Ontwikkeling van een antigeen-gedreven Colitis Model naar Presentatie van antigenen te bestuderen door antigen presenterende cellen om T-cellen

De darm is het grootste vlak van het lichaam dat is blootgesteld aan de externe omgeving. Enorme arrays van de ingezeten microben koloniseren de menselijke darm de darmflora (of microflora) te vormen. Dit is naar schatting bestaan ​​uit maximaal 100000000000000 microbiële cellen en vormt een van de meest dichtbevolkte bacteriële habitats in de biologie ^1-3 bekend. In het GIT bacteriën koloniseren een intestinale niche waar ze kunnen overleven en zich vermenigvuldigen ^4. In ruil daarvoor, de microbiota schenkt de gastheer met extra functionele kenmerken niet gecodeerd op zijn genoom ^1. Bijvoorbeeld de microbiota stimuleert de proliferatie van epitheelcellen, produceert vitaminen die gastheer kan produceren op zichzelf metabolisme reguleert en beschermt tegen pathogenen ^4-6. Gezien deze voordelige relatie, hebben sommige auteurs gesuggereerd dat de mens zijn "super-organismen" of "holobionts", dat zijn een mix van bacteriële en menselijke genen ^7,8. Gezien de gunstige invloed van de microbiota van de (menselijke) gastheer, de intestinale immuunsysteem moet commensal microben tolereren om hun bestaan ​​in het lumen mogelijk te maken, maar ook de dood van de ziekteverwekkers die binnenvallen van luminale kant ^9-11. De intestinale immuunsysteem mechanismen om onderscheid te maken tussen onschadelijke en potentieel schadelijke microben luminaal ontwikkeld; Maar deze mechanismen zijn nog niet goed begrepen ^12. Handhaven intestinale integriteit vereist een strak gereguleerd immuunhomeostase het evenwicht tussen tolerantie en immuniteit ¹³ houden. Een onbalans bij immuun homeostase bij aan de inductie van intestinale ziekten zoals inflammatoire darmziekten (IBD) ^3,14.

Er zijn twee belangrijke types van IBD: ziekte van Crohn (CD) en colitis ulcerosa (UC). Patiënten met deze ziekten vaak lijden aan rectaal bloeden, ernstige diarree en buikpijn ^15,16. De oorzaak van IBD is nog steedsonbekend, maar een combinatie van genetische factoren, omgevingsinvloeden en ontregelde immuunreacties kunnen de belangrijkste gebeurtenis ziekteontwikkeling ¹⁵ zijn.

Diermodellen voor IBD zijn al meer dan 50 jaar. In de afgelopen decennia nieuwe IBD modelsystemen ontwikkeld om de verschillende hypothesen met betrekking tot de pathogenese van IBD ^17,18. De meest bestudeerde van chronische colitis is de T-celoverdracht model verstoring van T-cel homeostase ^19,20 induceert. Dit model gaat overbrengen naïeve T-cellen van muizen in immunocompetente gastheer die T- en B-cellen (bijvoorbeeld RAG ^{– / –} muizen en SCID) missen ^16,21. De ontwikkeling van de ziekte in dit model wordt gecontroleerd 3-10 weken door onderzoek van de aanwezigheid van diarree, verminderde fysische activiteit, en verlies van lichaamsgewicht. Dit wordt zo genoemd het wasting syndroom ^16. In vergelijking met de gezonde muizen de dikke weefsel van getransplanteerde gastheren is Thicker, korter en zwaarder ^16. DE T celoverdracht model, is het mogelijk om te begrijpen hoe verschillende T cel populaties kan bijdragen tot de pathogenese van IBD ^22. De T celoverdracht model niet de interactie tussen APC en T-cellen in het ziekteproces analyseren een antigeen-specifieke wijze. Het is aangetoond dat een interactie tussen myeloïde cellen en lymfoïde cellen die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van darmontsteking ²³ zijn. Hoewel veel aspecten van IBD zijn opgehelderd, de initiële gebeurtenissen die leiden tot de ontwikkeling van de ziekte moet nog duidelijk worden begrepen.

Aangetoond is dat bij het ​​uitblijven van microbiota overdracht colitis kan niet worden vastgesteld ^24. Onlangs heeft een aantal theorieën komt IBD gevolg van een immuunrespons tegen commensale bacteriën ²⁵ zijn. Auteurs hebben voorgesteld dat commensale bacteriën noodzakelijk om ontsteking te induceren in de distale darm^26. In kiemvrij (GF) dieren de intestinale immuunsysteem verzwakte ^27,28, maar een kolonisatie van deze muizen met een mengsel van specifiek-pathogeenvrije bacteriën resulteert in de ontwikkeling van de volledig competent intestinaal immuunsysteem ^29. Vandaar de microbiota lijkt een sleutelelement in de pathogenese van IBD, hetzij als een mechanisme dat predisponeert voor of beschermen tegen de ontwikkeling van darmontsteking ^30,31. Huidige theorieën komt IBD is een gevolg van microbiële onbalans, genoemd dysbiose in genetische aanleg ³² patiënten, maar het is niet duidelijk of de dysbiosis de oorzaak of gevolg van de ziekte ^12. Gezien de rol van micro-organismen in de ontwikkeling van IBD, in vitro experimenten toonden aan dat CD4 ⁺ T-cellen kunnen worden geactiveerd door APCs gepulst met darmbacteriën ^33,34.

Bovendien is aangetoond dat antigenen vanverschillende commensale bacteriën, zoals E. coli, Bacteroides, Eubacterium en Proteus, kunnen CD4 ⁺ T-cellen ³⁵ activeren. Dit geeft aan dat de presentatie van bacteriële antigenen aan T-cellen van belang is voor de ontwikkeling van IBD. De complexiteit van meerdere antigenen verkregen door de microflora in de ziekte te verminderen, heeft E. coli stam gecreëerd die het OVA antigen produceert. Overdracht colitis werd geïnduceerd door injectie van OVA-specifieke T-cellen in RAG ^{– / –} dieren gekoloniseerd met OVA tot expressie E. coli.

Dit model is gebaseerd op de recente aanwijzingen dat CX ₃ CR1 ⁺ Kamerleden, een grote mobiele subgroep in het colon lamina propria (CLP) ^36, zijn interactie met CD4 ⁺ T-cellen tijdens de overdracht colitis ^37. MPs proeven het darmlumen voor deeltjesvormig antigeen, zoals bacteriën, met behulp van hun dendrieten ^{36, 38,39.} Vorige studiesaangetoond dat MPs ook kan opnemen oplosbare antigenen, zoals OVA, ingebracht in het darmlumen ^40,41. Gezien de overvloed van CX ₃ CR1 ⁺ MPs in de CLP, is het mogelijk dat deze cellen luminale bacteriën monster en interactie met CD4 T-cellen. Confocale beeldvorming van muizen getransplanteerd met OVA-specifieke CD4 ⁺ T-cellen gekoloniseerd met E. coli CFP-OVA, blijkt dat CX ₃ CR1 ⁺ MPs in contact met OT-II CD4 ⁺ T-cellen tijdens de ontwikkeling van antigeen gedreven colitis. Dit model maakt de studie van de antigeenpresentatie proces tussen intestinale APC's en T-cellen die specifiek alleen voor specifieke antigeen expressie bacteriën in het darmlumen.