Las CD sólo constituyen hasta 0.1% a 1% de las células mononucleares, pero existen múltiples subconjuntos que se distribuyen de modo diferente por el cuerpo, la sangre, la piel, los órganos y el tejido linfoide donde también se reportan CD CD11c+ en el sistema nervioso central (SNC). Estos diferentes subconjuntos de CD están equipados con características únicas para presentar antígenos e iniciar respuestas mediadas por células T, pero también mantienen la tolerancia inmunológica. De forma inicial, las CD se clasificaron de manera muy simplista en dos subconjuntos amplios: CD convencionales (cCD), que funcionan de forma principal como CPA, y CD plasmocitoides (pCD), que son productoras especializadas de interferones tipo I (IFN) que responden a virus. De forma posterior, el subconjunto de cCD se dividió en cCD1 y cCD2 (CD clásicas) en función de la identificación de receptores de superficie específicos que funcionan bien en todas las especies (DEC-205, CLEC9a, CD8α, CD141/BDCA-3 humano para cDC1 y CD11b, CD11c y SIRPα/CD172a para CD1c+/BDCA-1+cDC2) y función (presentación cruzada de antígenos a células T CD8 o cebado de células T cooperadoras [Th] CD4, de forma respectiva) (Tabla 1). Estudios más recientes basados en un nivel cada vez mayor de resolución del fenotipo y la expresión génica identificaron poblaciones de pre-cCD en sangre humana. See et al identificaron una población que contiene células AXL+ SIGLEC6+ como “pre-CD tempranas” con la capacidad de convertirse en cDC1 y cDC2. Villani et al también identificaron un precursor de CD CD34+ CD100+ en sangre humana. Esta población celular expresa un nivel más bajo de CD123 en comparación con pre-cCD AXL+ SIGLEC6+ y parece desarrollarse antes. En el mismo reporte, se demostró que las CD CD1c+ expresan marcadores únicos (por ejemplo, CD1c, CLEC10A, FcεR1A, FcγR2B y CD1d) y, sin embargo, se distribuyen en dos grupos separados: CD2 con niveles bajos de MHC-II y células DC3 que expresan CD14 y exhiben una fuerte respuesta inflamatoria.
Por lo tanto, con la llegada de la secuenciación unicelular y la citometría de flujo de alta dimensión, ahora también es posible dilucidar el origen y el desarrollo de las CD.
DESARROLLO LAS CÉLULAS DENDRÍTICAS (CD)
Rastrear el origen de las células dendríticas es un campo en constante evolución. Se aceptó en gran medida que las CD múridas provienen de un progenitor mieloide común, que se convierte en un progenitor de macrófagos (MΦ)/CD que luego puede dividirse en un progenitor común de CD para dar lugar a los subconjuntos de cCD y pCD (Figura 1 ). De manera similar, un intermediario común de monocitos (MO) del progenitor de macrófagos (MΦ)/CD se diferenciaría en una línea derivada de MΦ o MOCD. Sin embargo, de manera reciente se estableció que también los progenitores linfoides comunes pueden generar subconjuntos de pCD y cCD1, quizás de manera más eficiente que el linaje mieloide tradicional. El precursor progenitor linfoide común múrido identificado como Ly6Dhi, IL-7Rα+, CD81+ y CD2alto distingue el linaje pCD muy temprano ya que estas células divergen del linaje cCD.
Para las CDF y las CL, el linaje difiere de esta vía. De hecho, la mayoría de las CL se derivan del linaje MO que deriva del hígado fetal y una fracción de los progenitores del saco vitelino. De forma histórica consideradas representantes del linaje de las CD, las CL ahora se consideran más como un subconjunto especializado de MΦ’s residentes en tejidos, en consideración de su desarrollo celular y propiedades de residencia en los tejidos. Como se analiza en la siguiente sección, las CL también muestran un perfil notable común a las CD, como la capacidad migratoria y la presentación de antígenos.
A pesar de tener una morfología dendrítica, las CDF no se relacionan con los linajes CD y pCD y, como se vera a continuación, desempeñan una función única como CPA para la activación de las células B, en lugar de las respuestas de las células T. Hasta la fecha, la mayoría de los científicos aceptan que las CDF se originan a partir de células estromales de derivación mesenquimatosa en lugar de un precursor de la médula ósea (MeOs).
La diferenciación de las CD se regula por señales ambientales, y los factores de crecimiento clave son Flt3L, GM-CSF y M-CSF. Se propone que Flt3L es necesario para influir en la diferenciación de subconjuntos de cCD y pCD, pero no de CL. La sobreexpresión de Flt3 humano es suficiente para rescatar o mejorar el potencial de diferenciación de las CD en progenitores hematopoyeticos Flt3- o Flt3+, de forma respectiva. También se sabe que la administración de Flt3L expande de forma drástica los subconjuntos de cCD y pCD en ratones y en sujetos humanos sanos. Los datos iniciales de ratones deficientes en GM-CSF mostraron un impacto marginal en las CD y otros subconjuntos mieloides. Sólo en estudios posteriores, se demostró que los ratones que carecían de GM-CSF o su receptor (GM-CSFR) tenían un número reducido de forma sustancial de CD en la piel y el intestino. Ahora se aprecia de manera amplia que GM-CSF puede inducir la diferenciación de las CD in vitro e in vivo; sin embargo, el GM-CSF no es detectable en estado estacionario en suero y aumenta durante la respuesta a un patógeno y la inflamación.
