Limfocyty Th17 w alergii i astmie

Transkrypt

1 MECHANIZMY ASTMY I ALERGII 165 Limfocyty Th17 w alergii i astmie Th17 lymphocytes in allergy and asthma MAREK JUTEL, KATARZYNA SOLAREWICZ-MADEJEK, SYLWIA SMOLIŃSKA Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej Akademii Medycznej we Wrocławiu Streszczenie Limfocyty pomocnicze Th17 to niedawno opisana subpopulacja pomocniczych limfocytów T CD4+. Zostały one wyodrębnione na podstawie ich zdolności do produkcji charakterystycznych dla nich cytokin, takich jak: IL-17, IL-22, IL-17F, czy chemokin, jak CCL20. Funkcjonalna rola Th17 sprowadza się głównie do obrony gospodarza przed zewnątrzkomórkowymi bakteriami, poprzez aktywację różnych mechanizmów należących zarówno do swoistej jak i nieswoistej odpowiedzi immunologicznej. W stanach patologicznych odgrywają one bardzo ważną rolę w efektorowych mechanizmach przewlekłego zapalenia w przebiegu chorób autoimmunologicznych. Ostatnie doniesienia wskazują także na istotną rolę limfocytów Th17 w przewlekłych procesach zapalnych, towarzyszących chorobom alergicznym, takim jak: kontaktowe zapalenie skóry, atopowe zapalenie skóry i astma. Słowa kluczowe: limfocyty Th17, IL-17, mechanizmy alergii, astma, atopowe zapalenie skóry Summary A new subset of T helper cells (Th), the Th17 cells, constitute a recently described subpopulation of CD4+ T lymphocytes. They have been distinguished by their ability to produce a set of characteristic cytokines such as IL-17, IL-22, IL-17F or chemokines, like CCL20. The main function of Th17 is immune defence against extracellular pathogens. This function is executed through activation of different mechanisms of both specific and nonspecific immune response. In pathological conditions, Th17 cells play an essential role in the effector mechanisms of chronic inflammation during autoimmune diseases. However, recent reports point also to a major role of Th17 cells in chronic inflammation associated with allergic diseases, such as contact dermatitis, atopic dermatitis and asthma. Keywords: Th17 lymphocytes, IL-17, allergy mechanisms, asthma, atopic dermatitis Alergia Astma Immunologia 2012, 17 (4): Przyjęto do druku: Adres do korespondencji / Address for correspondence Prof. dr hab. med. Marek Jutel Ul. Chałubińskiego , Wrocław marek.jutel@umed.wroc.pl tel.: , faks: Wykaz skrótów: ANN alergiczny nieżyt nosa AZS atopowe zapalenie skóry BAL popłuczyny oskrzelikowo-pęcherzykowe CD (cluster of differentiation) antygen powierzchniowy CIA (collagen-induced arthritis) eksperymentalny model reumatoidalnego zapalenia stawów EAE (experimental autoimmune encephalomyelitis) eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia FoxP3 czynnik transkrypcyjny GKS glikokortykosteroidy GM-CSF granulocytowo-monocytarny czynnik wzrostu IL (interleukin) interleukina inkt (invariant natural killer T) indukowany limfocyt typu NK LTi (lymphoid tissue inducer) limfocyt T aktywujący tkankę limfatyczną mab przeciwciało monoklonalne MHCII cząsteczka układu zgodności tkankowej klasy drugiej NK (natural killer cells) limfocyt NK NK-22 populacja komórek NK związana z MALT (mucosal associated lymphoid tissues) NKT limfocyt T typu NK OWA owoalbumina ROR (retinoic acid receptor-related orphan receptor) czynnik transkrypcyjny STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3) czynnik transkrypcyjny TCR (T cell receptor) receptor limfocytów T Tγδ limfocyty T gamma delta TGF-β (tumour growth factor) czynnik wzrostu guza Th (T helper lymphocyte) limfocyt T pomocniczy

