Postepy Hig Med Dosw. (online), 2011; 65: 397-403
Review
Full Text PDF  

Rola subpopulacji limfocytów pomocniczych Th1, Th17 i Treg w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów z uwzględnieniem przeciwzapalnego działania cytokin Th1
The role of Th1, Th17, and Treg cells in the pathogenesis of rheumatoid arthritis including anti-inflammatory action of Th1 cytokines
Agata Kosmaczewska1  , Jerzy Świerkot2  , Lidia Ciszak1  , Piotr Wiland2  
1Zakład Terapii Doświadczalnej, Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN im. L. Hirszfelda we Wrocławiu
2Klinika Reumatologii i Chorób Wewnętrznych, Akademia Medyczna, Wrocław
Adres do korespondencji
dr n. med. Agata Kosmaczewska, Zakład Terapii Doświadczalnej, Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN im. L. Hirszfelda, ul. R. Weigla 12, 53-114 Wrocław; e-mail: kosmacz@iitd.pan.wroc.pl

Źródło finansowania
Praca finansowana przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego; grant nr N N402 244935

Otrzymano:  2011.01.17
Zaakceptowano:  2011.05.24
Opublikowano:  2011.06.17

Streszczenie
W patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) szczególną rolę przypisuje się zaburze­niom w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Przewlekły charakter zapalenia w stawach su­geruje, że regulacja ze strony układu odpornościowego jest zaburzona, co wiąże się z nadmiernie rozwiniętą odpowiedzią zapalną, której towarzyszą nieprawidłowe mechanizmy kontroli zapale­nia. Zaburzenia immunologiczne nie ograniczają się jedynie do miejsc zapalenia, ale mają rów­nież charakter systemowy i obejmują głównie komórki jednojądrzaste krwi obwodowej (PBMC), wydzielające w nieprawidłowych ilościach cytokiny pro- i przeciwzapalne. Limfocyty T pomoc­nicze (Th) mogą się różnicować w zależności od środowiska cytokinowego w komórki Th1, Th2, Th17 lub Treg. Aktywna postać RZS może być wynikiem przesunięcia równowagi układu odpor­nościowego w kierunku subpopulacji limfocytów T prozapalnych (głównie Th17) na niekorzyść regulatorowych komórek działających przeciwzapalnie (Treg). Wykazano, że zaburzenia wytwa­rzania cytokin Th1 (IL-2 i IFN-gamma), stwierdzane w przebiegu RZS, sprzyjają zwiększonemu wytwarzaniu IL-17 i infiltracji tkanek w miejscu zapalenia komórkami Th17. Najnowsze badania dowodzą, że cytokiny Th1 o udowodnionym działaniu prozapalnym mogą odgrywać ważną rolę w utrzymaniu równowagi między limfocytami Treg a Th17 poprzez promowanie różnicowania limfocytów Th w kierunku Treg. W pracy przedstawiono także wpływ TNF-alfa i jego blokady na populacje limfocytów Th u chorych na RZS.
Słowa kluczowe: reumatoidalne zapalenie stawów • limfocyt • Th1 • Th17 • Treg • cytokina • TNF-alfa


Summary
Dysregulation in the immune system plays an important role in the pathogenesis of rheumato­id arthritis (RA). The persistent nature of arthritis strengthens the suggestion of immune dys­function, consisting in predominance of the pro-inflammatory response. It seems that both lo­cal and systemic immune abnormalities, including PBMC secreting abnormal levels of pro- and anti-inflammatory cytokines, may be involved in the evolution of the disease. Helper T cells (Th) differentiate towards Th1, Th2, Th17, and Treg cells according to the cytokine microenvironment. Active RA results from the imbalance in distribution of functional pro-inflammatory Th17 and anti-inflammatory Treg cells. Affected Th1 cytokine secretion observed in the course of RA con­tributes to the increase in IL-17 production and Th17 infiltration in the synovial tissue. Current studies have demonstrated that pro-inflammatory Th1 cytokines may also exert an anti-inflam­matory action on the balance between Th17 and Treg cells by promotion of Treg differentiation. In the paper, we also show the influence of TNF-alpha and its inhibitors on the distribution of Th subpopulations in RA patients.