M-CSF, o Csf-1, regula la diferenciación de poblaciones MΦ. El receptor, Csf1R o CD115, se expresa en poblaciones de MO y MΦ derivadas de MO, y también en progenitores comunes de las CD, pero se pierde de manera gradual en algunos linajes de CD y se mantiene en cCD CD11c+ y pCD. Estos datos indican que la acción dual de Flt3L y Csf-1 determina la diferenciación de progenitores en las CD en lugar de en una línea MO/MΦ. El estudio de Wang et al indicó que las CL y la microglía están presentes en los ratones deficientes en Csf-1 pero ausentes en los ratones deficientes en Csf1R. También demostró que la IL-34, un ligando de Csf1R secretado por los queratinocitos y las neuronas, es de hecho necesaria para el desarrollo de ambos tipos de células. Los estudios de las vías de desarrollo y los progenitores de las CD humanas fueron más desafiantes que los mismos estudios con CD múridas. Sólo con un sistema celular ad hoc, es posible identificar y caracterizar equivalentes humanos de MΦ/CD y progenitores comunes de las CD, y células pre-CD. En general, existe un grado significativo de conservación para la vía de desarrollo de las CD entre el ratón y el ser humano. Sin embargo, la naturaleza de los progenitores de CD humanas resultó ser más heterogénea de lo previsto. Dentro de la misma población, las células progenitoras humanas se someten a distintas vías de desarrollo mientras comparten un fenotipo de transición común. En muestras de sangre de cordón y de médula ósea humana, se pueden identificar al menos tres subpoblaciones como grupos hematopoyéticos tempranos con potencial de CD y relación secuencial progenitor-progenie: una población que tiene granulocitos, potencial de monocitos y CD; una segunda población que se diferencia en MO y CD; y una tercera población que produce solo CD, lo que producirá aún más pre-CD concomitantes. Estas pre-CD se pueden encontrar en la MeOs, la sangre y otros órganos linfoides periféricos donde se diferenciarán en subconjuntos de cCD1 y cCD2.
CONTROL TRANSCRIPCIONAL DEL DESARROLLO DE CÉLULAS DENDRÍTICAS (CD)
Las señales extracelulares también son responsables de modular la acción de varios factores de transcripción que controlan el desarrollo y el compromiso de las CD (Figura 1). Los modelos genéticos de ratón utilizados para comparar progenitores de CD y subpoblaciones diferenciadas revelaron que múltiples factores de transcripción interactúan de forma secuencial para impulsar el desarrollo de CD y la especificación de distintos subconjuntos.
Los factores de transcripción Gfi-1, PU.1 y STAT3 están activos en todas las células dendríticas y son en gran parte responsables del compromiso y la diferenciación de las CD desde una etapa muy temprana. Rathinam et al mostraron que los ratones Gfi1-/- redujeron las CD mieloides y linfoides, mientras que los números de CL cutáneas aumentaron. Se demostró que PU.1, codificado por el gen Sfpi1, tiene papeles dispares en la hematopoyesis, mientras que Kueh et al propusieron que la divergencia entre los linajes linfoide y mieloide se determina por niveles bajos o altos de PU.1, de forma respectiva. No pudieron diferenciarse los progenitores comunes de los linajes mieloide y linfoide de las células dendríticas PU.1-/- de los ratones, lo que sugiere que PU.1 se encuentra posterior de Flt3 y GM-CSFR y es necesario para la diferenciación de subconjuntos de CD y MO en estado estacionario.
Varios modelos de desarrollo de las CD predicen que las pCD divergen de los linajes de cCD en la etapa progenitora de CD común (Figura 1). En términos generales, la expresión de E2-2, codificada por el gen Tcf4, favorece la diferenciación de pCD en ratones y humanos, mientras que la sobreexpresión de proteínas de la familia ID, que se unen a E2-2, inhibió el desarrollo de pCD CD123+ pero no afectó el desarrollo de CD mieloides. Una acción equilibrada de E2-2 e ID2 es un mecanismo propuesto para la divergencia pCD/cCD. Sin embargo, la base de la divergencia de linaje entre las pCD y las cCD no se explica por completo en la actualidad.
Los progenitores comunes de las CD dan lugar también a poblaciones pre-CD, que darán lugar a dos tipos de cCD denominados cCD IRF8+ BATF3- e IRF4+ debido a que su diferenciación se impulsa de forma crítica por IRF8 e IRF4. Estos, junto con otros factores de transcripción como KLF4, Notch2, E2.2 e ID2, representan una firma genética central que diferencia los linajes pCD de CD1 y cCD2. Los animales con deficiencia de IRF8 carecen de cCD CD8α+ residentes en el bazo y CD103+ periféricas y CL. Células IRF8-/- aisladas del bazo fueron incapaces de producir IFN tipo I en respuesta a la estimulación viral. De manera muy reciente, Cytlak et al reportaron que las células pCD, cCD1 y cCD2 son dependientes de forma estricta de IRF8. Se cree que estos subconjuntos se desarrollan a partir de un progenitor IRF8alto y la expresión diferente afectaría a diferentes linajes de una manera dependiente de la dosis. Durante la diferenciación de pre-CD a cDC CD11b+, IRF8 se pierde y se reemplaza por la expresión de IRF4. Se sugirió que en cCD CD11b+, IRF4 sirve como socio de unión con PU.1 para activar la expresión de CD80, CD86 y CCR7 necesaria para la presentación del antígeno. Los ratones con deficiencia en IRF4 tienen un número reducido de cCD esplénicas CD4+ CD11balto, pero sin defectos en el desarrollo de cCD CD8+.