2 166 Alergia Astma Immunologia 2012, 17 (4): Wprowadzenie Aktywność limfocytów T i B odgrywa główną rolę w nabytej odpowiedzi immunologicznej. Podczas, gdy rola limfocytów B w odpowiedzi immunologicznej jest determinowana głównie przez funkcje efektorowe produkowanych przez nie immunoglobulin należących do różnych klas, to limfocyty T sprawują swoje funkcje regulacyjne i efektorowe dzięki zdolności do syntezy cytokin. Działają one synergistycznie lub antagonistycznie w różnorodnych kombinacjach i decydują o uaktywnieniu właściwego typu odpowiedzi immunologicznej przeciwko patogenom. Aktywność ta decyduje także o rozwoju różnych uwarunkowanych immunologicznie patologii, związanych z autoimmunizacją lub alergią. Badania nad populacjami limfocytów T CD4 + i profilami wydzielanych przez nie cytokin oraz związanymi z nimi funkcjami regulatorowymi i efektorowymi pozwoliły na wyróżnienie kolejnej subpopulacji limfocytów, która nosi oznaczenie Th17. W warunkach fizjologicznych komórki te odgrywają bardzo ważną rolę w ochronie głównie przed bakteriami zewnątrzkomórkowymi, ale także niektórymi patogenami wewnątrzkomórkowymi i grzybami. W patologii limfocyty Th17 są ważnym czynnikiem biorącym udział w efektorowych mechanizmach chorób autoimmunologicznych. Ponadto coraz więcej wiadomo o ich roli w patomechanizmie przewlekłego zapalenia w przebiegu chorób alergicznych. Poniżej opisano funkcje fizjologiczne komórek Th17 wraz z warunkami ich rozwoju i różnicowania. Ponadto zwrócono uwagę na fizjologiczne i patologiczne funkcje tych komórek ze szczególnym uwzględnieniem ich roli w obronie przed patogenami oraz w rozwoju chorób autoimmunologicznych i alergicznych. Zwrócono także uwagę na inne komórki biorące udział we wrodzonej odpowiedzi immunologicznej, które są zdolne do produkcji cytokin charakterystycznych dla subpopulacji limfocytów Th17, takich jak: IL-17 i IL-22. Limfocyty CD4 + wydzielające IL-17 scharakteryzowana subpopulacja limfocytów pomocniczych Odporność immunologiczna typu nabytego (swoista) pełni zasadniczą rolę w eliminacji czynników infekcyjnych. Dysregulacja odpowiedzi immunologicznej typu nabytego często prowadzi do zaburzeń tolerancji, a w konsekwencji do różnych typów nadwrażliwości związanych z rozwojem chorób autoimmunologicznych lub alergicznych. W 1986r. Mosmann i wsp. [1] zaproponowali teorię paradygmatu dotyczącego różnych subpopulacji limfocytów pomocniczych CD4 +. Wyróżnili oni dwie główne grupy limfocytów Th nadając im oznaczenie Th1 i Th2. Każda z tych populacji charakteryzuje się innym profilem produkowanych cytokin. Limfocyty Th1 różnicują się z naiwnych komórek T (CD4 + CD45RA + ) w wyniku stymulacji przez IL-12, która jest heterodimeryczną cytokiną, zbudowaną z dwóch podjednostek p35 i p40. Th1 wydzielają przede wszystkim IFN-γ i IL-2. Są one w głównej mierze zaangażowane w komórkową odpowiedź immunologiczną. Limfocyty Th2 różnicują się z komórek T naiwnych (CD4 + CD45RA + ) pod wpływem IL-4. Wydzielają one IL-4, IL-5 oraz IL-13, i biorą istotny udział w odpowiedzi immunologicznej typu humoralnego [2,3]. Niedługo po ich odkryciu, limfocyty Th1 oraz cytokiny IL-12 i IFN-γ uznane zostały za istotne czynniki dla rozwoju przewlekłych chorób zapalnych, takich jak łuszczyca, stwardnienie rozsiane, reumatoidalne zapalenie stawów, choroby zapalne jelit (IBD). Od niedawna coraz więcej wiadomo o ich ważnej roli w przewlekłym zapaleniu oraz indukowaniu remodelingu tkanek w przebiegu chorób alergicznych [4,5]. Limfocyty Th17 Wykazano, że IL-23 promuje rozwój populacji limfocytów Th wydzielających IL-17, które różnią się od limfocytów Th1. Współdziałanie pomiędzy IL-23 i IL-17 było ocenione na poziomie komórkowym po obserwacji, że aktywacja komórek pamięci typu Th w obecności IL-23 powoduje produkcję IL- 17. Ten fenomen był blokowany przez IL-12 lub IFN-γ [6]. Analiza genetyczna limfocytów Th17 wykazała obecność genów dla IL-17, IL-17F, TNF-α, IL-22, IL-6. Potwierdzono, że czynnik transkrypcyjny RORγτ jest głównym regulatorem tych komórek [7]. Ponadto w aktywacji tych komórek ważną rolę odgrywa inny czynnik transkrypcyjny STAT3 [8,9]. Etapy różnicowania i różnorodność limfocytów T obrazuje rycina 1. Cytokina IL-17 Rodzina cytokin IL-17 składa się z 6 członków o zróżnicowanej homologii i funkcji: IL-17 (zwana również IL-17A), IL-17B, IL-17C, IL-17D, IL-17E (znana również jako IL-25) i IL- 17F [10]. Cytokiny IL-17 i IL-17F mają ścisły związek z limfocytami Th17 [11,12]. Jednak ostatnie doniesienia sugerują, że wydzielanie IL-17 i IL-17F może być nie tylko związane z limfocytami typu Th17, ale także z innymi typami komórek [10]. IL-17F jest najbardziej zbliżona do IL-17A i obie posiadają ten sam receptor i elementy regulatorowe. Receptor IL-17 (IL-17AR) wiąże