Aberrant response of human myeloid dendritic cells to microbial stimuli in patients with inflammatory bowel disease

Abstract

In zahlreichen Studien konnte an Mausmodellen gezeigt werden, dass dendritische Zellen eine wichtige Rolle im Rahmen der mukosalen Immunabwehr spielen. Eine unkontrollierte Aktivierung immunologischer Effektorzellen durch antigenpräsentierende Zellen ist die Folge, welche die Antigene der luminalen Flora folglich falsch erkennen und damit zu einer Schädigung des Gewebes führen. In der Arbeit wurden humane CD1c+CD11c+CD14-CD19- myeloide dendritische Zellen (mDCs) aus dem peripheren Blut und der intestinalen Mukosa von CED Patienten sowie von gesunden Probanden phänotypisch und funktionell näher charakterisiert. mDCs von Patienten reagieren auf LPS im Gegensatz zu DCs von Gesunden mit der Ausbildung eines aktivierten Phänotyps und der Sekretion pro-inflammatorischer Zytokine. Die Daten lassen vermuten, dass ihre tolerogene Rolle gestört ist und die Zellen so möglicherweise aktiv zum Entzündungsgeschehen durch eine Fehlreaktion auf die kommensale Flora beitragen. Es konnte gezeigt werden, dass zirkulierende mDCs von Erkrankten mehr LPS aufnehmen. Des Weiteren ist die Häufigkeit von mukosalen und aktivierten mDCs bei CED Patienten signifikant erhöht. Die vermehrte Häufigkeit von aktivierten mDCs in der entzündeten Mukosa ist ein Hinweis auf intestinales „homing“, also ein Wiedereinwandern der gereiften Lymphozyten in die Darmwand. Es ist bekannt, dass die Hefe Saccharomyces boulardii (Sb) eine Wirksamkeit bei entzündlichen sowie infektiösen Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes hat. Kulturexperimente von mDCs mit Zellkulturüberständen von Sb (SbS) und LPS zeigten eine deutliche Reduzierung in der Expression von CD40 und CD80 sowie des Reifemarkers CD197. SbS reduzierte die Sekretion von TNF- und IL-6. Während es die Sekretion von IL-10 bei gesunden Probanden erhöhte, konnte bei CED Patienten eine leichte Abnahme verzeichnet werden. SbS vermindert die Proliferation von naïven T-Zellen in einer gemischten Lymphozytenreaktion mit gesunden mDCs signifikant.

Various animal studies have provided insights that mucosal dendritic cells play a key role in this process. However, the specific function of certain dendritic cells in IBD is still unknown. Primary CD1c+CD11c+CD14-CD19- myeloid blood (mDCs) and mucosal DCs from IBD patients and healthy controls were compared. More mDCs from IBD patients exhibited an activated phenotype shown by expression of co-stimulatory molecules. mDCs from patients secrete higher levels of pro- and anti-inflammatory cytokines. Circulating mDCs from IBD patients take up more LPS and the frequency of mucosal mDCs and the number of activated, i.e. CD40 and CD80 expressing mucosal mDCs, is significantly greater in CED. The increased frequency of activated mDCs in the inflamed mucosa suggests intestinal homing of mDCs in acute stages of IBD. Further, the data suggests an aberrant LPS response of mDCs in patients suffering from IBD which results in an inflammatory phenotype. The most widely accepted hypothesis for the cause of IBD is a disturbed interaction of the host immune system with commensal microflora and other luminal antigens. The well controlled balance of the intestinal immune system is disturbed and luminal antigens like LPS gain access to the underlying mucosal tissue via the leaky barrier. It was investigated whether the yeast preparation Saccharomyces boulardii (Sb) modulates dendritic cell function which has shown efficacy in inflammatory and infectious disorders of the gastrointestinal tract. Culture experiments of mDCs in the presence of Sb culture supernatant (SbS) significantly reduced the expression of CD40 and CD80 as well as the DC maturation marker CD197 (CCR7) induced by the prototypical microbial antigen LPS. SbS reduced secretion of TNF- and IL-6, while the secretion of anti-inflammatory IL-10 increased. IBD patients showed also a reduction in their secretion level of IL-10. SbS inhibited proliferation of naïve T cells in a mixed lymphocyte reaction with healthy mDCs.