Ρόλος ανοσοδραστικών παραγόντων των επιθηλιακών κυττάρων στην ανάπτυξη της ιστικής βλάβης στο σύνδρομο Sjogren: μελέτη της ανοσολογικής απόκρισης των επιθηλιακών κυττάρων των σιελογόνων αδένων σε μηνύματα διέγερσης των υποδοχέων Toll-like

Abstract

Toll-like receptors (TLR) constitute essential receptors of the immune system and pay significant contribution to the defense of the organism. Up to now, in humans, there have been described at least 11 TLR molecules that are expressed differentially in almost every cell type. The TLRs have the ability to recognize highly conserved components of bacteria, fungi and viruses. Upon triggering, TLRs activate intracellular signaling pathways that result in the initiation of inflammatory responses. More specifically, TLR triggering leads to the induction of pro-inflammatory cytokines and chemokines, costimulatory and adhesion molecules. Moreover, triggering of TLRs, has been found to induce apoptotic cell death in several types of cells, probably aiming towards the elimination of infected cells along with the infectious particle. However, beside the pathogenic constituents, TLRs have the ability to recognize and respond to endogenous ligands expressed in tissues, a fact that supports the hypothesis that TLR signaling can be associated with the pathogenesis of autoimmune diseases. This hypothesis is further supported by data displaying differential expression of the TLRs in tissues of autoimmune patients and induction or perpetuation of organ-specific autoimmune lesions in experimental animal models upon TLR triggering. Primary Sjogren’s syndrome (pSS) or autoimmune epithelitis is a relative common autoimmune exocrinopathy, that is characterized by chronic dysfunction and destruction of salivary and lacrimal glands associated with chronic lymphocytic infiltrations. The clinical, histological and laboratory characteristics of pSS render it an excellent model of studying not only autoimmunity but also the role of epithelial tissue in the development of autoimmune responses. The establishment of long-termed culture of non-neoplastic salivary gland epithelial cell (SGEC) lines derived from SS patients or from patients with non-specific sialoadenitis, constitutes a valuable mean for studying the physiology of salivary glands and their pathophysiological role in the syndrome. Using this approach, it has been shown that the salivary gland epithelial cells are immunologically active, since they express constitutively several immunoactive molecules. Moreover the cells derived from SS-patients were found to be intrinsically activated since they express these molecules in higher levels than the control-patients. In this study, given the importance of epithelial cells in the pathogenesis of inflammatory reactions of pSS patients and the crucial role of TLR signalling in the development of inflammatory responses, we aimed to assess in parallel the expression and function of several TLR molecules in cultured non-neoplastic SGEC lines obtained from pSS patients and disease controls. Thus, we triggered culture non-neoplastic SGEC with TLR-2, -3 and -4 ligands. The quantitative expression of TLR, was assessed in mRNA and protein level, and their function was determined by the induction of the expression of several immunoactive molecules. In confirmation of their central role in tissue immunity, salivary gland epithelial cells displayed high constitutive expression of TLR-1, -2, -3 and -4 molecules. These receptors were found to be functional as their triggering results in the up-regulation of the expression of the adhesion molecule CD54/ICAM.1, of the costimulatory molecule CD40 and of the antigen-presenting molecule MHC-I. In addition, SGEC derived from pSS patients were found to display significantly higher constitutive mRNA expression of TLR-1, -2, -3 and -4 molecules compared to disease controls, a fact, which supports the intrinsic activation that characterises the epithelial cells in pSS patients.