IL-17A, IL-17F, IL-17E i występuje na wszystkich leukocytach, komórkach nabłonka, śródbłonka, keratynocytach i fibroblastach, w płucach, nerkach i śledzionie [13]. Receptor IL-17 (IL-17AR) występuje powszechnie, a przyłączenie przez niego ligandu powoduje wydzielenie prozapalnych cytokin i chemokin (głównie IL-8, IL-6 oraz CXCL1/3/5/6) [14], co w konsekwencji prowadzi do akumulacji neutrofilów i/lub makrofagów w miejscu zapalenia, jak również ich aktywację i związane z tym uszkodzenie tkanek [15]. IL-17 została opisana jako cytokina wydzielana przez limfocyty Th, której synteza jest silnie pobudzana w przebiegu przewlekłego zapalenia w schorzeniach autoimmunologicznych. Jest ona zdolna do aktywacji komórek nabłonka podczas zapalenia. Rola Th17 w obronie gospodarza przed patogenami została zbadana w wielu modelach eksperymentalnych. Potwierdzono jednoznacznie, że IL-17 jest niezbędna do ochrony przed wieloma zewnątrzkomórkowymi patogenami [6]. Na przykład zaobserwowano, że myszy zmanipulowane genetycznie, które wykazywały brak

3 Jutel M i wsp. Limfocyty Th17 w alergii i astmie ekspresji genów dla IL-17 były wrażliwe na infekcje Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae [16], ale także na wewnątrzkomórkowe patogeny jak Chlamydia [17], czy Francisella [18]. Ponadto u myszy tych nie rozwijało się EAE (eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia) lub CIA (eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie stawów), natomiast nasilona synteza IL-17 była związana z zaostrzeniem choroby [6]. Poza autoimmunologicznymi zaburzeniami, IL-17 uczestniczy także w reakcjach alergicznych i astmie. Efekt jej działania jest silnie związany z komórkami wrodzonego układu odporności, oraz indukowaniu wielu cytokin i chemokin, które powodują rekrutację komórek efektorowych zapalenia. Limfocyty Th17 charakteryzują się ekspresją receptora chemokinowego CCR6, którego pobudzenie nasila ich migrację do miejsc zapalenia, gdzie występuje ligand tego receptora chemokina CCL20. CCL20 uczestniczy w rozwoju i funkcjach błon śluzowych ze względu na jego zdolność do przyciągania mieloidalnych komórek w kierunku nabłonkowych barier otaczających tkanki, w tym w wątrobie, płucach, jelitach, i skórze. CCL20 jest zaangażowany w początkowych etapach przechodzenia Th17 do ośrodkowego układu nerwowego (OUN) i stawów. Dodatkowa rekrutacja komórek immunologicznie kompetentnych, często zdominowanych przez limfocyty Th1, występuje niezależnie od CCR6 [19]. Działanie wielu mikrobiologicznych patogenów może spowodować wzrost ekspresji CCL20. Obserwowano zwiększoną ekspresję CCL20 także w przebiegu chorób alergicznych. Opisane dotychczas mechanizmy związane z limfocytami Th17 stawiają te komórki w unikalnej roli łącznika pomiędzy odpowiedzią immunologiczną wrodzoną i nabytą w lokalnej reakcji na patogeny [19]. Powstawanie Th17 u ludzi 167 Ludzkie komórki Th17 najpierw zostały zidentyfikowane w krwi obwodowej i w jelitach u zdrowych ludzi i u pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna [20,21]. Co ważne, u pacjentów z tą chorobą znaleziono w jelitach zarówno limfocyty Th17 IL-17 + /IFN-γ + jak i Th17 IL-17 + /IFN-γ -. Ludzkie Th17 charakteryzują się ekspresją chemokinowego receptora CCR6 (który pośredniczy w migracji leukocytów do skóry i błon śluzowych) [6] oraz receptora dla IL-23 [20-22]. Marker CD161 (lektyna typu C) został również ostatnio zidentyfikowany na ludzkich limfocytach Th17, co pozwala wyciągnąć wniosek, że wszystkie limfocyty T o fenotypie CD161 + CD4 + należą do grupy CCR6 + [23,24]. W dostępnej literaturze napotkać można kontrowersje co do kombinacji cytokin indukujących różnicowanie subpopulacji Th17. Prawdopodobnie w procesie tym biorą udział: TGF-β, IL-1β, IL-6, IL-23 [25]. W różnicowaniu limfocytów Th17 biorą także udział inne poza cytokinami czynniki, takie jak kwas retinowy, czy prostaglandyna E 2 [26,27]. Inne populacje komórek posiadające aktywność efektorową typu Th17 Wykazano, że cytokiny IL-17 i IL-22 mogą być także wydzielane przez następujące typy komórek: limfocyty T TCRγδ +, NK-22, LTi, inkt. Efektywna synteza IL-17 przez te komórki jest istotna w aktywacji i migracji neutrofilów do miejsca zapalenia. Warto zaznaczyć, że liczne limfocyty Tγδ na obwodzie są prawdopodobnie efektorowymi komórkami pamięci, które przeszły priming (uwrażliwienie) do produkcji IL-17. IL-17 odgrywa w fizjologicznych warunkach ważną rolę w regulacji granulopoezy. Homeostaza Ryc. 1. Etapy różnicowania limfocytów T

