Rola glukokortykoidów w rozwoju i funkcji naturalnych regulatorowych limfocytów T

Abstract

Wiele procesów fizjologicznych zachodzących w organizmie podlega cyklicznym (24h) zmianom, zwanymi rytmami okołodobowymi. Aktywność układu odpornościowego również wykazuje rytmiczne zmiany zależne od pory dnia, które podlegają regulacji przez układ nerwowy i endokrynowy. Jednym z lepiej poznanych mechanizmów biorących udział w regulacji układu odpornościowego jest oś podwgórzowo – przysadkowo – nadnerczowa (HPA). Pod kontrolą osi HPA w rytmie okołodobowym zachodzi synteza glukokortykoidów (GC). Największy poziom wydzielania GC przypada na początek fazy aktywności organizmu, który u myszy występuje wieczorem natomiast u ludzi rano. Zarówno glukorkortykoidy jak i naturalne regulatorowe limfocyty T (nTreg) o fenotypie CD4+CD25+Foxp3+ pełnią ważną rolę w kontroli aktywności poziomu odpowiedzi immunologicznej. Glukokortykoidy, ze względu na swoje silne właściwości immunosupresyjne i przeciwzapalne są powszechnie stosowane w leczeniu chorób związanych z nadmierną aktywnością układu odpornościowego. Stosowane są w terapii chorób autoimmunizacyjnych, alergiach, ostrych i przewlekłych stanach zapalnych, czy odpowiedzi przeszczep przeciwko gospodarzowi (GVHD). Jednakże ich działanie jest niespecyficznie, a długoterminowe stosowanie wywołuje stan ogólnoustrojowej immunosupresji, co przyczynia się to obniżenia odporności organizmu. Limfocyty nTreg powstają w grasicy, jednak dokładny mechanizm ich różnicowania i dojrzewania pozostaje nadal niejasny. Wskazuje się udział glukokortykoidów w tym procesie. Głównym źródłem syntezy endogennych glukokortykoidów jest kora nadnerczy. GC są także syntetyzowane przez korowe komórki nabłonkowe grasicy (cTEC) oraz limfocyty T i B. Z dobowym rytmem syntezy GC związany jest okołodobowy rytm migracji leukocytów, aktywacji i funkcji efektorowych komórek układu odpornościowego. Komunikację pomiędzy układem hormonalnym a odpornościowym zapewniają receptory dla hormonów, w tym receptory dla glukokortykoidów (GCR) występujące w oraz na komórkach odpornościowych. Wskazuje się również na pozytywny udział glukokortykoidów w przeżywalności nTreg i indukcji syntezy czynnika transkrypcyjnego Foxp3 odpowiadającego za powstawanie i funkcje supresorowe limfocytów nTreg. Wykazano także mniejszą wrażliwość limfocytów nTreg na apoptozę indukowaną przez syntetyczne glikokortykoidy w porównaniu z pozostałymi populacjami tymocytów. Na podstawie dostępnych wyników badań dokumentujących udział GC i osi HPA w regulacji funkcji układu odpornościowego oraz jego zmiennej aktywności zależnej od pory dnia, sformułowano następującą hipotezę badawczą: Rozwój i aktywność supresorowa naturalnych regulatorowych limfocytów T wykazuje rytmiczność zależną od pory dnia. Rytmiczne zmiany aktywności supresorowej limfocytów nTreg uczestniczą w zmiennej aktywności układu odpornościowego zależnej od pory dnia. W procesie rozwoju i regulacji rytmicznych zmian aktywności supresorowej limfocytów nTreg uczestniczą glukokortykoidy. Badania przeprowadzono w dwóch etapach. Celem pierwszego była weryfikacja hipotezy zakładającej występowanie rytmiczności rozwoju nTreg w dwóch wybranych punktach czasowych odpowiadających najmniejszemu i największemu stężeniu endogennych glukokortykoidów. Porównano etapy rozwoju głównych populacji tymocytów oraz nTreg dwóch prototypowych szczepów myszy obu płci C57BL/6 i BALB/c różniących się typem odpowiedzi immunologicznej, odpowiednio Th1 i Th2. Celem drugiego etapu była weryfikacja hipotezy zakładającej regulację rozwoju i aktywności supresorowej nTreg przez glukokortykoidy. W badaniach wykorzystano wyżej wymienione szczepy myszy, które traktowano syntetycznym glukokortykoidem – deksametazonem przez dootrzewnowe wstrzyknięcie dwóch wybranych dawek: 1.25 g/kg/dobę i 1.25 mg/kg/dobę. Uzyskane wyniki potwierdziły hipotezę badawczą, wykazano: 1/ rytmiczność rozwoju i aktywności supresorowej nTreg zależną od pory dnia; 2/ rytmiczne zmiany ekspresji receptorów dla glukokortykoidów w limfocytach nTreg zachodzące zgodnie z rytmem najmniejszego i największego stężenia endogennych glukokortykoidów; 3/ działanie syntetycznego glukokortykoidu – deksametazonu zwiększa odsetek nTreg w grasicy i ich aktywność supresorową przy zachowaniu rytmiczności zależnej od pory dnia obserwowanej w warunkach fizjologicznych. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano potencjalny mechanizm regulacji aktywności układu odpornościowego odpowiedzialny za rytmiczne zmiany zależne od pory dnia. Mechanizm ten zakłada udział limfocytów nTreg, których rozwój i funkcje podlegają regulacji przez GC za pośrednictwem receptorów dla GC.