Key words: rheumatoid arthritis • lymphocyte • Th1 • Th17 • Treg • cytokine • TNF-alpha




Wykaz skrótów:
AIA - zapalenie stawów indukowane antygenem (antigen-induced arthritis); CCR - receptor chemokinowy (chemokine receptor); CIA - zapalenie stawów indukowane kolagenem (collagen-induced arthritis); CRP - białko C-reaktywne (C-reactive protein); CTLA-4 - antygen-4 limfocytów T cytotoksycznych (cytotoxic T lymphocyte antigen-4); GITR - czynnik transkrypcyjny indukowany glukokortykoidami (glucocorticoid-induced transcription factor); GM-CSF - czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor); IL - interleukina; mRNA - matrycowy kwas rybonukleinowy (messenger ribonucleic acid); NK - komórka NK (natural killer); PBMC - populacja komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (peripheral blood mononuclear cell); PGE - prostaglandyna E; RZS - reumatoidalne zapalenie stawów; TGF - czynnik wzrostu nowotworu (tumor growth factor); Th - populacja limfocytów T pomocniczych (T helper); TNF - czynnik martwicy nowotworu (tumor necrosis factor); Treg - populacja regulatorowych limfocytów T.
Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS)
Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest przewlekłą układową chorobą tkanki łącznej o podłożu immunolo­gicznym, która charakteryzuje się progresywnie postępu­jącym zapaleniem i uszkodzeniem stawów oraz zmianami w narządach wewnętrznych. RZS dotyczy 1% dorosłych stanowiąc jedną z głównych przyczyn niepełnosprawności ruchowej i kalectwa. Wyraźnie podwyższony współczyn­nik śmiertelności oraz duża liczba przedwczesnych zgo­nów w tej grupie chorych wynika ze wzrostu częstości in­cydentów sercowo-naczyniowych, następstw przewlekłego uogólnionego zapalenia i powikłań narządowych [5,14].
W patogenezie RZS szczególną rolę przypisuje się za­burzeniom w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Niezidentyfikowane antygeny artrogenne (egzogenne an­tygeny wirusowe, bakteryjne, grzybicze lub endogenne - np. białko zawierające cytrulinę), czynniki środowiskowe oraz genetyczne predyspozycje przyczyniają się do induk­cji przewlekłego stanu zapalnego w stawach z komponentą autoimmunologiczną. Aktywowane limfocyty T CD4+ o fe­notypie komórek pamięci (CD4+CD45RO+) są rekrutowane do błony maziowej i płynu stawowego, odgrywając główną rolę w indukcji i podtrzymywaniu zapalenia. Naciekające komórki T CD4+ oddziałują na makrofagi i fibroblasty błony maziowej oraz chondrocyty, stymulując je do wytwarzania prozapalnych cytokin (głównie IL-6, IL-1beta, TNF-alfa), aktywują limfocyty B i promują formowanie osteoklastów.
Przewlekły charakter zapalenia w stawach sugeruje, że re­gulacja ze strony układu odpornościowego jest zaburzona. Ostatnie dane wskazują, że nieprawidłowości o podłożu im­munologicznym dotyczą nadmiernie rozwiniętej odpowiedzi zapalnej, której towarzyszą zaburzenia mechanizmów kon­troli zapalenia [8]. Mimo że RZS dotyczy głównie stawów obwodowych, zaburzenia immunologiczne nie ograniczają się jedynie do miejsc zapalenia, ale mają również charakter systemowy i obejmują głównie komórki jednojądrzaste krwi obwodowej (PBMC) wydzielające w nieprawidłowych ilo­ściach cytokiny pro- i przeciwzapalne. RZS klinicznie cha­rakteryzuje się występowaniem okresów zaostrzeń zapalenia, przedzielonych u niektórych chorych okresami wyciszenia objawów, a sporadycznie nawet ich pełnym ustąpieniem, czy­li remisją. Okres remisji choroby jest więc wynikiem sub­telnej równowagi układu odpornościowego charakteryzują­cej się tolerancją w stosunku do własnych antygenów, która ulega istotnemu załamaniu w okresie zaostrzenia choroby.