4 168 Alergia Astma Immunologia 2012, 17 (4): neutrofilów pozostaje pod kontrolą mechanizmu sprzężenia zwrotnego, który jest inicjowany przez fagocytozę apoptotycznych neutrofilów przez tkankowe makrofagi i komórki dendrytyczne. Komórki fagocytujące wydzielają IL-23 co stymuluje limfocyty T γδ do produkcji IL-17. IL-17 wzmaga różnicowanie neutrofilów i ich rekrutację przez indukcję G-CSF [28]. Th17 w zapaleniu alergicznym Limfocyty Th17 znajdowane są u człowieka w miejscu zapalenia alergicznego zarówno w drogach oddechowych, jak i skórze. Uważa się obecnie, że ich rola w patogenezie reakcji alergicznej zależy od typu choroby, a ponadto jest zmienna w zależności od stadium zaawansowania procesu chorobowego [13]. Źródła komórkowe IL-17, jak i czynniki wyzwalające produkcję tej cytokiny, szczególnie w przebiegu chorób zapalnych płuc, pozostają niejasne. Zaobserwowano, że ekspozycja myszy na ozon indukuje syntezę IL-17A przez limfocyty NKT [29]. Ponadto wykazano, że niektóre produkty wirusów mogą w pewnych warunkach indukować odpowiedź Th17-zależną i mogą mieć w ten sposób wpływ na przebieg astmy [30]. Infante-Duarte i wsp. w 2000 roku wykazali jako pierwsi, że indukcja wydzielania IL-17 przez limfocyty pamięci T CD4 + następuje pod wpływem stymulacji bakteryjnym polipeptydem [31]. Wykazano, że infekcje bakteryjne i grzybicze płuc indukują generowanie komórek immunokompetentnych, jak limfocyty Th1, Th17, Tγδ, NKT, NK, T CD8 +, czy makrofagi, wydzielających szereg cytokin prozapalnych, między innymi cytokinę IL-17 [32]. Wydaje się, że produkcja IL-17, skutkująca napływem neutrofilów, i uwalnianie przez te granulocyty licznych produktów, jak metaloproteinazy, elastazy, czy wolne rodniki tlenowe, może mieć istotne niekorzystne znaczenie w patomechanizmie zarówno przewlekłych chorób płuc, jak astma oskrzelowa, przewlekła obturacyjna choroba płuc, czy mukowiscydoza, jak i przewlekłego zapalenia skóry. Z drugiej zaś strony interesujące są doniesienia dotyczące regulacyjnej roli Th17 w ograniczaniu ostrej odpowiedzi zapalnej. W badaniu na mysim modelu choroby autoreaktywnej (EAE) oraz infekcyjnych (sepsy bakteryjnej i infekcji wirusem grypy), Esplugues i wsp. wykazali, że aktywowane w osi zapalnej CCR6/CCL20 komórki Th17 migrują do jelita cienkiego, tam ulegają usunięciu do światła jelita lub nabywają fenotyp regulatorowy rth17, wydzielający w dużych ilościach IL-10 i ograniczający tym samym indukowany proces zapalny [33]. Nie wykonano, niestety, takiej obserwacji dla modelu choroby alergicznej bardzo interesujące byłoby pełne wyjaśnienie roli komórek Th17 w reakcjach nadwrażliwości. Astma oskrzelowa i alergiczny nieżyt nosa Zaobserwowano, że w krwi obwodowej i bioptatach płuc astmatyków zwiększona jest liczba limfocytów Th17 [34]. Wzrost stężenia IL-17 obserwowano w tkance płuc, popłuczynach oskrzelikowo-pęcherzykowych (BAL), plwocinie i w surowicy krwi [35]. Stężenia IL-17 i IL-8 korelowały z kolei z ilością neutrofilów oraz stopniem zaawansowaniem choroby [36]. Wykazano, że IL-17A jest obecna między innymi w eozynofilach dróg oddechowych [37]. Interesujące są badania nad rolą IL-17 i Th17 w rozwoju nadreaktywności oskrzeli w zależności od etapu reakcji alergicznej i od drogi immunizacji. Jak pokazano w badaniach na myszach, zablokowanie osi IL-17 hamuje inicjację odpowiedzi Th2-zależnej: myszy pozbawione receptora IL-17R (IL-17R KO) nie rozwijały astmy alergicznej po ekspozycji donosowej na owoalbuminę (OWA). Z kolei neutralizacja IL-17 u myszy z już obecną astmą OWA-zależną nasila odpowiedź alergiczną na OWA, co wskazywałoby na rolę IL- 17 przede wszystkim w fazie efektorowej nadwrażliwości [38]. Stwierdzono również, że immunizacja myszy w czasie pojedynczej ekspozycji na OWA drogą dootrzewnową prowadzi do wzrostu