De forma interesante, la población de cCD IRF4+ presenta heterogeneidad adicional con cCD CD8- CD11b+ que dependen de los factores de transcripción Notch2 y KLF4. Notch2 desempeña un papel importante en el mantenimiento de las cCD CD11b+ del compartimento esplénico. Los ratones que carecen de Notch2 en el compartimento CD11c+ tienen una desventaja de supervivencia en las cDC esplénicas CD11b+ contra la infección por C. rodentium. De forma funcional, la producción de IL-23 por cCDC IRF4+ Notch2 se requieren para obtener respuestas Th17 efectivas. Las pre-cCD expresan un nivel alto de KLF4, que disminuye su expresión en las cCD esplénicas maduras. La eliminación de KLF4 en progenitores hematopoyéticos tempranos redujo la expresión de IRF4 en pre-cCD sin afectar a la diferenciación de cCD IRF8+ y IRF4+. Las cCD KLF4 IRF4+ parecen ser necesarias para las respuestas funcionales tipo 2. Por practicidad, se observa que las cCD IRF8+ expresan XCR1 y las cCD IRF4+ expresan SIRPα. De forma alternativa, las cCD XCR1+ IRF8+ también se conocen como cCD1 y las cCD SIRPα+ IRF4+ como cCD2.
La red transcripcional compuesta por ID2 junto con BATF3, e IRF8 es fundamental para la diferenciación de las cCD de presentación cruzada, también denominadas “CD dependientes de BATF3-IRF8-ID2”. BATF3 se conoce por su papel exclusivo en el desarrollo del subconjunto de CD CD8α+. Los ratones BATF3-/- carecen de CD CD103+ y tienen un número reducido de CD CD8α+ en el bazo. Es importante destacar que las CD CD8α+ presentes en ratones BATF3-/- tienen capacidades reducidas para la presentación cruzada. Sin embargo, existen efectos compensatorios de otros factores BATF que interactúan con IRF8 y promueven la diferenciación de CD CD8α+.
Todas estas observaciones son emblemáticas de la especificación de linaje y los subconjuntos de CD divergentes de manera funcional conferidos por factores de transcripción impulsados por citocinas.
Se observó que los factores de transcripción asociados con los progenitores humanos y su desarrollo aún están poco definidos en comparación con la amplia información adquirida para las CD múridas. Sin embargo, las observaciones genéticas humanas son muy útiles para señalar la importancia de algunos de estos reguladores transcripcionales durante el desarrollo de las CD humanas. Es decir, las mutaciones heterocigóticas de GATA2 (un factor de transcripción con enlaces de zinc implicado en la homeostasis de las células madre hematopoyéticas) provocan una deficiencia linfoide de CD, MO, B y NK, combinada con una deficiencia de células mononucleares y ausencia de CD de sangre y tejido intersticial. Se notifican mutaciones de IRF8 en humanos. Estos defectos parecen bloquear la transición de los progenitores tempranos a la etapa progenitora de MΦ/DC y, como resultado, los MO y las CD no se desarrollan en estos pacientes. Estos pacientes muestran susceptibilidad a micobacterias, incluida la cepa vacunal Bacillus Calmette-Guérin. Un paciente con la mutación IRF8 K108E manifestó pérdida completa de CD mieloides, pCD y MO en sangre, mientras que otro paciente con la mutación IRF8 T80A carecía de CD CD1c+. Vale la pena señalar que estos fenotipos humanos son diferentes del fenotipo de los ratones deficientes en IRF8 discutido con anterioridad. A pesar de los fenotipos discordantes, estas observaciones apoyan un papel crítico de IRF8 para mantener la homeostasis de las CD tanto en ratones como en humanos.
IDENTIFICACIÓN DE SUBCONJUNTOS DE CD
Los avances recientes en la citometría de flujo multiparamétrica y las tecnologías de ARN unicelular revelaron la gran heterogeneidad de las CD, incluso dentro del mismo subconjunto. No obstante, estos métodos sofisticados aún respaldan la clasificación inicial de las poblaciones de CD definidas por la expresión del receptor de superficie (Figura 2).
Los marcadores celulares clásicos para cCD1 múridos y humanos son CADM1, CLEC9a (DNGR-1), BDCA-3/CD141, XCR1 y CD11c. Los marcadores CD103 y CD8α son específicos para modelos múridos, aunque debe tenerse en cuenta que las cCD1 en el bazo humano pueden expresar CD8α mientras que las cCD1 múridas residentes expresan CD8α, pero faltan las cCD1 migratorias (CD103+). Las células cCD1 múridas expresan langerina (CD207) en el bazo y tienen mayor expresión de TLR4 y TLR9, mientras que las cCD1 humanas no expresan langerina y tienden a tener niveles más altos de expresión de TLR3 para detectar ARN bicatenario (Tabla 1). El subtipo cCD2 en humanos se distingue por la expresión de CD1c, CD11c y SIRPα/CD172a y, además, se puede cribar en busca de receptores como CD11b, Dectin-1 (CLEC7a), Dectin-2 (CLEC6a) y DEC-205. Estos mismos receptores se expresan por otros subtipos, aunque los niveles de expresión pueden variar (Figura 2, Tabla 1). El equivalente de cCD2 múrido se define por CD11b, CD172a y CD11c, con marcadores como CD206 que indican si la CD es migratoria o residente. Su flexibilidad funcional puede explicarse aún más por su amplia gama de marcadores de superficie y receptores TLR. Las cCD2 humanas expresan casi todos los TLR excepto TLR9.
