar trebui să fie investigat în continuare. S-a raportat că trunchierea CCL5/RANTES prin DPPIV scade legarea sa la receptorul de chemokine 1 (CCR1) și CCR3, dar crește legarea sa la CCR5, contribuind la recrutarea macrofagelor în grefele renale.48 Deficiența CD26 a șoarecilor CD26-/- probabil a redus activitatea de legare a CCL5/RANTES la CCR5 și a dus la reducerea infiltrării macrofagelor în grefe.
CD26 este o proteină multifuncțională, prezentând fie activitate enzimatică, fie interacționând cu diferite molecule. Studii recente au raportat că CD26/DPPIV este implicată în vindecarea rănilor cutanate. La șoarecii CD26-/- au fost observate rate mai mari de închidere a plăgilor, revascularizare și proliferare celulară, iar inhibitorul DPPIV a arătat un potențial beneficiu în vindecarea plăgilor.50 În cazul transplantului cutanat, CD26 este implicat nu numai în respingerea imună, ci și în procesul de vindecare a plăgilor; astfel, CD26 joacă un rol de tip Janus în grefare și respingere. În lucrarea de față, nivelul necrotic al grefelor și nivelurile de IgG și citokine aferente din serul șoarecilor CD26-/-/- au fost net inferioare celor de la șoarecii CD26+/+. Cu toate acestea, începând cu ziua 13 posttransplant, grefele au fost îndepărtate și rănile s-au vindecat rapid la șoarecii CD26-/-. Reducerea respingerii alogrefei la șoarecii CD26-/-, așa cum s-a observat în lucrarea noastră de față, poate fi parțial contracarată de intensificarea vindecării rănilor, unde CD26 este implicat în ambele procese.
În concluzie, rezultatele noastre indică faptul că CD26 este implicat în respingerea grefelor alogeneice. Deficiența CD26 a dus la o diferențiere parțial afectată a subpopulațiilor Th1, Th2 și Th17, dar a crescut procentul de Tregs. La rândul lor, funcțiile reduse ale Th1, Th2 și Th17 au afectat diferențierea celulelor B și au scăzut activitățile celulelor CD8+ și ale macrofagelor, ceea ce a dus la o producție mai mică de IgG și la o respingere întârziată a alogrefelor la șoarecii CD26-/-.
.