Rola subpopulacji limfocytów Tpomocniczych (Th) - Th1, Th17 i Treg - w patogenezie RZS
Limfocyty T pomocnicze (Th) różnicują się w tkankach obwodowych w kierunku limfocytów Th1 (wydzielają­cych IL-2, IFN-gamma) oraz Th2 (wydzielających IL-4, -5, -10). Uważano, że podczas zapalenia przebiegające­go z komponentą autoimmunologiczną ważną rolę od­grywają głównie komórki klonu Th1. Najnowsze badania zmieniły jednak pogląd na ich znaczenie w procesach au­toimmunologicznych, ponieważ choroby te rozwijają się również bez udziału limfocytów Th1. Myszy z wyłączo­nym genem kodującym IFN-gamma, receptor IFN-gamma lub IL-12, która jest cytokiną różnicowania w kierunku Th1, utrzymywały wrażliwość na indukcję mysich mode­li RZS i stwardnienia rozsianego (SM), rozwijając nawet zaostrzoną postać choroby [1]. Obserwacje te wskazywa­ły, że indukcja i progresja chorób zapalnych o podłożu au­toimmunologicznym wymaga obecności innych efektoro­wych populacji limfocytów T CD4+ [33]. Ostatnie badania wskazują na możliwość różnicowania limfocytów pomoc­niczych (poza klonem Th1) również w kierunku komórek zapalnych Th17 lub regulatorowych limfocytów T o feno­typie CD4+CD25+FoxP3+ (Treg) [1]. Wydaje się, że aktyw­na postać RZS (zarówno w fazie indukcji, jak i progresji) może być wynikiem przesunięcia równowagi układu od­pornościowego w kierunku subpopulacji limfocytów T pro­zapalnych (głównie Th17) na niekorzyść regulatorowych komórek działających przeciwzapalnie (Treg), podobnie jak to się dzieje w idiopatycznym młodzieńczym zapale­niu stawów [28]. Odkrycie, że poszczególne subpopulacje limfocytów Th mogą różnicować się w określonym kie­runku w zależności od środowiska cytokinowego, wydaje się mieć ogromne znaczenie dla lepszego rozumienia pa­tomechanizmu zapalenia w RZS.
Obecność w płynie stawowym oraz krwi obwodowej cho­rych na RZS IL-17 wytwarzanej w dużej ilości przez ak­tywowane komórki Th17 sugeruje, że populacja tych silnie prozapalnych komórek odgrywa zasadniczą rolę w pato­genezie RZS [13,35,36]. Wykazano, że odsetek komórek Th17 w krwi chorych na RZS koreluje ze stężeniem biał­ka ostrej fazy CRP, liczbą zmienionych zapalnie stawów i aktywnością choroby [36]. Komórki Th17 różnicują się z ludzkich komórek pamięci CD4+CD45RO+ pod wpły­wem IL-23, IL-6, IL-1-beta, a w komórkach mysich dodat­kowo wymagana jest obecność TGF-beta [1,12,13,20,48]. Limfocyty Th17 nie wytwarzają IFN-gamma, brak w nich także czynnika transkrypcyjnego T-bet (które są charak­terystyczne dla komórek klonu Th1), a w obecności cyto­kin Th1 (IL-2 i IFN-gamma) ich różnicowanie jest zaha­mowane [12,16]. Komórki Th17 mogą się różnicować nie tylko z limfocytów pamięci, ale także z komórek regula­torowych (Treg) pod warunkiem, że w mikrośrodowisku obecna jest silnie prozapalna IL-6 [46,48].
Wykazano, że IL-17 wytwarzana w nadmiarze w przebiegu aktywnego RZS stymuluje monocyty i makrofagi do synte­zy IL-1-beta i TNF-alfa, z którymi działa synergistycznie. IL-17 pobudza również komórki błony maziowej i chrząst­ki do wytwarzania IL-6, IL-8, PGE2, GM-CSF [13]. Poza tym IL-17 wpływa stymulująco na procesy osteoklasto­genezy w kościach, prowadząc do zmian destrukcyjnych w stawach i progresji zmian radiologicznych w przebiegu RZS. Zablokowanie jej działania przeciwciałami monoklo­nalnymi hamuje postęp destrukcji kostnych w czasie trwa­nia choroby [23,26], podkreślając znaczący udział tej cy­tokiny w patogenezie RZS.
Regulatorowe limfocyty CD4+FoxP3+ (Treg) odgrywają istotną rolę w mechanizmach regulacji immunologicznej [1,34]. Limfocyty te charakteryzuje konstytutywna eks­presja w cytoplazmie unikalnego czynnika transkrypcyj­nego FoxP3 [11]. Poza tym Treg wykazują powierzchnio­wą ekspresję cząsteczek CD25, GITR, CD62L, OX-40 oraz dodatkowo w cytoplazmie i w błonie komórkowej - supresorowej cząsteczki CTLA-4 [37,43]. Wykazano, że komórki Treg wpływają supresyjnie na proliferację i funk­cję limfocytów efektorowych (CD4+CD25-, CD8+, NK) przez bezpośredni kontakt międzykomórkowy lub za po­średnictwem wydzielanych cytokin immunosupresyjnych (IL-10, TGF-beta) [1,4]. Celem ich supresyjnego działa­nia są również procesy aktywacji autoreaktywnych lim­focytów T, które wymknęły się spod kontroli mechani­zmów tolerancji immunologicznej. Naturalne komórki Treg (nTreg) powstają w grasicy z dziewiczych komórek T CD4+, natomiast w szczególnych warunkach środowisko­wych w obecności TGF-beta i/lub IL-2 mogą być induko­wane w tkankach obwodowych także z limfocytów T pa­mięci (podobnie jak Th17) lub z komórek efektorowych T CD4+CD25-, nazywane są wtedy indukowanymi/adapto­rowymi komórkami Treg (iTreg) [47]. Wielkość popula­cji limfocytów Treg oraz ich funkcja supresorowa zależna jest od stężenia IL-2, IFN-gamma, TGF-beta (wpływ po­zytywny) oraz IL-6, TNF-alfa (wpływ negatywny) w mi­krośrodowisku [9,19,29,34,39,45]. Wzajemne relacje ko­mórek Th1, Th17 i Treg w przebiegu aktywnej fazy RZS przedstawiono na ryc. 1.