Varios grupos demostraron de forma independiente que las cDC2 son muy heterogéneas. En forma especial se incluyen CD2 CD5+ y CD3 CD5- CD163+/- CD14+/-, este último con un perfil proinflamatorio que se correlacionó con la progresión del lupus eritematoso sistémico (LES) en pacientes y la expansión de células T de memoria residente en tejido en el cáncer de mama primario (Tabla 1).
El subconjunto de pCD humana se caracteriza por la expresión de CD123/IL3RA, BCDA-2/CLEC4c/CD303, Siglec6 y CDIR/CLEC4a. Las pCD múridas se pueden marcar con B220, CD11c, SiglecH y CD317, aunque pueden también muestran niveles detectables de TLR5 y son ricas de forma particular en TLR7 y TLR9. Dos grupos reportaron de forma independiente la presencia de un subconjunto único y novedoso de CD que comparte marcadores tradicionales de pCDs y cCD2. Este subconjunto se identificó como AXL+/ Siglec6+ y cuando se eliminó del grueso de la población de pCD, el pCD restante indujo niveles muy bajos de proliferación de células T en respuesta a la estimulación de TLR (Figura 2, Tabla 1).
Las observaciones de un nuevo tipo de células en ratones adultos con similitudes entre pCD y cCD2, se hicieron de forma reciente por Leylek et al con el uso de citometría de masas de alta dimensión y análisis transcriptómico. Los autores nombraron a este homólogo múrido de células humanas AXL+ como “CD de transición” y demostraron que activan de manera eficaz las células T. Al igual que las pCD múridas, estas CD de transición se caracterizan por la expresión de CX3CR1 y se reclutan en el sitio de infección, sin embargo, son productoras ineficaces de IFN-I. De acuerdo con su fenotipo de transición, los autores no pudieron identificar marcadores específicos que los distinguirían de manera inequívoca, lo que indica que se necesita más investigación sobre este subconjunto definido de manera reciente para determinar hasta qué punto estas células desempeñan en la plasticidad de las pCD. De forma contraria a este modelo de plasticidad de las pCD, Abbas et al demostraron con un análisis exhaustivo que durante la infección por citomegalovirus múrido (MCMV), las pCD experimentan estados de activación diferentes y secuenciales, y que la misma pCD puede secretar IFN-I y promover la activación de las células T, pero de forma secuencial en el tiempo y en diferentes microambientes.
A veces denominadas CD inflamatorias, las moCD están marcadas por la expresión de CD11c, CD16, CD14, CD11b, CD172α y CD209 (CD-SIGN), aunque la expresión de CD14 y CD16 puede variar según el subconjunto de MO. Las moCD múridas se pueden marcar con Ly6C, CD11b y CD115, y al igual que las cCD2, las moCD expresan una gama amplia de TLR y producen múltiples citocinas (Figura 2, Tabla 1).
A diferencia de los otros subconjuntos, las CDF no expresan su propio MHC-II, pero pueden obtener cantidades pequeñas de los exosomas y pueden marcarse por la expresión de CR1/CD35, CR2/CD21, FcγRIIb/CD32 y FcεR2/CD23. La expresión de LTβR, TNFR1, VCAM, BP-3 e ICAM se comparte con las células reticulares fibroblastos y las células reticulares marginales, y aunque estos receptores son importantes para la función y el desarrollo, no son marcadores específicos de las CDF (Figura 2, Tabla 1).
Las CL son células especializadas de la piel y los tejidos de las mucosas. Expresan niveles bajos de MHC clase II, CD1a, CD24, niveles intermedios de CD11c, CD207 (langerina), la molécula de adhesión de células epiteliales (EpCAM), SIRPα. Se debe tener en cuenta que las CL humanas son negativas para los marcadores de linaje (CD14, CD16, CD3, CD56 y CD19) y el marcador MΦ F4/80, mientras que las CL múridas son CD11b+ F4/80+ y carecen de la expresión de CX3CR1 (Figura 2, Tabla 1). Las CL aisladas de la piel expresan ARNm para TLR1, TLR2, TLR3, TLR5, TLR6 y TLR10, y son flexibles de modo extremo en la función.
FUNCIÓN Y ORGANIZACIÓN MULTIFACETADAS EN VIVO DE LA CD EN EL TEJIDO LINFOIDE
Se podría cuestionar por qué el sistema inmunológico permite esta redundancia. Una respuesta a esta pregunta radica en la ubicación, la abundancia y la organización de los diferentes subconjuntos de CD en el tejido linfoide (Figura 3).
Las cCD1 promueven la inmunidad Th1 y son capaces de presentar de forma cruzada antígenos exógenos a las células T CD8+ y, por lo tanto, las cCD1 se diseñaron de forma especial para ayudar a combatir los tumores y las amenazas virales. Alcántara-Hernández et al estimaron que las cCD1 son menos de 10% en sangre, amígdalas y piel, pero cerca de un quinto de las CD en el bazo. Los estudios demostraron que las cCD1 pueden unirse a células necróticas por medio de CLEC9a cuando están cerca de MΦ del seno subcapsular (SCS). Van Dinther et al mostraron que CLEC9a en las cCD1 mejoró la presentación cruzada-cebado de antígenos de células T CD8+ dirigidas a MΦ CD169+. Mohapatra et al mostraron de manera similar cómo las CD CD8α+ capturaron antígenos asociados a células tumorales vivas y apoptóticas, mientras que los MΦ CD169+ recogieron antígenos principalmente de células apoptóticas. Estos datos juntos sugirieron que las interacciones celulares entre las cCD1 y los MΦ y las CD CD8α+ de presentación cruzada son todos mecanismos establecidos para maximizar un evento bastante ineficaz de presentación cruzada de antígenos (Figura 3).
