In Vivo Augmentation of Gut-Homing Regulatory T Cell Induction

La maladie intestinale inflammatoire (MII) est une maladie chronique inflammatoire dans le tractus gastro-intestinal (GUT). Aux États-Unis, il y a environ 1,4 million de patients atteints de MII. Il est généralement admis qu’une réponse immunitaire dysrégulée aux bactéries intestinales déclenche la maladie et perturbe la barrière épithéliale muqueuse^1,2. Pour cette raison, actuellement disponibles U.S. Food and Drug Administration (FDA) médicaments approuvés inhibent les fonctions des médiateurs inflammatoires ou de bloquer le homing des cellules immunitaires dans l’intestin. Cependant, les médiateurs inflammatoires et les cellules immunitaires qui sont ciblées sont également nécessaires pour les défenses immunitaires. En conséquence, les inhibiteurs inflammatoires de médiateur compromettent la défense immunitaire systémique et les bloqueurs de homing de cellules immunitaires affaiblissent la défense immunisée d’intestin, qui peuvent mener aux conséquences graves^3,4. En outre, les bloqueurs de homing de cellules immunitaires peuvent également bloquer le homing des cellules t (Treg) réglementaires dans l’intestin et ainsi peuvent aggraver la tolérance immunitaire d’intestin déjà compromise dans les patients d’IBD. En outre, le blocage de la cellule Treg homing dans l’intestin peut également conduire à la suppression immunitaire systémique en raison de l’accumulation de cellules Treg dans le sang⁵. Enfin, les inhibiteurs et les bloqueurs fonctionnent de façon transitoire et, par conséquent, nécessitent des administrations fréquentes. L’administration fréquente de ces inhibiteurs et bloqueurs peut exacerber davantage les effets secondaires fâcheux.

Récemment, nous avons proposé une nouvelle stratégie qui peut potentiellement atténuer ou même éliminer les effets secondaires associés aux médicaments actuels pour le traitement des MII⁶. Cette stratégie augmente l’induction des cellules Treg intestinales dans les tissus lymphoïdes périphériques⁶. La raison d’être de cette stratégie est que les cellules Treg gut-homing spécifiquement à la maison à l’intestin et donc ne compromettra pas les défenses immunitaires systémiques. En outre, puisque les cellules de Treg peuvent potentiellement former la mémoire^7,8, cellules de Treg gut-homing peuvent potentiellement fournir un contrôle stable de l’inflammation chronique d’intestin dans les patients d’IBD et, ainsi, le traitement ne devrait pas devoir être administré aussi fréquemment. En outre, puisque cette stratégie augmente l’induction de cellules Treg gut-homing in vivo, il n’a pas le souci de l’instabilité in vivo dans un environnement hautement proinflammatoire qui est associé au transfert adoptif des cellules Treg générées in vitro^9,10. À cet égard, les cellules Treg générées in vitro sont l’une des stratégies proposées pour le traitement des maladies auto-immunes^11,12,13 et le rejet de transplantation^14,15. Enfin, dans cette stratégie, les cellules dendritiques (DC) sont conçues pour produire localement des concentrations élevées de deux molécules de novo : la vitamine D active (1,25-dihydroxyvitamin D ou 1,25[OH]₂D) et la vitamine A active (acide rétinoïque ou RA). Nous avons choisi 1,25(OH)₂D et RA parce que 1,25 (OH)₂D peut induire l’expression de molécules régulatrices (p. ex., boîte à fourche P3 [foxp3] et interleukine-10 [IL-10])^16,17 et que la RA peut stimuler l’expression des récepteurs gut-homing dans les lymphocytes T¹⁸. Parce que les deux 1,25(OH)₂D et RA peut également tolériser DCs^28,29, nous raison non plus que les DC machinés seront maintenus de façon stable dans un statut tolérogène in vivo et donc contourner les préoccupations d’instabilité in vivo qui sont associés à des DC tolérogènes générés in vitro (TolDCs)^19,20,21. À cet égard, les TolDC sont également l’une des stratégies proposées pour l’augmentation in vivo des fonctions cellulaires Treg^19,20,21. Pour soutenir notre raisonnement, nous avons montré que les DC s’est fait ingénieur, lors d’une livraison in vivo, peut augmenter l’induction des cellules Treg intestinales dans les tissus lymphoïdes périphériques⁶.

Un autre avantage de notre stratégie proposée est que 1,25 (OH)₂D a également d’autres fonctions qui peuvent potentiellement bénéficier aux patients atteints de MII. Ces autres fonctions comprennent la capacité de 1,25 (OH)₂D pour stimuler la sécrétion d’antimicrobiens²² et pour supprimer la carcinogenèse²³. Les infections et les cancers sont fréquemment associés aux MII^24,25.

Pour générer les DC qui peuvent produire localement des concentrations élevées de 1,25 (OH)₂D et RA de novo, nous utilisons un vecteur lentiviral pour concevoir des DC pour surexprimer deux gènes. Un gène est la famille cytochrome P450 27 sous-famille B membre 1 (CYP27B1) qui code 25-hydroxyvitamine D 1-hydroxylase (1-hydroxylase), qui catalyse physiologiquement la synthèse de 1,25 (OH)₂D. L’autre gène est la déhydrogénase d’aldéhyde 1 membre de la famille A2 (ALDH1a2) qui code la déhydrogénase rétinienne 2 (RALDH2), qui catalyse physiologiquement la synthèse de RA⁶.

Parce que l’augmentation in vivo de l’induction des cellules Treg intestinale est potentiellement importante dans le traitement des MII, dans le protocole suivant, nous détaillerons les procédures de production des DC de 1-hydroxylase-RALDH2-overexpressing (dC-CYP-ALDH) qui peut être utilisé pour l’étude future des cellules de Treg gut-homing in vivo.