Fibroblasts as immunosuppressors - functional equivalent of multipotent mesenchymal stromal cells

Full Text

К настоящему времени в нескольких независимых лабораториях были продемонстрированы иммуномодулирующие эффекты мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) in vitro, такие как супрессия пролиферации аллогенных Т-лимфоцитов [1], индукция анергии и апоптоза Т-клеток [2], модуляция продукции цитокинов иммунокомпетентными клетками [3] и ингибирование созревания дендритных клеток (ДК) [4]. Эта иммуномодуляция антиген-неспецифична и осуществляется через взаимодействия типа «клетка-клетка», а также опосредована рядом растворимых факторов, таких как TGF-ß, PGE2 и метаболиты триптофана [5, 6]. Результаты ранних фаз клинических испытаний свидетельствуют о том, что внутривенное введение ММСК, изолированных из костного мозга и культивировавшихся in vitro, препятствует развитию у пациентов, перенесших трансплантации ГСК, реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ) [7].

В 2007 году в Journal of Immunology была опубликована статья группы Collin M.P. et al. В своей работе исследователи сравнили иммунологические характеристики фибробластов кожи человека и ММСК костного мозга. В отличие от предыдущих работ исследование выполнено не на коммерческих линиях фибробластов с измененными свойствами, а на первичной культуре.

Дермальные фибробласты были получены из биоптатов кожи. Их изолировали на основе адгезии к пластику и определения иммунофенотипа СВ73+СВ45^-. ММСК получали из мононуклеарной фракции аспиратов костного мозга и проверяли их способность к дифференцировке в остеогенном, хондрогенном и адипогенном направлениях. Дендритные клетки (ДК) для исследования получали из CD14⁺ моноцитов крови, изолированных с помощью магнитного сортинга. Клетки культивировали в течение 6 дней, после чего проводили их активацию LPS и TNF-a. Также в качестве контрольных АПК были получены клетки Лангерганса, изолированные из фрагментов кожи путём их спонтанной миграции из ткани.

В исследовании был определён характер взаимодействия фибробластов и ММСК с аллогенными иммунокомпетентными клетками при обычном сокультивировании в реакции смешанной культуры лимфоцитов (РСКЛ), когда фибробласты и ММСК добавляли в культуры CD3⁺ Т-лимфоцитов и аллогенных ДК.

Было обнаружено, что дермальные фибробласты 1-6 пассажей способны подавлять иммунный ответ Т-лимфоцитов на аллогенные ДК при соотношениях, аналогичных для ММСК. При этом используемые фибробласты были аллогенны как Т-клеткам, так и ДК. Также было показано, что фибробласты первичных культур супрессируют ответ Т-лимфоцитов на аллогенные клетки Лангерганса и ДК в случае аутогенного происхождения ДК и фибробластов. Таким образом, становится ясно, что иммуносупрессивный потенциал присущ всем без исключения дермальным фибробластам, а не только их отдельным субпопуляциям, получаемым в результате культивирования in vitro.

Фибробласты ингибировали пролиферацию аллогенных Т-клеток, активированных с помощью ДК, даже если клеточные популяции были разделены полупроницаемой мембраной. Однако в этом случае эффект был выражен в меньшей степени. Этот результат указывает на то, что растворимые факторы опосредуют иммуномодулирующие эффекты фибробластов лишь частично, но непосредственный контакт клеток остаётся одним из важных условий иммуносупрессии. Супернатанты культур фибробластов и смешанных культур также обладали иммуносупрессивными свойствами, которые проявлялись в той же степени, что и при разделении популяций клеток полупроницаемой мембраной. Таким образом, активированные Т-клетки стимулируют продукцию фибробластами ингибирующих сигналов, создавая систему с отрицательной обратной связью.

Исследователи также оценили роль в процессе иммуносупрессии IFN-y. Оказалось, что блокирование IFN-y антителами полностью нивелировало иммуносупрессивные эффекты как фибробластов, так и ММСК. Скорее всего, это связано с индукцией интерфероном синтеза простагландинов и усилением метаболизма триптофана через индукцию фермента индоламин-диоксигеназы.

Супрессия активности Т-клеток была обратима. Если Т-клетки, предварительно стимулированные аллогенными ДК в присутствии фибробластов или ММСК, извлекали из культуры, культивировали в течение 4-6 суток, а затем рестимулировали с помощью CD3/CD48, то Т-клетки отвечали мощной пролиферацией.

Известно, что внутривенное введение ММСК пациентам с тяжёлыми формами РТПХ приводит к улучшению их состояния и в некоторых случаях - к полному исчезновению симптомов заболевания. Однако трудно сказать, каким образом этот эффект соотносится с иммунологическими свойствами данных клеток. Исследователи сделали попытку решить эту проблему, смоделировав РТПХ in vitro и оценив терапевтическую роль в ней как ММСК, так и фибробластов. В этой модели проводилась стимуляция Т-клеток потенциального «донора» антигенами аллогенного «реципиента» непосредственно во фрагменте кожи «реципиента», после чего можно было наблюдать выраженную гистопатологическую реакцию. В то же время, если Т-клетки сенсибилизировали ДК в присутствии ММСК либо фибробластов, гистопатологическая реакция оказывалась как минимум слабее выражена либо практически отсутствовала. ММСК и фибробласты, использовавшиеся в работе, обладали сходным фенотипом: они экспрессировали на мембране молекулы MHC-I, CD73, CD90, CD105; более 30% фибробластов кожи экспрессировали также CD271, хотя данный маркер считается характерным для ММСК костного мозга и указывает на высокий пролиферативный и дифференцировочный потенциал [7].

Данное исследование показывает, что фибробласты обладают сходными с ММСК иммунологическими свойствами, реализующимися через аналогичные механизмы супрессии активности Т-клеток. Авторы считают, что иммуносупрессивные свойства должны быть присущи всем фибробластоподобным клеткам. По их мнению, это связано с присутствием фибробластов во всех органах организма, в том числе в лимфоидных органах. Результаты данной работы указывают на потенциальную возможность использования аутогенных фибробластов в качестве аналогов ММСК при коррекции РТПХ.

About the authors

A. S. Grigoryan

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files