El subconjunto cCD2 es el más abundante de todos los subconjuntos de CD y representa de forma aproximada la mitad de la población de CD en la sangre, el bazo y la piel, pero sólo alrededor de 15% de las CD en las amígdalas. La mayoría de las cCD2 se puede encontrar en la zona interfolicular, mientras que una pequeña población ocupa la zona de células T. Las cCD2 humanas son capaces de coordinar las respuestas Th1 y Th17 y presentar antígenos exógenos de forma cruzada a células T CD8+, mientras que esta función no está bien definida en ratones. De manera reciente, Bosteels et al demostraron que durante la inflamación las cCD2 adquieren un fenotipo inflamatorio, que comparten un perfil de transcripción y funcionan con las cCD1 y las moCD, que aumentan de manera óptima la inmunidad de las células T CD4 y CD8 por medio de los receptores Fc (FcR).
Se estima que el subconjunto de las pCD representa cerca de un tercio de las CD en desarrollo en la sangre, y alrededor de una quinta parte en el bazo, ausentes en la piel y casi 80% de las CD en las amígdalas. La presencia de pCD raras en piel sana es discutible; sin embargo, se encontraron pCD en diversas enfermedades de la piel, lo que sugiere un mecanismo activo de reclutamiento de pCD en condiciones patológicas. Las pCD se encuentran de forma ubicua entre el ganglio linfático, tanto en la célula T como en la zona interfolicular. Estas células se conocen por producir de modo rápido grandes cantidades de IFN tipo I tras la exposición viral y un estudio realizado por Brewitz et al observó que al inyectar el virus modificado de vacuna Ankara en la planta de las patas de los ratones, las cCD que interactúan con las células T OT-I se rodeaban de pCD, lo que destaca el papel fundamental de esas células productoras de IFN-I para la funcionalidad de las cCD. La capacidad de los pCD para producir abundante IFN tipo I ayuda de forma rápida a impulsar la maduración de las CD XCR1+, que promueven la presentación cruzada de antígenos. De manera reciente, Fu et al demostraron que las pCD permitían que las células cCD1 cebaran de forma cruzada células T CD8+ al transferir antígenos a las cCD en forma de exosomas que derivan de las pCD.
Las CL son capaces de orquestar una respuesta Th o una respuesta T reguladora (Treg). Debido a su ubicación en la piel, a menudo son el primer subtipo de CD que detecta el entorno externo, lo que es consistente con su plasticidad funcional. Seré et al mostraron que después de la exposición a la luz ultravioleta, se observaron dos ondas de reclutamiento de CL, una ola de CL de corta duración, que involucraba MO y la segunda ola de precursores de MeOs en modo estacionario. En respuesta a un patógeno invasor en la piel, las CD dérmicas y las CL migran al ganglio linfático para reclutar y cebar células T. Estas células T efectoras secretan citocinas para diferenciar los MO en las moCD para una segunda ola de respuesta; sin embargo, no está claro si estas células similares a CL derivadas de MO reemplazan a las CL del saco vitelino de forma temporal o si tienen una vida larga. Del mismo modo, las moCD aparecen en los sitios de inflamación y pueden inducir múltiples respuestas, incluidas las respuestas Th1, Th2 y Th17. Las moCD también pueden transferir su complejo MHC-I a otros subconjuntos de CD tanto en ratones como en humanos, y pueden presentar de forma cruzada a células T CD8+.
Las CDF se encuentran de manera estricta en los folículos y centros germinales (CG) del bazo y los ganglios linfáticos y secretan CXCL13, un quimioatrayente conocido de las células B y Th foliculares, así como BAFF, que es fundamental para la supervivencia de las células B y la maduración de la afinidad. La ablación de las CDF conduce a la desaparición completa de los CG. De forma reciente, se descubrió que la activación de TLR7 en las CDF estaba mediada por la captación de antígenos y resultó en niveles sostenidos de secreción de IFNα. Una función única de las CDF es la presentación de inmunocomplejos (IC), que implica un paso en el que los MΦ subcapsulares toman los IC entrantes y los pasan a través de células B no afines, a las CDF (Figura 3). Heesters et al describieron cómo las CDF llevan los IC al reciclado de los compartimentos endosomales, lo que evita la degradación del antígeno y lo presentan durante períodos largos de tiempo, incluso semanas. Estas CDF evolucionaron para proporcionar una gran variedad de epítopos en su superficie para respuestas de anticuerpos de células B.