w drogach oddechowych eozynofilii i odpowiedzi Th2-zależnej, ale bez rozwoju nadreaktywności oskrzeli, zaś immunizacja wziewna prowadzi do umiarkowanej odpowiedzi profilu Th2 i silnej Th17, z neutrofilią i obecną nadreaktywnością oskrzeli. Zaobserwowano, że w odpowiedzi na prowokację alergenem limfocyty Th17 obecne w płucach uwalniają IL-17, która z kolei indukuje naciek neutrofilowy, zaś obecny odczyn zapalny skutkuje rozwojem nadreaktywności oskrzeli [39]. Z kolei w mysim modelu atopowego zapalenia skóry (AZS) immunizowano osobniki skórną ekspozycją na OWA. Wykazano, że myszy pozbawione możliwości produkcji (knock-out) cytokin profilu Th2, IL-4 i IL-13, po wziewnej prowokacji alergenem rozwijają nasiloną odpowiedź Th17-zależną zarówno systemową, jak i miejscową w drogach oddechowych, z rozwojem nadreaktywności oskrzeli [40]. Prowadzone badania wskazują na wzajemne powiązania odpowiedzi typu Th2 i eozynofilii z odpowiedzią typu Th17 i neutrofilią. Wykazano, że nebulizacje owoalbuminy przez myszy uczulone, z rozwiniętym na tle przewlekłej ekspozycji na OWA zapaleniem eozynofilowym dróg oddechowych, indukowało wczesną ekspresję IL-17 mrna w zapalnie zmienionej tkance płuc, z towarzyszącym naciekiem neutrofilowym. Przeciwciało monoklonalne (mab) anty-il-17, podawane w iniekcji przed nebulizacją, hamowało napływ neutrofilów z siłą równą działaniu deksametazonu. Co ciekawe, przeciwciało to zwiększało również stężenie cytokiny IL-5 w BAL i surowicy i nasilało indukowaną alergenem oskrzelową eozynofilię. W innej serii eksperymentów, anty-il-17 mab było podawane wielokrotnie podczas fazy wziewnej prowokacji OWA u uczulonych myszy. Procedura ta prowadziła do zmniejszenia neutrofilii oskrzelowej, krwi obwodowej oraz w szpiku kostnym, jednocześnie stwierdzono zwiększony odsetek eozynofilów w szpiku i zwiększoną oskrzelową produkcję IL-5, bez wpływu na rozwój nadreaktywności oskrzeli [41]. Obserwacje powyższe wskazują, że IL-17 pełni rolę głównie wzmacniającą odpowiedź Th2-zależną w fazie inicjacji, a hamującą w jej fazie efektorowej, jakkolwiek i ta regulacja nie do końca jest jasna. Istnieją badania wskazujące na synergistyczne działanie subpopulacji Th2 i Th17 w indukcji eozynofilii w drogach oddechowych w astmie, a także na pewną plastyczność polaryzacji populacji Th17 w trakcie ich różnicowania w odpowiedzi alergicznej w przebiegu astmy [32]. Rola neutrofilów w patomechanizmie astmy, w szczególności ciężkiej, z zaznaczoną przebudową dróg oddechowych (remodelingiem), jest wykazywana i badana od

5 Jutel M i wsp. Limfocyty Th17 w alergii i astmie dawna [42], stąd wyjaśnienie roli limfocytów Th17 i innych komórek wydzielających IL-17 może mieć istotne implikacje kliniczne w zakresie planowania nowych strategii terapii, w tym terapii biologicznej, astmy. Ekspresja IL-17 w drogach oddechowych, jak wykazano, jest zwiększona w czasie ekspozycji wziewnej na alergen i stanowi ogniwo między indukowaną alergenem aktywacją limfocytów T i naciekiem neutrofilowym. Na modelu mysim zaobserwowano, że limfocyty Th17 oporne są na glikokortykosteroidy (GKS) [43], zatem standardowa terapia tymi lekami mogłaby wręcz sprzyjać rozwojowi zależnej od Th17 astmy neutrofilowej, a z drugiej strony limfocyty Th17 mogłoby być odpowiedzialne za obserwowane fenotypy kliniczne astmy steroidoopornej. Fenotyp IL-17-zależnej ciężkiej astmy może mieć związek z nieprawidłową równowagą subpopulacji limfocytów Th1 i Th17. Z prowadzonych obserwacji wynika m.in., że w tej postaci astmy zmniejszona jest liczba limfocytów z obecnością czynnika transkrypcyjnego T-bet, typowego dla Th1, a działającego hamująco na limfocyty Th17 [44]. Należy jednak zaznaczyć, że większość prowadzonych obserwacji została wykonana na modelach mysich i obecnie trudno wyciągnąć jednoznaczne wnioski na temat roli Th17 i IL-17 w patogenezie astmy u ludzi. Th17 znajdowane są także, jak można by przypuszczać, u pacjentów z alergicznym nieżytem nosa (ANN). We krwi obwodowej wykazano obecność limfocytów z markerem powierzchniowym CD161 cząsteczką typową dla limfocytów T wydzielających IL-17 [45]. Ciprandi i wsp. oceniali stężenia surowicze