Ryc. 1. Schemat wzajemnych relacji poszczególnych subpopulacji limfocytów T pomocniczych we krwi obwodowej chorych w aktywnej fazie RZS; --> - sekrecja cytokin; --> - różnicowanie komórek; wzajemne oddziaływanie: -->(+) - pobudzające i -->(-) - hamujące

Badania dowodzą, że we krwi chorych na RZS może wy­stępować różny odsetek limfocytów Treg [17,30,32], jed­nak to nie wielkość populacji, ale aktywność funkcjonalna tych komórek wydaje się odgrywać główną rolę w regu­lowaniu odpowiedzi komórek efektorowych na stymula­cję antygenową [30,32]. Wykazano, że ich funkcja supre­sorowa jest związana z przejściową syntezą IFN-gamma oraz stałą ekspresją czynnika FoxP-3 i antygenu CTLA-4 [4,19,21,46]. Badania grupy Ehrensteina i wsp. [9,10] oraz innych autorów [21,30] udowodniły, że w przebiegu RZS dochodzi do defektu supresyjnej funkcji komórek Treg wyizolowanych z krwi obwodowej chorych, która wyni­ka z nieprawidłowej ekspresji i funkcji białka CTLA-4 w tej populacji komórek. Poprawa powierzchniowej eks­presji CTLA-4 w limfocytach Treg pobranych od chorych na RZS prowadzi do przywrócenia im funkcji regulatoro­wej w badaniach in vitro z następową supresją wydzielania IFN-gamma przez nieregulatorowe limfocyty T o fenoty­pie CD4+CD25- [10]. Wydaje się, że manipulacja ekspre­sją białka CTLA-4 w regulatorowych limfocytach Treg może stanowić w przyszłości ważny element terapii RZS.
Przeciwzapalne działanie cytokin Th1 i ich wpływ na wzajemne relacje między limfocytami Th1, Th17 i Treg w przebiegu RZS
Warunki mikrośrodowiska mają ogromny wpływ na wielkość poszczególnych subpopulacji limfocytów po­mocniczych Th i decydują o kierunku ich różnicowania. Możliwość wzajemnie odwrotnej regulacji między limfo­cytami Th1, Th17 i Treg związana jest z obecnością na po­wierzchni komórek wspólnych receptorów chemokin CCR4, CCR5, CCR6, CXCR3, CXCR6 [24]. Interesujące jest to, że cytokiny Th1 o udowodnionym działaniu prozapalnym (IL-2 i IFN-gamma) mogą promować i podtrzymywać róż­nicowanie limfocytów w kierunku Treg, co prawdopodobnie sprzyja utrzymaniu homeostazy limfocytów T [2,3,19,47].
Wykazano, że we krwi obwodowej w przebiegu RZS docho­dzi do zaburzenia odpowiedzi limfocytów Th1 na stymula­cję antygenową z następowym defektem syntezy IL-2 oraz IFN-gamma, który koreluje z aktywnością choroby [41]. Znaczenie ochronnego oddziaływania IFN-gamma na roz­wój i przebieg RZS potwierdzono w badaniach Kawashimy i wsp. [18], w których wykazano odwrotną korelację mię­dzy ekspresją mRNA IFN-gamma w komórkach PBMC chorych na aktywną postać RZS a stężeniem białka CRP w surowicy. Konsekwencją systemowego defektu komó­rek Th1 może być zachwianie równowagi w obrębie sub­populacji limfocytów T CD4+ na niekorzyść komórek Treg i promowanie funkcjonalnej przewagi prozapalnych limfo­cytów Th17. Istotnie, procesy różnicowania limfocytów po­mocniczych T w komórki Th17 i infiltracji nimi zmienio­nych zapalnie stawów są znacznie nasilone u chorych na aktywną postać RZS i wynikają m.in. z niedoboru cytokin Th1 w środowisku [25,42]. Toh i wsp. [38] niedawno wy­kazali związek IL-17 z defektem komórek Th1 w przebie­gu RZS przez selektywne hamowanie ekspresji receptora beta2 dla IL-12 (IL-12Rbeta2), który jest swoisty dla lim­focytów różnicujących się w kierunku komórek Th1.
