Adoptieve immunotherapie van iNKT-cellen in glucose-6-fosfaat-isomerase (G6PI)-Geïnduceerde RA-muizen

Reumatoïde artritis (RA) is een auto-immuunziekte gekenmerkt door chronische, progressieve invasiefheid met 0,5-1% incidentie^1,2. De onderliggende pathogenese wordt toegeschreven aan de abnormale proliferatie van autoreactieve CD4⁺ en CD8⁺ T cellen, gemanifesteerd door een toename van het aandeel cd4⁺IFN-γ⁺ en CD4⁺IL-17A⁺ T cellen, en het verminderde aantal CD4⁺IL-4⁺ en CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺ T cellen. Daarom wordt de afscheiding van ontstekingscytokinen verhoogd en vernietigt een overmatige ontstekingsreactie de inheemse balans en tolerantiefunctie van het immuunsysteem van het lichaam. Bovendien verergeren de helper T-lymfocyten (Th) 1 cellen die het gewricht binnendringen de ontstekingsreactie en gewrichtsschade. Daarom zijn de remming van overmatige ontstekingsrespons en herstel van immuuntolerantie en immuunbalans de sleutel tot de behandeling van RA^3,4.

De iNKT cellen hebben zowel NK cel als T cel functies en kenmerken. De iNKT-cellen herbergen een aparte, invariant T-celreceptor (TCR) α-keten met beperkte TCR β-keten repertoires⁵ en herkennen het glycolipid antigeen gepresenteerd door het grote histocompatibiliteitscomplex (MHC) klasse I molecuul CD1d op het oppervlak van de antigeen-presenterende cellen. Mitsuo et al.⁶ ontdekte een groot aantal iNKT-cellen en functionele defecten bij veel auto-immuunziekten, waaronder RA. Aurore et al.⁷ toonden aan dat iNKT-cellen een positief effect hebben op het handhaven van auto-immuuntolerantie en dat wanneer het aantal en de functie van iNKT-cellen worden hersteld, de ziekte wordt verlicht. Bovendien, Miellot-Gafsou et al.⁸ bleek dat iNKT cellen niet alleen de ziekte ingetrokken, maar ook verhoogde de progressie van de ziekte. Deze tegenstrijdige resultaten suggereren dat iNKT-cellen heterogene T-cellen zijn en dat de functie van verschillende subgroepen kan worden omgekeerd. In een klinische studie van RA correleerde de frequentie van iNKT-cellen met de score van de ziekteactiviteit⁹. De resultaten bevestigden ook dat de frequentie van iNKT werd verlaagd bij RA-patiënten, het aantal CD4⁺IFN-γ⁺ T celsubsets steeg en de secretoire niveaus van ontstekingscytokines IFN-γ en TNF-α stegen^{met 10,11}. Bovendien onderzochten Sharif et al.¹² diabetes type 1 (T1D) en ontdekten dat selectieve infusie van iNKT-cellen de expressie van de inflammatoire cytokine IL-4 uprestelde, immuuntolerantie handhaafde en de ontwikkeling van diabetes type 1 verhinderde. Daarom verhoogt adoptieve infusie van specifieke iNKT-cellen of gerichte activering van iNKT-cellen het niveau van iNKT-cellen bij RA-patiënten, wat een doorbraak kan zijn in ra-behandeling.

Cellulaire immunotherapie is momenteel van groot belang en is op grote schaal gebruikt in kankertherapie. INKT-cellen zijn echter zeldzame, heterogene immunoregulerende cellen (slechts 0,3% van het totale aantal PBMC’s)¹³, wat potentiële klinische toepassingen beperkt. Deze cellen zijn voornamelijk verdeeld in drie subpopulaties: 1) iNKT1 cellen, die een hoge expressie van promyelocytische leukemie zink-vinger eiwit (PLZF) en T-box transcriptie factor (T-bet); 2) iNKT2-cellen met tussenexpressie van PLZF en GATA bindend eiwit 3 (GATA3); 3) iNKT17 cellen met een lage expressie van PLZF en retinoïde-gerelateerde weesnucleaire receptor (ROR)-γt die IFN-γ, IL-4 en IL-17¹⁴afscheiden. Geactiveerde iNKT-cellen scheiden Th1, Th2 en Th17-achtige cytokinen af, die de verschillende immunomodulatorische effecten van iNKT-cellen^{bepalen 15}. De immunomodulatorische en immunotherapeutische effecten van specifieke activering van verschillende subpopulaties van iNKT-cellen zijn verschillend. Daarom kan de selectie van specifieke fenotypes van iNKT-cellen (voornamelijk iNKT2) met ontstekingsremmende functies om de immuunrespons van het lichaam te reguleren, de immuunonbalans en immuunaandoeningen in RA corrigeren.

De oprichting van een ideaal diermodel is van groot belang voor de behandeling en studie van RA pathogenese. Momenteel, de meest gebruikte en volwassen dierlijke modellen omvatten collageen-geïnduceerde artritis, adjuvante artritis, zymosan-geïnduceerde artritis, en polysaccharide-geïnduceerde artritis^16–17. Er is echter geen model dat alle kenmerken van de menselijke RA volledig kan simuleren. Type II collageen-geïnduceerde artritis (CIA) is een klassiek artritis model. De CIA wordt veroorzaakt door immunisatie van muizen met type II collageen-specifieke monoklonale antilichamen, als gevolg van de afhankelijkheid van het lichaam van dit ziektemodel. Benurs et al. beschreven een model met een systemische immuunrespons op glucose-6-fosfaat-isomerase (G6PI), dat perifere symmetrische polyartritis induceert bij vatbare muizenstammen^18,19. In dit model is de ontwikkeling van artritis afhankelijk van T-cellen, B-cellen en aangeboren immuniteit^18,19,20. Horikoshi²¹ vond dat RA-modellen als gevolg van immunisatie van DBA/1 muizen met G6PI polypeptide fragmenten zijn meer vergelijkbaar met de menselijke RA in termen van CD4⁺ T cellen en cytokinen (dat wil zeggen, IL-6 en TNF-α) dan de CIA-modellen. Om het stimulerende effect op de TCR-herkenningssite te vergroten, werden de gemengde polypeptidefragmenten van G6PI (hGPI325-339 en hGPI469-483) gebruikt om DBA/1 muizen te immuniseren om het RA-muismodel te construeren. Het slagingspercentage van deze aanpak kan hoog zijn omdat hGPI325-339 en hGPI469-483 immunodominant zijn voor I-A q-restricted T-celreacties. Daarom kan dit model de overproliferatie van CD4⁺ T-cellen en iNKT-celdefecten bij RA-patiënten^{simuleren 22}. Het basisonderzoek naar RA immunopathologie legde de basis voor ons verder diepgaand onderzoek.