Μελέτη της εμπλοκής της κυτοκίνης οστεοποντίνης στην έναρξη και ανάπτυξη της εντερικής φλεγμονής

Abstract

Inflammatory bowel diseases (IBDs), including Crohn’s disease (CD) and ulcerativecolitis (UC), are caused by excessive inflammatory responses against commensal floraand other antigens present in the intestinal lumen. Alternations in intestinal dendriticcells (DCs) contribute to IBD development on humans and mice with experimentalcolitis (EC). Mesenteric lymph node (MLN) DCs are crucial mediators of colitisinduction and they are separated in two main subsets that differentially express theintegrin αΕ (CD103): CD11chighCD103+ and CD11chighCD103- DCs. Although bothDC subsets are identified in MLNs during acute colitis, which DC subset mediatescolitis initiation remains unknown.A recent study suggested the pro-inflammatory role for the cytokine osteopontin(Opn) in chronic EC. In addition, Opn is highly expressed in intestinal immune andnon-immune mucosal cells, and in the plasma of IBD patients, as well as in colon and plasma of mice with EC. Opn expressed by DCs during autoimmunity contributes tothe cellular mechanisms that mediate autoimmune diseases. Overall, Opn plays a rolein modulating DC phenotype, recruitment and function during several inflammatoryconditions. However, whether the crucial DC subset for colitis expresses Opn and thepossible significance of DC-expressed Opn is unknown.The initial scope of this thesis was aimed in the identification of the critical DC subsetfor acute colitis induction. We found that the MLN CD103- DCs exhibit proinflammatoryrole in acute colitis. We address that apart from other inflammatorycytokines, CD103- DCs expressed very high levels of Opn during colitis. We also found that Opn expression by CD103- DCs is critical for their inflammatoryproperties.By different experimental approaches, this thesis addresses that Opn expression byCD103- DCs could be solely responsible for their pro-inflammatory function. Thus,here we demonstrate for the first time that particularly Opn expression by CD103-DCs is crucial for their pro-inflammatory cytokine secretion. Opn expression boostedthe special capability of CD103- DCs to drive type 1 CD4 T-helper cell (Th1) andTh17 cell polarization that mediate colitis. Additionally this thesis proposes a noveltargeted therapeutic approach for colitis. Particularly, we show that neutralization ofalpha 9 integrin that is a ligand for Opn, and is expressed specifically on CD103- DCssurface during colitis, blocked the pro-inflammatory action of Opn.

Οι ιδιοπαθείς φλεγμονώδεις νόσοι του εντέρου (ΙΦΝΕ) προκαλούνται απόυπερβολικές φλεγμονώδεις ανοσοαποκρίσεις ενάντια στην συμβιωτική μικροχλωρίδακαι σε άλλα αντιγόνα του εντερικού αυλού. Αλλαγές στα εντερικά δενδριτικάκύτταρα (ΔΚ) συμβάλλουν στην δημιουργία ΙΦΝΕ στους ανθρώπους καιπειραματικής κολίτιδας σε μύες. Τα ΔΚ των μεσεντέριων λεμφαδένων είναι βασικοίμεσολαβητές της επαγωγής της κολίτιδας και χωρίζονται σε δυο κύριους υποτύπουςμε διαφορετική έκφραση της ιντεγκρίνης αΕ (CD103): Υπάρχουν ταCD11chighCD103+ και τα CD11chighCD103- ΔΚ.Πρόσφατη μελέτη προτείνει τον προ-φλεγμονώδη ρόλο της κυτοκίνης οστεοποντίνης(Opn) στην χρόνια πειραματική κολίτιδα. Επιπροσθέτως, η Opn εκφράζεται σε πολύυψηλά επίπεδα σε κύτταρα ανοσοποιητικά και μη του εντέρου, στο πλάσμα ασθενώνμε ΙΦΝΕ, αλλά και στο κόλον και το πλάσμα μυών με κολίτιδα. Η Opn εκφράζεταικαι από τα ΔΚ συμβάλλοντας στους κυτταρικούς μηχανισμούς που διαμεσολαβούν τις αυτοάνοσες ασθένειες. Συνολικά, η Opn παίζει ρόλο στην ρύθμιση τουφαινοτύπου, της επιστράτευσης και της λειτουργιάς των ΔΚ σε διάφορες καταστάσειςφλεγμονής. Παρόλα αυτά είναι άγνωστο αν ο καίριος υπότυπος ΔΚ για την κολίτιδαεκφράζει Opn και την πιθανή σημαντικότητα αυτής της έκφρασης για την ασθένεια.Ο σκοπός της διδακτορικής διατριβής αρχικά στόχευε στην ταυτοποίηση του καίριουυπότυπου ΔΚ για την επαγωγή κολίτιδας. Αποδείξαμε πως τα CD103- ΔΚ τωνμεσεντέριων λεμφαδένων έχουν προ-φλεγμονώδη δράση στην οξεία κολίτιδα. Επίσηςορίσαμε ότι τα CD103- ΔΚ εκτός από άλλες προ-φλεγμονώδεις κυτοκίνες, εκφράζουν πολύ υψηλά επίπεδα Opn. Ακόμη βρήκαμε ότι η έκφραση Opn από τα CD103- ΔΚκαθορίζει την προ-φλεγμονώδη υπόσταση τους στην κολίτιδα.Με τη χρήση διαφορετικών πειραματικών προσεγγίσεων, σε αυτή τη διατριβήδείχνουμε ότι η έκφραση της Opn από τα CD103- ΔΚ μπορεί να είναι από μόνη τηςυπεύθυνη για την προ-φλεγμονώδη δράση τους. Αποδεικνύουμε για πρώτη φορά, ότιη έκφραση της Opn από τα CD103- ΔΚ είναι σημαντική για την έκφραση άλλων προ-φλεγμονωδών κυτοκινών από τα ίδια κύτταρα. Η έκφραση της Opn ενίσχυσε τηνικανότητα των CD103- ΔΚ να οδηγούν την διαφοροποίηση των Τ βοηθητικώνλεμφοκυττάρων Τύπου 1 (Th1) και Th17, διαμεσολαβητών της ασθένειας.Τέλος, η διατριβή προτείνει μια στοχευμένη θεραπευτική προσέγγιση: Συγκεκριμένα,χρήση αντισώματος ενάντια στην άλφα 9 ιντεγκρίνη που είναι προσδέτης της Opn,και εκφράζεται στην επιφάνεια των CD103- ΔΚ κατά την επαγωγή της κολίτιδας, εμπόδισε σημαντικά την προ-φλεγμονώδη δράση της Opn.