Dowiedziono, że IFN-gamma może odgrywać istotną rolę w indukowaniu i utrzymaniu tolerancji w stosunku do allo- i autoantygenów przez udział w prawidłowym funkcjonowa­niu limfocytów Treg. Endogenny IFN-gamma wytwarzany w wyniku stymulacji antygenowej w komórkach efektoro­wych (CD4+CD25-) oraz tylko przejściowo w limfocytach Treg decyduje o supresyjnej aktywności głównie adaptoro­wych Treg (iTreg). Przeciwzapalne działanie IFN-gamma udowodniono w badaniach z wykorzystaniem myszy z wy­łączonym genem kodującym tę cytokinę (IFN-gamma-/-), u których brak IFN-gamma sprzyja nasileniu indukowa­nego kolagenem (collagen-induced arthritis - CIA) lub antygenem (antigen-induced arthritis - AIA) zapalenia stawów, czemu towarzyszy istotnie podwyższone stęże­nie IL-17 i nieograniczona ekspansja zapalnych komórek Th17 [15,16,25]. Chroniący myszy przed rozwojem zapa­lenia stawów wpływ IFN-gamma zaznaczony jest zarówno w fazie indukcji [16], jak i w fazie efektorowej zapalenia [19]. Początkowo spodziewano się, że swoiste przeciwza­palne działanie IFN-gamma w limfocytach Treg wiąże się z jego antagonistycznym działaniem w stosunku do TGF-beta wytwarzanego przez te komórki. Jednakże badania Kelchtermans i wsp. [19] obaliły ten pogląd, dowodząc, że IFN-gamma oddziałuje na aktywność supresyjną Treg niezależnie od TGF-beta i prawdopodobnie ma w tej roli nadrzędną nad TGF-beta pozycję.
Wydaje się, że poza IFN-gamma, również IL-2 jest waż­nym czynnikiem utrzymującym prawidłowo funkcjonującą subpopulację komórek Treg w obrębie obwodowych limfo­cytów T [2,3]. Indukowanie limfocytów Treg we krwi ob­wodowej z populacji komórek CD4+CD25- wymaga obec­ności nie tylko TGF-beta, ale również IL-2, która wręcz warunkuje ten proces [47]. Cytokina ta ma więc ważne znaczenie w różnicowaniu, ekspansji i funkcji supreso­rowej Treg w populacji obwodowych limfocytów pomoc­niczych Th [2,3,34,47]. Jej wpływ na wielkość populacji Treg jest wprost proporcjonalny, co ma zapewnić ochro­nę przed nadmierną aktywacją nieregulatorowych limfo­cytów T CD4+ [47] (będących fizjologicznym źródłem IL-2), wśród których znajdują się również komórki au­toreaktywne. Wykazano, że nieobecność IL-2 lub IL-2R sprzyja utracie tolerancji wobec autoantygenów, zmniejsza reaktywność wobec alloantygenów, co wynika z nieprawi­dłowo funkcjonującej populacji regulatorowych komórek Treg [2]. Setoguchi i wsp. [34] potwierdzili na modelu my­sim, że zniesienie wpływu obecnej w środowisku IL-2 na limfocyty Treg może prowadzić do rozwoju zjawisk au­toagresji. Zaburzenia wytwarzania IL-2 sprzyjają zwięk­szonemu wytwarzaniu IL-17 i infiltracji tkanek w miejscu zapalenia komórkami Th17 [25]. IL-2 może więc odgry­wać ważną rolę w utrzymaniu równowagi między limfo­cytami Treg a Th17 [22].
Znaczenie IL-2 w kontrolowaniu równowagi między Th17 i Treg wykazano dotąd jedynie w mikrośrodowisku komó­rek nowotworowych [22]. Dlatego określenie wpływu eg­zogennej IL-2 i/lub IFN-gamma na utrzymanie homeosta­zy limfocytów Th i przywrócenie prawidłowych proporcji poszczególnych subpopulacji przeciw- i prozapalnych ko­mórek (Treg, Th1, Th17) u chorych na RZS mogłoby się przyczynić do wyznaczenia nowych kierunków leczenia biologicznego.