TRABAJO EN EQUIPO PARA RESPUESTAS INMUNITARIAS HUMORALES Y MEDIADAS POR CÉLULAS
Se sabe que cuando se trata de respuestas inmunes a diferentes patógenos, el papel y la función específicos de los subconjuntos de las CD son fundamentales. El equilibrio de la inmunidad Th2 frente a Th1 depende en gran medida de la actividad del subconjunto cCD1. Jongbloed et al demostraron que tras el desafío con CMV humano y poli I:C, las cCD1 humanas eran más eficaces que sus contrapartes las cCD2 en la producción de citocinas IL-12 y Th1. La eliminación genética de CD XCR1+ en Baft3-/- in vivo disminuyó la respuesta de las células T CD8+ pero no tuvo ningún efecto sobre la activación de las células T CD4+ tras la estimulación con LPS + OVA. Es de destacar que Ferris et al propusieron que las cCD1 se ceban y autorizan por células T CD4+ para inducir inmunidad antitumoral, lo que demuestra que la expresión de MHCII y la transmisión de señales de CD40 en las células cCD1 son necesarias para el cebado de células T CD4+ en respuesta a antígenos asociados a células y para el rechazo del fibrosarcoma. La ruta de exposición al antígeno también determina la participación de un subconjunto específico de CD y no otro. Por medio de una inyección intranasal, por ejemplo, cCD1 y cCD2s podrían obtener Ag de manera comparable, pero cuando se inyectó el Ag por vía subcutánea, sólo migraron las cCD2 CD11+ que absorbieron el antígeno de manera eficiente. La supresión del subconjunto cCD2 o la alteración de su migración redujeron las respuestas de las células Tfh al virus de la gripe y la OVA. De manera interesante, durante las respuestas alérgicas Th2 de las vías respiratorias, la linfopoyetina del estroma tímico (TSLP) mejora la activación mediada por cCD2 de las células T CD4+ específicas al alérgeno, mientras que las citocinas secretadas por las células Th2 reducen la inducción de CCR7 mediada por TSLP en las cCD2, para inhibir así la migración de las cCD2 a los ganglios linfáticos de drenaje. Esto da como resultado la retención de cCD2 en el lugar y una mayor exacerbación de la inflamación local. De manera similar, las moCD aparecen en sitios de inflamación y pueden inducir múltiples respuestas, incluidas las respuestas Th1, Th2 y Th17. Mediante la transferencia de su complejo MHC-I a otros subconjuntos de CD, las moCD de ratón y humanos pueden presentar de forma cruzada a células T CD8+. Estudios en ratones Flt3l-/-, que carecen de todas las cCD, revelaron que las moCD eran suficientes para inducir la inmunidad mediada por células Th2, pero sólo cuando se administraban dosis altas de ácaros del polvo doméstico. El tipo de patógeno invasor determina el tipo de respuesta mediada por las CD. Por ejemplo, Staphylococcus aureus y Corynebacterium bovis, se observan de forma común en la dermatitis atópica (DA). Cuando se inoculan de manera experimental en ratones para reproducir la disbiosis observada en pacientes con DA, el S. aureus impulsó de manera prominente el fenotipo del eccema, mientras que C. bovis indujo una respuesta Th2 robusta. En este modelo, se demostró que las células de Langerhans median las respuestas inmunitarias Th17 de forma específica contra la inoculación de S. aureus. De forma reciente, se identificó un subconjunto de CD CD11c+ que reside en la capa inferior de la epidermis y que se asemeja a las cCD2 en humanos, que muestra una mejor capacidad para transferir el VIH a las células T CD4+. En otro estudio, se demostró que las CD CD103+ de la piel son capaces de inducir células Tfh CXCR5+; sin embargo, son menos eficientes de manera significativa que las CL cutáneas en la inducción de títulos de células B del CG e IgG1. Tanto las cCD1 como las CL dérmicas demostraron una presentación cruzada eficaz de antígenos. Algunos de estos hallazgos se cuestionaron debido a que, en el momento del estudio, no se sabía que las cCD1 dérmicas también expresan langerina. De hecho, cuando se indujo a los queratinocitos a expresar antígenos OVA, las cCD1 dérmicas fueron más eficaces de manera sorprendente en la presentación cruzada de antígenos derivados de queratinocitos, incluso en ausencia de CL. Se desconoce si la heterogeneidad de las poblaciones de CL puede ayudar a explicar algunas de las discrepancias en los datos recientes. En conclusión, aunque algunos subconjuntos son inductores más potentes de una determinada respuesta y se hacen cargo en determinados entornos, parecen funcionar en equipo. En el caso de que el antígeno no sea accesible para las cCD1, la inmunidad de las células T aún puede llevarse a cabo mediante cCD2, moCD o CL, y como se verá en el siguiente párrafo, en ausencia de pCD, las CL pueden construir tolerancia inmune.
TOLERANCIA INMUNE: CÓMO HACERLA O ROMPERLA
Las CD evolucionaron para identificar daño tisular o patógenos invasores para mediar de forma rápida en las respuestas inmunitarias protectoras. Sin embargo, las CD también son esenciales para mantener la tolerancia inmune a uno mismo y contribuir a la homeostasis de los tejidos. Al principio, se demostró que al morir las células TAP-/- cargadas con OVA recibieron CD inmaduras, indujeron una tolerancia específica de antígeno con una explosión inicial de células T CD8+ OT-1 seguidas de su eliminación. La capacidad de las CD inmaduras para fagocitar células apoptóticas de forma continua y presentar péptidos antigénicos sin madurar es clave para mantener la autotolerancia.