IL-17 u pacjentów uczulonych na pyłek brzozy, wykazując, że IL-17 jest istotnie zwiększone u chorych z cięższą postacią choroby, co mogłoby mieć związek z toczącym się pomimo nieciągłej ekspozycji na alergen przewlekłym procesem zapalnym [46]. Wambre i wsp. zaobserwowali, że profil uczulenia pacjenta może być związany z odmiennym wzorcem odpowiedzi Th; w badaniu in vitro identyfikowali alergenowoswoiste limfocyty Th pochodzące od pacjentów uczulonych na alergen brzozy (Bet v 1) i/lub na alergeny roztoczy kurzu domowego (Der p 1, Der p 2) za pomocą tetramerów-mhcii oraz oceniali profil wydzielanych przez Th cytokin. Stwierdzono, że limfocyty osobników uczulonych na pyłek brzozy wykazują profil Th2, zaś uczulonych na alergeny roztoczy profil polimorficzny: Th1, Th2/Th17 lub Th1/Th2 [47]. Badano również znaczenie komórek Th17 i IL-17 w rozwoju polipów nosa. Zaobserwowano, że w zapalnie zmienionej śluzówce nosa chorych z ANN i polipami vs z samym ANN znajduje się istotnie więcej komórek o fenotypie regulatorowym (FoxP3 + ), ale wydzielających IL-17. Konwersja komórek FoxP3 + z IL-17 - do IL-17 + zachodziła in vitro po stymulacji paciorkowcową enterotoksyną B [48]. Jednakże doniesienia dotyczące poziomu IL-17 we krwi obwodowej pacjentów z alergicznym nieżytem nosa są sprzeczne; być może wynika to z różnorodności doboru grup, podobnie znaczenie może mieć także miejsce pobrania materiału do badań cytologicznych z górnych dróg oddechowych [46]. Th17 w atopowym zapaleniu skóry i kontaktowym zapaleniu skóry 169 W przebiegu AZS typowo nie obserwuje się nacieków neutrofilowych, jakkolwiek komórki te pojawiają się w skórze w przebiegu odpowiedzi alergicznej typu natychmiastowego [49], a uwalniane przez nie enzymy mogą istotnie przyczynić się do rozwoju zmian zapalnych w skórze [50]. Uszkodzenie bariery nabłonkowej prowadzi do ekspresji prozapalnej cytokiny CCL20, działającej chemotaktycznie na komórki Th17. Wykazano, że u pacjentów z AZS we krwi obwodowej zwiększony jest odsetek komórek Th17 i wartość ta koreluje z ciężkością choroby. W badaniach immunohistochemicznych komórki IL-17 +, w tym Th17, znajdowano w zmianach skórnych przede wszystkim ostrej fazy choroby, podobnie, jak limfocyty Th2. Ponadto keratynocyty stymulowane IL-17 produkowały duże ilości czynników prozapalnych i chemotaktycznych, działających szczególnie na neutrofile i makrofagi, jak IL-8, czy GM-CSF [51]. Z kolei w fazie przewlekłej populacja komórek Th17 jest wyraźnie zredukowana, być może ma to związek ze skłonnością do nadkażeń bakteryjnych [52]. Zaobserwowano również, że ilość komórek Th17 znacząco ujemnie korelowała z poziomem IgE i eozynofilią u chorych z AZS [53]. Obecność komórek wydzielających IL-17, a także antygenowo swoistych Th17, stwierdzano w bioptatach skóry i we krwi obwodowej u pacjentów w przebiegu wyprysku kontaktowego i alergii na nikiel [54]. Podobnie, jak w AZS, w fazie ostrej odpowiedzi immunologicznej wyprysku stwierdzono miejscowy istotny wzrost wskaźników odpowiedzi typu Th17 czynnika transkrypcyjnego RORC, cytokin IL-17A, IL-17F, IL- 23 [55]. Zaobserwowano, że za niedostateczną odpowiedź przeciwbakteryjną keratynocytów w przebiegu nadkażenia zmian skórnych wyprysku kontaktowego gronkowcem złocistym może odpowiadać supresja odpowiedzi IL-17-zależnej przez środowisko cytokin profilu Th2 [56]. Podsumowanie Duża plastyczność w obrębie subpopulacji limfocytów T pomocniczych determinuje wysoki stopień elastyczności nabytej odpowiedzi immunologicznej. Limfocyty Th17 stanowią ogniwo pogranicza wrodzonej i nabytej odpowiedzi immunologicznej i odgrywają istotną rolę regulacyjną reakcji zapalnej. Jakkolwiek wiele doniesień potwierdza rolę osi IL-17 w patomechanizmie reakcji zapalnej o różnym podłożu, to konieczne są dalsze badania, które w szczególności pozwolą zrozumieć rolę komórek Th17 w mechanizmach reakcji nadwrażliwości, a tym samym otworzą drogę dla nowych strategii diagnostycznych i terapeutycznych w alergii i chorobach uwarunkowanych immunologicznie. Dalsze poznanie mechanizmów konwersji subpopulacji limfocytów Th wymusi nową klasyfikację i nowy opis patomechanizmów tych chorób.