TNF-alpha i jego blokada u chorych na RZS
Na nasilenie syntezy cytokin o znaczeniu podstawowym w różnicowaniu poszczególnych subpopulacji limfocytów Th u chorych na RZS wpływa znacząco TNF-alfa [7,39]. Wytwarzany przez aktywowane makrofagi w nadmiarze i wydzielany do płynu stawowego i krwi obwodowej po­woduje nasilenie procesu zapalenia związanego z chorobą. Wykazano, że przewlekły wpływ TNF-alfa na komórki T CD4+ prowadzi do obniżenia ekspresji molekuł uczestni­czących w aktywacji limfocytów T (CD28), hiporeaktyw­ności limfocytów T wyrażonej obniżonym wytwarzaniem IL-2, IFN-gamma, IL-10, IL-4 i zmniejszoną ekspresją CD25. TNF-alfa wpływa też na zmniejszenie wielkości populacji limfocytów Treg i ich aktywności supresoro­wej, promuje powstawanie komórek Th17 oraz działa au­tokrynnie przez zwiększenie liczby PBMC wytwarzają­cych TNF-alfa [6,7,39,40].
Wiadomo, że w przebiegu RZS terapeutyczny efekt czyn­ników blokujących TNF-alfa w badaniach in vitro i in vivo wynika z rekrutacji mniejszej liczby leukocytów do zmie­nionych zapalnie stawów, zmniejszenia stężenia cytokin prozapalnych (IL-1, IL-6, GM-CSF, IL-8, TNF-alfa) oraz osłabienia angiogenezy w stawach [31,44]. Ponadto bloka­da TNF-alfa prowadzi do przywrócenia prawidłowej eks­presji antygenu kostymulującego CD28 na powierzchni pobudzonych limfocytów T CD4+ we krwi i płynie stawo­wym oraz poprawy ich reaktywności (proliferacji i wytwa­rzania cytokin: IL-2, IFN-gamma, IL-10, IL-4), a w końcu do zahamowania progresji radiologicznych zmian w sta­wach w przebiegu RZS [6,7,9,29,31,44]. Zastosowanie czynników blokujących TNF-alfa sprzyja ponadto zwięk­szeniu ekspansji i/lub nasileniu supresorowej funkcji ko­mórek Treg. Wykazano, że w wyniku leczenia biologicz­nego z wykorzystaniem inhibitorów TNF-alfa dochodzi do indukowania we krwi obwodowej chorych na aktywnie przebiegające RZS odmiennych fenotypowo populacji ada­ptorowych limfocytów Treg (iTreg), których działanie su­presyjne realizowane jest głównie za pośrednictwem wy­dzielanego TGF-beta. Leczenie inhibitorami TNF alfa nie koryguje natomiast wielkości populacji i zaburzonej funk­cji naturalnych komórek Treg (nTreg), co wynika z utrzy­mywania się obniżonej ekspresji antygenu CTLA-4 w tych komórkach mimo leczenia [10,21]. Chorzy na RZS pozo­stają więc z nieprawidłowościami dotyczącymi tej ważnej regulatorowej populacji limfocytów T, mimo klinicznej skuteczności leczenia inhibitorami TNF-alfa, co skutku­je szybkim nawrotem objawów po zakończeniu terapii.
Wprawdzie terapia biologiczna z użyciem czynników blo­kujących TNF-alfa jest nowym i obiecującym kierunkiem leczenia agresywnie przebiegającego RZS, jednakże jej skuteczność wykazano jedynie u 60-70% chorych, u któ­rych zastosowano ten rodzaj leczenia [42]. Wydaje się, że przyczyną niepełnej efektywności może być, częściowo niezależne od TNF-alfa, silne prozapalne działanie IL-17 wydzielanej autonomicznie przez komórki Th17, obec­ne w zajętych zapaleniem stawach. Dlatego obserwuje się większą skuteczność terapii skojarzonej lekami blokują­cymi TNF-alfa (infliksimabem, adalimumabem lub etaner­ceptem) i metotreksatem (syntetycznym lekiem modyfiku­jącym przebieg choroby), która prowadzi do zahamowania powstawania nadżerek kostnych i zmniejszenia aktywności choroby w większym stopniu niż monoterapia. Wykazano, że dodanie metotreksatu zwiększa skuteczność inhibitorów TNF-alfa poprzez hamowanie powstawania skierowanych przeciwko nim przeciwciał, a także efektywnie zmniejsza odsetek komórek Th17 we krwi obwodowej i płynie sta­wowym chorych na RZS [27,37].