Lutz y colaboradores revisaron de forma reciente algunos de los supuestos históricos sobre el estado estacionario y la tolerancia. Los autores discutieron que hay poca evidencia de una función tolerogénica en las CD inmaduras. Por el contrario, las CD tolerogénicas experimentan cambios moleculares‒aumento de la expresión de MHC y moléculas coestimuladoras, secreción de CCR7, RelB e IL-12p40, que difieren de forma cuantitativa, y no cualitativa, de las CD inmunogénicas. Estos cambios moleculares, junto con diferentes actividades transcripcionales (NF-κB [RelA/p50] y c-Rel para las CD inmunogénicas) definen mejor el estado de activación tolerogénica o inmunogénica de las CD.
Con respecto a subconjuntos específicos de CD, sólo en los últimos años se investigaron detalles más finos sobre la función de las pCD en el mantenimiento de la tolerancia inmune. Un estudio encontró que tras la activación de las pCD mediante la vía CpG, había una heterogeneidad de respuestas que dependía de si la estructura de CpG era multimérica o monomérica, lo que influía en si se secretaba IFNα o si se inducía la maduración de pCD, en forma respectiva. La capacidad de las pCD para revertir la anergia de Treg requiere contacto celular y es dependiente de forma parcial de CD86 e independiente de IL-2. El subconjunto de CL se estudió durante mucho tiempo por sus capacidades separadas de inducir tolerancia a pesar de la presentación inicial del antígeno a células T CD8+. Strandt et al mostraron que, en el estado estacionario, las CL eran capaces de estimular una respuesta CTL a OVA, pero al volver a exponerlas, los autores observaron inducción de Tregs y resistencia a la inmunización. Además, reportaron que cuando las CL se activaron con anti-CD40 y el agonista de TLR3 poli I:C, se desarrolló de manera eficiente una respuesta de CTL de memoria. De manera similar, las CL humanas, cuando se cocultivaron con células T, expandieron un subconjunto de Treg que inhibió la proliferación de células de memoria efectoras T en una reacción mixta de linfocitos. Este mismo estudio también demostró que en presencia de Candida albicans, las CL indujeron tanto células Treg como células T efectoras de memoria de una manera dependiente de la dosis del antígeno. A dosis bajas de antígeno, la función Treg dominó, mientras que, a dosis altas, las células T efectoras de memoria proliferaron de forma vigorosa. Es evidente cómo las pCD y las CL se complementan entre sí en su función de mantener la tolerancia; mientras que en condiciones fisiológicas las CL están ausentes en la sangre, el tejido linfoide y otros órganos, las pCD están ausentes en la piel en el estado estacionario, pero abundan en otros lugares.
APLICACIONES TERAPÉUTICAS
Las CD son herramientas terapéuticas atractivas para manipular las respuestas inmunitarias adaptadas impulsadas por las células T en pacientes o sujetos sanos con fines de vacuna. La mayoría de los ensayos clínicos (por ejemplo, NCT00576537, NCT04335890, NCT00833781, NCT01734564, NCT04078269) que probaron vacunas basadas en CD se realizaron ex vivo con moCD maduraron con el cóctel estándar de TNF-α, IL-1β, IL-6 y PGE2. De forma desafortunada, este enfoque presenta limitaciones debido a la laboriosa manipulación celular ex vivo requerida y, lo que es más importante, el riesgo de infección para los pacientes. Hace mucho tiempo que se demostró que la inmunización con CD cargadas con antígeno movilizado por FLt3L inducía células T citotóxicas CD8+ que reconocen células tumorales. En 2015, Anandasabapathy et al encontraron que el tratamiento de voluntarios sanos con Flt3L expandió y movilizó subconjuntos específicos de CD como precursores CD34+, subconjuntos mieloides y pCD hasta 20 veces in vivo. Se realizan ensayos clínicos fase I/II para evaluar qué tan bien funciona Flt3L en combinación con otros adyuvantes o radioterapia en el tratamiento de pacientes con neoplasias malignas avanzadas.
En la actualidad, los esfuerzos se orientan hacia los receptores de las CD para iniciar una respuesta inmunitaria. CDX-1401 es una vacuna compuesta por un anticuerpo monoclonal de DEC-205 fusionado con el antígeno tumoral NY-ESO-1 en combinación con resiquimod (agonista de TLR7/8) y hiltonol (TLR3). Los datos de un estudio clínico mostraron inmunidad humoral y mediada por células y los autores también reportaron regresión tumoral en pacientes que recibieron una combinación con inhibidores de los puntos de control inmunitarios. En 2020, Bhardwaj et al evaluaron la capacidad de Flt3L para mejorar las respuestas a CDX-1401 en un ensayo fase II (NCT02129075). El estudio clínico reportó respuestas significativas de células T a NY-ESO después de una sola vacunación en pacientes que recibieron Flt3L.
Para superar la inmunoterapia tradicional con alérgenos, Sirvent et al utilizaron CD dirigidas en estudios con ratones y humanos y observaron que los alergoides polimerizados con glutaraldehído conjugados con manano no oxidado generaban anticuerpos bloqueadores contra el alérgeno nativo y las Treg inducidas de forma específica por medio de PD-L1.
Si el objetivo es orquestar una inmunidad tipo Th1, la selección de cCD1 mediante el receptor XCR1 o CLEC9a parece una opción atractiva. Los resultados recientes de Oba et al demostraron que la inducción y activación in situ de cCD1 por Flt3L y la estimulación de TLR3/CD40 facilita el cebado, la expansión y la infiltración de células T específicas a tumor en tumores poco infiltrados y hace que esos tumores respondan a la terapia anti-PDL1. También es de tener en cuenta que las pCD múridas expresan CLEC9a, por lo que es posible observar efectos tolerogénicos cuando el CLEC9a se dirige en ausencia de adyuvante. Kato et al mostraron de forma reciente que dirigir los antígenos a CLEC9a mejora la activación temprana de las células B y las respuestas de Ab. Esto ocurre de manera independiente de la ayuda de las células T y facilitaría la migración de las células B a la zona de las células T-B en el ganglio linfático, donde tiene lugar el cebado de las respuestas humorales dependientes de las células T. Estos nuevos datos sugieren que las células B asociadas al folículo se activan por el antígeno nativo presentado por medio de CLEC9a en las cCD1.