6 170 Piśmiennictwo 1. Mosmann TR, Cherwinski H, Bond MW i wsp. Two types of murine helper T cell clones. 1. Definition according to profiles of lymphokine activities and secreted proteins. J Immunol 1986; 136(7): Jutel M, Akdis CA. T-cell subset regulation in atopy. Curr Allergy Asthma Rep 2011; 11(2): Jutel M, Akdis CA. Immunological mechanisms of allergen-specific immunotherapy. Allergy 2011; 66(6): Basinski TM, Holzmann D, Eiwegger T i wsp. Dual nature of T cell-epithelium interaction in chronic rhinosinusitis. J Allergy Clin Immunol 2009; 124(1): Solarewicz-Madejek K, Basinski TM, Crameri R i wsp. T cells and eosinophils in bronchial smooth muscle cell death in asthma. Clin Exp Allergy 2009; 39(6): Tesmer LA, Lundy SK, Sarkar S, Fox DA. Th17 cells in human disease. Immunol Rev 2008; 223: Ivanov II, McKenzie BS, Zhou L i wsp. The orphan nuclear receptor RORgammat directs the differentiation program of proinflammatory IL-17+ T helper cells. Cell 2006; 126(6): Yang XO, Panopoulos AD, Nurieva R i wsp. STAT3 regulates cytokine-mediated generation of inflammatory helper T cells. J Biol Chem 2007; 282(13): Mathur AN, Chang HC, Zisoulis DG i wsp. Stat3 and Stat4 direct development of IL-17-secreting Th cells. J Immunol 2007; 178(8): Reynolds JM, Angkasekwinai P, Dong C. IL-17 family member cytokines: regulation and function in innate immunity. Cytokine Growth Factor Rev 2010; 21(6): Dong C. Diversification of T-helper-cell lineages: finding the family root of IL-17-producing cells. Nat Rev Immunol 2006; 6(4): Weaver CT, Harrington LE, Mangan PR i wsp. Th17: an effector CD4 T cell lineage with regulatory T cell ties. Immunity (6): Souwer Y, Szegedi K, Kapsenberg ML, de Jong EC. IL-17 and IL-22 in atopic allergic disease. Curr Opin Immunol 2010; 22(6): Nograles KE, Zaba LC, Guttman-Yassky E i wsp. Th17 cytokines interleukin (IL)-17 and IL-22 modulate distinct inflammatory and keratinocyte-response pathways. Br J Dermatol 2008; 159(5): Park H, Li Z, Yang XO i wsp. A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue inflammation by producing interleukin 17. Nat Immunol 2005; 6(11): Ye P, Rodriguez FH, Kanaly S i wsp. Requirement of interleukin 17 receptor signaling for lung CXC chemokine and granulocyte colony-stimulating factor expression, neutrophil recruitment, and host defense. J Exp Med 2001; 194(4): Bai H, Cheng J, Gao X i wsp. IL-17/Th17 promotes type 1 T cell immunity against pulmonary intracellular bacterial infection through modulating dendritic cell function. J Immunol 2009; 183(9): Woolard MD, Hensley LL, Kawula TH, Frelinger JA. Respiratory Francisella tularensis live vaccine strain infection induces Th17 cells and prostaglandin E2, which inhibits generation of gamma interferon-positive T cells. Infect Immun 2008; 76(6): Veldhoen M. The role of T helper subsets in autoimmunity and allergy. Curr Opin Immunol 2009; 21(6): Annunziato F, Cosmi L, Santarlasci V i wsp. Phenotypic and functional features of human Th17 cells. J Exp Med 2007; 204(8): Alergia Astma Immunologia 2012, 17 (4): Acosta-Rodriguez EV, Rivino L, Geginat J i wsp. Surface phenotype and antigenic specificity of human interleukin 17-producing T helper memory cells. Nat Immunol 2007; 8(6): Wilson NJ, Boniface K, Chan JR i wsp. Development, cytokine profile and function of human interleukin 17-producing helper T cells. Nat Immunol 2007; 8(9): Cosmi L, De Palma R, Santarlasci V i wsp. Human interleukin 17- producing cells originate from a CD161+CD4+ T cell precursor. J Exp Med 2008; 205(8): Kleinschek MA, Boniface K, Sadekova S i wsp. Circulating and gut-resident human Th17 cells express CD161 and promote intestinal inflammation. J Exp Med 2009; 206(3): Burgler S, Ouaked N, Bassin C i wsp. Differentiation and functional analysis of human T(H)17 cells. J Allergy Clin Immunol 2009; 123(3): , 595 e Boniface K, Bak-Jensen KS, Li Y i wsp. Prostaglandin E2 regulates Th17 cell differentiation and function through cyclic AMP and EP2/EP4 receptor signaling. J Exp Med 2009; 206(3): Sheibanie AF, Tadmori I, Jing H, Vassiliou E, Ganea D. Prostaglandin E2 induces IL-23 production in bone marrow-derived dendritic cells. Faseb J 2004; 18(11): Stark MA, Huo Y, Burcin TL i wsp. Phagocytosis of apoptotic neutrophils regulates granulopoiesis via IL-23 and IL-17. Immunity 2005; 22(3): Pichavant M, Goya S, Meyer EH i wsp. Ozone exposure in a mouse model induces airway hyperreactivity that requires the presence of natural killer T cells and IL-17. J Exp Med 2008; 205(2): Tanaka J, Watanabe N, Kido M i wsp. Human TSLP and TLR3 ligands promote differentiation of Th17 cells with a central memory phenotype under Th2-polarizing conditions. Clin Exp Allergy 2009; 39(1): Infante-Duarte C, Horton HF, Byrne MC, Kamradt T. Microbial lipopeptides induce the production of IL-17 in Th cells. J Immunol 2000; 165(11): Louten J, Boniface K, de Waal Malefyt R. Development and function of TH17 cells in health and disease. J Allergy Clin Immunol 2009; 123(5): Esplugues E, Huber S, Gagliani N i wsp. Control of TH17 cells occurs in the small intestine. Nature 2011; 475(7357): (doi: /nature10228). 