Podsumowanie
Doniesienia kilku ostatnich lat przyniosły zmianę w ro­zumieniu patomechanizmu zapalenia w przebiegu RZS uwzględniającym udział komórek Th1, Th17 i Treg, których wzajemne relacje wydają się mieć znaczenie kluczowe dla rozwoju i/lub wygaszania procesu zapalnego w stawach. Zaburzenia w funkcjonowaniu układu odpornościowego mają także charakter systemowy i charakteryzują się eks­pansją silnie prozapalnych komórek Th17 i nieprawidło­wą liczbą/funkcją działających przeciwzapalnie limfocy­tów Treg. Odkrycie udziału komórek Th1 w promowaniu różnicowania limfocytów Th w kierunku Treg oraz hamo­waniu różnicowania limfocytów Th17 przyczyniło się do lepszego rozumienia patogenezy RZS, w przebiegu które­go obserwuje się często defekt w zakresie wydzielania cy­tokin Th1. Nieskuteczność leczenia inhibitorami TNF-alfa stwierdzana nawet u 30-40% chorych na agresywną postać RZS oraz szybki nawrót objawów klinicznych choroby po ich odstawieniu wydają się mieć genezę w utrzymywaniu się nieprawidłowości w zakresie populacji limfocytów Th pro- i przeciwzapalnych. Zasadne wydaje się poszuki­wanie nowych kierunków leczenia biologicznego, które zapewniałyby przywrócenie prawidłowych relacji poszcze­gólnych subpopulacji limfocytów Th u chorych na RZS.
PIŚMIENNICTWO
[1] Afzali B., Lombardi G., Lechler R.I., Lord G.M.: The role of T helper 17 (Th17) and regulatory (Treg) in human organ transplantation and autoimmune disease. Clin. Exp. Immunol., 2007; 148: 32-46
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[2] Almeida A.R., Legrand N., Papiernik M., Freitas A.: Homeostasis of peripheral CD4+ T cells: IL-2Rα and IL-2 shape a population of regulatory cells that controls CD4+ T cell numbers. J. Immunol., 2002; 169: 4850-4860
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[3] Almeida A.R., Zaragoza B., Freitas A.A.: Indexation as a novel mechanism of lymphocyte homeostasis: the number of CD4+CD25+ regulatory T cells is indexed to the number of IL-2-producing cells. J. Immunol., 2006; 177: 192-200
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[4] Bayry J., Siberil S., Triebel F., Tough D.F., Kaveri S.V.: Rescuing CD4+CD25+ regulatory T-cell functions in rheumatoid arthritis by cytokine-targeted monoclonal antibody therapy. Drug Discov. Today, 2007; 12: 548-552
[PubMed]  
[5] Blaschke S., Viereck V., Schwarz G., Klinger H.M., Guerluek S., Muller G.A.: Anti-inflammatory effects of atorvastatin on peripheral blood mononuclear cells and synovial fibroblasts in rheumatoid arthritis. Scand. J. Rheumatol., 2009; 38: 235-239
[PubMed]  
[6] Bryl E., Vallejo A.N., Matteson E.L., Witkowski J.M., Weyand C.M., Goronzy J.J.: Modulation of CD28 expression with anti-tumor necrosis factor alpha therapy in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum., 2005; 52: 2996-3003
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[7] Cope A.P., Londei M., Chu N.R., Cohen S.B., Elliot M.J., Brennan F.M., Maini R.N., Feldmann M.: Chronic exposure to tumor necrosis factor (TNF) in vitro impairs the activation of T cells through the T cell receptor/CD3 complex; reversal in vivo by anti-TNF antibodies in patients with rheumatoid arthritis. J. Clin. Invest., 1994; 94: 749-760
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[8] Duarte J., Agua-Doce A., Oliveira V.G., Fonseca J.E., Graca L.: Modulation of IL-17 and Foxp3 expression in the prevention of autoimmune arthritis in mice. PloS One, 2010; 5: e10558
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[9] Ehrenstein M.R., Evans J.G., Singh A., Moore S., Warnes G., Isenberg D.A., Mauri C.: Compromised function of regulatory T cells in heumatoid arthritis and reversal by anti-TNF-α therapy. J. Exp. Med., 2004; 200: 277-285
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[10] Flores-Borja F., Jury E.C., Mauri C., Ehrenstein M.R.: Defects in CTLA-4 are associated with abnormal regulatory T cell function in rheumatoid arthritis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008; 105: 19396-19401
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[11] Fontenot J.D., Rudensky A.Y.: A well adapted regulatory contrivance: regulatory T cell development and the forkhead family transcription factor Foxp3. Nat. Immunol., 2005; 6: 331-337
[PubMed]  
[12] Furuzawa-Carballeda J., Vargas-Rojas M.I., Cabral A.R.: Autoimmune inflammation from Th17 perspective. Autoimmun. Rev., 2007; 6: 169-175
[PubMed]  