Dirigirse a cCD1 por medio del eje XCR1-XCL1 con vacunas quiméricas de fusión puede ser otra excelente manera de mejorar una respuesta de células T CD8+. La vacuna de ADN XCL1-HA protegió a los ratones contra un reto letal con el virus de la influenza, mientras que Hartung et al mostraron que la vacunación con el anticuerpo monoclonal de fusión XCR1-OVA o XCL1-OVA previno el crecimiento de tumores que expresan OVA. En comparación con CLEC9a, XCR1 también se expresa en un subconjunto de cCD1 de la piel, mientras que la expresión de la proteína CLEC9a es casi indetectable en el mismo compartimento. Como consecuencia, en un estudio el anticuerpo monoclonal antiXCR1 se capturó de manera más eficiente por las cCD1 de piel humana en comparación con el anti-CLEC9a. Se demostró que la focalización de antígenos mediante BCDA-2 en las pCD promueve un efecto tolerogénico, y en la actualidad se estudia en ensayos clínicos como antagonista funcional en el LES y enfermedades relacionadas. Las pCD pueden no ser la única diana terapéutica adecuada para el LES ya que la evidencia demostró que la activación de TLR7 es crítica para la captación de antígenos de las CDF y la secreción de IFNα. Esto se considera importante para la autorreactividad, ya que los ratones TLR7-/- tenían una reducción significativa de la autoinmunidad a los autoantígenos. Además, la falta de Mfge8 da como resultado una deficiencia para eliminar las células apoptóticas en el CG, lo que al final contribuye a la liberación de autoantígenos que desempeñan un papel patogénico en el LES. Su papel en la presentación de antígenos a largo plazo, la supervivencia de las células B y la producción de IFN hace que las CDF sean un gran objetivo potencial para la terapéutica en enfermedades autoinmunes. La investigación dirigida a CD1a se limitó en el pasado debido a la falta de expresión del receptor en las CL múridas, aunque se expresa de forma abundante en las CL de piel humana. En un esfuerzo por estudiar el efecto de las CD1a en la función de las CL, Kim et al utilizaron ratones transgénicos para inducir la expresión de las CD1a en las CL de ratón. Mostraron pruebas convincentes del papel del receptor en la inducción de respuestas Th17 en modelos de hiedra venenosa e inflamación psoriásica. Además, los autores reportaron que el bloqueo de las CD1a redujo en forma significativa las enfermedades inflamatorias y alérgicas de la piel. Por ultimo, para elegir la mejor diana molecular, es importante comprender la biología del receptor de las CD y el subconjunto de células específicas que está “marcado” por este receptor. Además, las vacunas basadas en CD requieren adyuvantes para reducir su perfil tolerogénico y para mejorar la activación de las CD y la potencia de la vacuna. Explorar los datos de la investigación sobre adyuvantes para modular de forma preferente la actividad de ciertos subconjuntos de CD es fundamental para avanzar en la comprensión de la presentación de antígenos en estados patológicos.
CONCLUSIONES
Los subconjuntos de CD son heterogéneos y se distinguen por los receptores de superficie, el subtipo de TLR y la expresión de citocinas, y su capacidad para coordinar las respuestas adaptativas. Mientras que los subconjuntos de CD se pueden simplificar por razones prácticas mediante funciones claras: cCD1 dirigidas hacia Th1 y presentación cruzada, cCD2 y moCD para Th2/Th17, pCD para secreción de IFN, CL para Th2/Th17/Treg y CDF para presentación de antígenos a células B, estas definiciones estrictas no reflejan con precisión la multifacética biología de cada subconjunto. Con el creciente interés en el uso de CD como dianas terapéuticas, es fundamental que la conversación sobre un subconjunto dado considere la plasticidad funcional observada. Las consecuencias de reducir cada subconjunto se pueden ver en casos como el direccionamiento de DEC-205 o CLEC9a, donde las respuestas opuestas de inflamación o tolerancia son comunes en la literatura. No se trata de descartar las cualidades únicas de un subconjunto dado. Las distinciones entre los subconjuntos, como la expresión XCR1 en las cCD1, la expresión de BCDA-2 en las pCD o la ubicación de los subconjuntos y otras características discutidas a lo largo de la revisión, deben considerarse formas viables de focalización específica. También se espera que los estudios futuros de focalización de CD produzcan herramientas de investigación y moléculas de alta calidad que se sumen a la definición de heterogeneidad de las CD y ofrezcan oportunidades innovadoras traslacionales para los enfoques de las CD en la medicina.
Centro Regional de Alergia e Inmunología Clínica CRAIC, Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio González” UANL, Monterrey, México
Dra. Med. Sandra Nora González Díaz Jefe y Profesor
Dra. med. Gabriela Galindo Rodríguez Profesor
Dr. Jesús Eduardo Uc Rosado Residente 1er Año
Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor
No hay comentarios:
Publicar un comentario
Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.