34. Zhao Y, Yang J, Gao YD, Guo W. Th17 immunity in patients with allergic asthma. Int Arch Allergy Immunol 2009; 151(4): Ivanov S, Linden A. Th-17 cells in the lungs? Expert Rev Respir Med 2007; 1(2): Bullens DM, Truyen E, Coteur L i wsp. IL-17 mrna in sputum of asthmatic patients: linking T cell driven inflammation and granulocytic influx? Respir Res 2006; 7: Molet S, Hamid Q, Davoine F i wsp. IL-17 is increased in asthmatic airways and induces human bronchial fibroblasts to produce cytokines. J Allergy Clin Immunol 2001; 108(3): Schnyder-Candrian S, Togbe D, Couillin I i wsp. Interleukin-17 is a negative regulator of established allergic asthma. J Exp Med 2006; 203(12): Wilson RH, Whitehead GS, Nakano H i wsp. Allergic sensitization through the airway primes Th17-dependent neutrophilia and airway hyperresponsiveness. Am J Respir Crit Care Med 2009; 180(8):

7 Jutel M i wsp. Limfocyty Th17 w alergii i astmie 40. He R, Kim HY, Yoon J i wsp. Exaggerated IL-17 response to epicutaneous sensitization mediates airway inflammation in the absence of IL-4 and IL-13. J Allergy Clin Immunol 2009; 124(4): Hellings PW, Kasran A, Liu Z i wsp. Interleukin-17 orchestrates the granulocyte influx into airways after allergen inhalation in a mouse model of allergic asthma. Am J Respir Cell Mol Biol 2003; 28(1): Wenzel SE, Szefler SJ, Leung DY i wsp. Bronchoscopic evaluation of severe asthma. Persistent inflammation associated with high dose glucocorticoids. Am J Respir Crit Care Med 1997; 156(3 Pt 1): McKinley L, Alcorn JF, Peterson A i wsp. TH17 cells mediate steroid-resistant airway inflammation and airway hyperresponsiveness in mice. J Immunol 2008; 181(6): Durrant DM, Gaffen SL, Riesenfeld EP i wsp. Development of allergen-induced airway inflammation in the absence of T-bet regulation is dependent on IL-17. J Immunol 2009; 183(8): Poggi A, Canevali P, Contatore M, Ciprandi G. Higher Frequencies of CD161 Circulating T Lymphocytes in Allergic Rhinitis Patients Compared to Healthy Donors. Int Arch Allergy Immunol 2012; 158(2): Ciprandi G, Fenoglio D, De Amici M i wsp. Serum IL-17 levels in patients with allergic rhinitis. J Allergy Clin Immunol 2008; 122(3): Wambre E, Bonvalet M, Bodo VB i wsp. Distinct characteristics of seasonal (Bet v 1) vs. perennial (Der p 1/Der p 2) allergenspecific CD4(+) T cell responses. Clin Exp Allergy 2011; 41(2): Liu T, Song C-H, Liu A-M i wsp. Forkhead box P3+ T cells express interleukin-17 in nasal mucosa of patients with both allergic rhinitis and polyposis. Clin Exp Immunol 2011; 163(1): Zweiman B, Haralabatos IC, Pham NC i wsp. Sequential patterns of inflammatory events during developing and expressed skin late-phase reactions. J Allergy Clin Immunol 2000; 105(4): Harper JI, Godwin H, Green A i wsp. A study of matrix metalloproteinase expression and activity in atopic dermatitis using a novel skin wash sampling assay for functional biomarker analysis. Br J Dermatol 2009; 162(2): Koga C, Kabashima K, Shiraishi N i wsp. Possible pathogenic role of Th17 cells for atopic dermatitis. J Invest Dermatol 2008; 128(11): Guttman-Yassky E, Lowes MA, Fuentes-Duculan J i wsp. Low expression of the IL-23/Th17 pathway in atopic dermatitis compared to psoriasis. J Immunol 2008; 181(10): Hayashida S, Uchi H, Moroi Y, Furue M. Decrease in circulating Th17 cells correlates with increased levels of CCL17, IgE and eosinophils in atopic dermatitis. J Dermatol Sci 2011; 61(3): Albanesi, C., et al., Interleukin-17 is produced by both Th1 and Th2 lymphocytes, and modulates interferon-gamma- and interleukin-4-induced activation of human keratinocytes. J Invest Dermatol 2000; 115(1): Zhao Y, Balato A, Fishelevich R i wsp. Th17/Tc17 infiltration and associated cytokine gene expression in elicitation phase of allergic contact dermatitis. Br J Dermatol 2009; 161(6): Eyerich K, Pennino D, Scarponi C i wsp. IL-17 in atopic eczema: linking allergen-specific adaptive and microbial-triggered innate immune response. J Allergy Clin Immunol 2009; 123(1):