Οι υποδοχείς Toll-like (TLR) αποτελούν ουσιώδεις υποδοχείς του ανοσολογικού συστήματος και συμβάλλουν σημαντικά στην άμυνα του οργανισμού αφού συντελούν στην ενεργοποίηση τόσο της φυσικής όσο και της επίκτητης ανοσίας. Στον άνθρωπο έχουν περιγραφεί μέχρι στιγμής τουλάχιστον 11 υποδοχείς που εκφράζονται σχεδόν σε όλους τους κυτταρικούς τύπους, παρουσιάζοντας βέβαια αποκλίσεις στα επίπεδα έκφρασής τους στους διάφορους ιστούς. Οι TLR έχουν την ικανότητα να αναγνωρίζουν υψηλά συντηρημένα συστατικά βακτηρίων, μυκήτων ή ιών. Ύστερα από τη διέγερσή τους, ενεργοποιούν ενδοκυττάριες οδούς μεταγωγής σήματος που καταλήγουν στην έναρξη φλεγμονωδών αποκρίσεων. Πιο συγκεκριμένα η διέγερση των TLR οδηγεί στην επαγωγή προ-φλεγμονωδών κυτταροκινών και χημειοκινών, συνδιεγερτικών και προσκολλητικών μορίων. Παράλληλα, όμως, η διέγερση των υποδοχέων TLR έχει καταδειχθεί ότι επάγει και αποπτωτικό θάνατο σε διάφορους κυτταρικούς τύπους, με πιθανό στόχο την απαλοιφή των προσβεβλημένων κυττάρων και συνεπακόλουθα και του μολυσματικού παράγοντα. Ωστόσο, εκτός από τα στοιχεία των παθογόνων μικροοργανισμών, οι TLR έχουν την ικανότητα να αναγνωρίζουν και να αντιδρούν σε ενδογενή μόρια των ιστών, γεγονός που συνέβαλε στην ενίσχυση της υπόθεσης ότι η ενεργοποίηση των υποδοχέων συμμετέχει στην παθογένεια αυτοάνοσων νοσημάτων. Η τελευταία υπόθεση βασίζεται επίσης και σε αναφορές που καταδεικνύουν τη διαφορική έκφραση των υποδοχέων στους ιστούς ασθενών με αυτοάνοσα νοσήματα, καθώς και την επαγωγή ή την επέκταση των οργανοειδικών αυτοάνοσων βλαβών σε διάφορα πειραματικά ζωικά μοντέλα ύστερα από διέγερση των υποδοχέων TLR. Το πρωτοπαθές σύνδρομο Sjogren ή αυτοάνοση επιθηλιίτιδα είναι μία σχετικά κοινή αυτοάνοση εξωκρινοπάθεια, που χαρακτηρίζεται από χρόνια δυσλειτουργία και καταστροφή των σιελογόνων και δακρυϊκών αδένων, σχετιζόμενες με χρόνιες λεμφοκυτταρικές διηθήσεις. Τα κλινικά, εργαστηριακά και ιστολογικά χαρακτηριστικά του συνδρόμου Sjogren το καθιστούν άριστο πρότυπο μελέτης, όχι μόνο για την αυτοανοσία, αλλά και για την έρευνα του ρόλου του επιθηλιακού ιστού στην εκδήλωση της αυτοάνοσης απόκρισης. Η σύσταση μακρόχρονων καλλιεργειών μη-νεοπλασματικών επιθηλιακών κυτταρικών σειρών (ΕΚΣΑ), που προέρχονται από σιελογόνους αδένες ασθενών με σύνδρομο Sjogren και ασθενών με μη-ειδική σιελαδενίτιδα, αποτέλεσε ένα πολύτιμο μέσο για τη μελέτη της φυσιολογίας των σιελογόνων αδένων, καθώς και του παθοφυσιολογικού τους ρόλου στο σύνδρομο. Χρησιμοποιώντας αυτή την προσέγγιση έχει αποδειχθεί τόσο η ανοσολογική λειτουργία των επιθηλιακών κυττάρων, όπως καταδεικνύεται από την ικανότητά τους να εκφράζουν αυθόρμητα διάφορα ανοσοδραστικά μόρια, όσο και η ενδογενής ενεργοποίηση των κυττάρων που προέρχονται από τους ασθενείς με σύνδρομο Sjogren, αφού τα τελευταία εκφράζουν, αυθόρμητα, σε υψηλότερα επίπεδα τα εν λόγω μόρια. Δεδομένης της συμμετοχής των επιθηλιακών κυττάρων στην παθογένεια των φλεγμονωδών αντιδράσεων που εμφανίζονται στους ασθενείς με πρωτοπαθές σύνδρομο Sjogren, και του σημαντικού ρόλου της σηματοδότησης μέσω των υποδοχέων TLR στην ανάπτυξη των φλεγμονωδών αποκρίσεων, στην παρούσα μελέτη επιδιώξαμε να καθορίσουμε παράλληλα την έκφραση και τη λειτουργία ορισμένων υποδοχέων TLR στα καλλιεργημένα μη-νεοπλασματικά ΕΚΣΑ, που προέρχονται από ασθενείς με πρωτοπαθές σύνδρομο Sjogren και από ασθενείς μάρτυρες (ασθενείς με μη-ειδική σιελαδενίτιδα).