[13] Gaffen S.L.: Biology of recently discovered cytokines: Interleukin-17 - a unique inflammatory cytokine with roles in bone biology and arthritis. Arthritis Res. Ther., 2004; 6: 240-247
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[14] Hansel B., Bruckert E.: Lipid profile and cardiovascular risk in patients with rheumatoid arthritis: effect of the disease and of drug therapy. Ann. Endocrinol., 2010; 71: 257-263
[PubMed]  
[15] Hirota K., Hashimoto H., Yoshitomi H., Tanaka S., Nomura T., Yamaguchi T., Iwakura Y., Sakaguchi N., Sakaguchi S.: T cell self-reactivity forms a cytokine milieu for spontaneous development of IL-17+Th cells that cause autoimmune arthritis. J. Exp. Med., 2007; 204: 41-47
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[16] Irmler I.M., Gajda M., Brauer R.: Exacerbation of antigen-induced arthritis in IFN-γ-deficient mice as a result of unrestricted IL-17 response. J. Immunol., 2007; 179: 6228-6236
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[17] Kao J.K., Hsue Y.T., Lin C.Y.: Role of new population of peripheral CD11c+CD8+ T cells and CD4+CD25+ regulatory T cells during acute and remission stages in rheumatoid arthritis patients. J. Microbiol. Immunol. Infect., 2007; 40: 419-427
[PubMed]  
[18] Kawashima M., Miossec P.: mRNA quantification of T-bet, GATA-3, IFN-γ, and IL-4 shows a defective Th1 immune response in the peripheral blood from rheumatoid arthritis patients: link with disease activity. J. Clin. Immunol., 2005; 25: 209-214
[PubMed]  
[19] Kelchtermans H., De Klerck B., Mitera T., Van Balen M., Bullens D., Biliau A., Leckercq G., Matthys P.: Defective CD4+CD25+ regulatory T cell functioning in collagen-induced arthritis: an important factor in pathogenesis, counter-regulated by endogenous IFN-γ. Arthritis Res. Ther., 2005; 7: R402-R415
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[20] Kimura A., Kishimoto T.: IL-6: regulator of Treg/Th17 balance. Eur. J. Immunol., 2010; 40: 1830-1835
[PubMed]  
[21] Kolar P., Knieke K., Hegel K.E., Quandt D., Burmester G.R., Hoff H., Brunner-Weinzierl M.C.: CTLA-4 (CD152) controls homeostasis and suppressive capacity of regulatory T cells in mice. Arthritis Rheum., 2009; 60: 123-132
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[22] Kryczek I., Wei S., Zou L., Altuwaijri S., Szeliga W., Kolls J., Chang A., Zou W.: Cutting edge: Th17 and regulatory T cells dynamics and regulation by IL-2 in the tumor microenvironment. J. Immunol., 2007; 178: 6730-6733
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[23] Li X., Yuan F.L., Lu W.G., Zhao Y.Q., Li C.W., Li J.P., Xu R.S.: The role of interleukin-17 in mediating joint destruction in rheumatoid arthritis. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2010; 397: 131-135
[PubMed]  
[24] Lim H.W., Lee J., Hillsamer P., Kim C.H.: Human Th17 cells share major trafficking receptors with both polarized effector T cells and FOXP3+ regulatory T cells. J. Immunol., 2008; 180: 122-129
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[25] Lohr J., Knoechel B., Wang J.J., Villarino A.V., Abbas A.K.: Role of IL-17 and regulatory T lymphocytes in a systemic autoimmune disease. J. Exp. Med., 2006; 203: 2785-2791
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[26] Lubberts E., Koenders M., van den Berg W.B.: The role of T cell interleukin-17 in conducting destructive arthritis: lessons from animal models. Arthritis Res. Ther., 2005; 7: 29-37
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[27] Macias I., Garcia-Perez S., Ruiz-Tudela M., Medina F., Chozas N., Giron-Gonzales J.A.: Modification od pro- and antiinflammatory cytokines and vascular-related molecules by tumor necrosis factor-a blockade in patients with rheumatoid arthritis. J. Rheumatol., 2005; 32: 2102-2108
[PubMed]  
[28] Mahendra A., Misra R., Aggarwal A.: Th1 and Th17 predominance in the enthesitis-related arthritis form of juvenile idiopathic arthritis. J. Rheumatol., 2009; 36: 1730-1736
[PubMed]  
[29] Nadkarni S., Mauri C., Ehrenstein M.R.: Anti-TNF-α therapy induces a distinct regulatory T cell population in patients with rheumatoid arthritis. J. Exp. Med., 2007; 204: 33-39
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[30] Ryder L.R., Woetmann A., Madsen H.O., Odum N., Ryder L.P., Bliddal H., Danneskiold-Samsoe B., Ribel-Madsen S., Bartels E.M.: Expression of full-length and splice forms of FoxP3 in rheumatoid arthritis. Scand. J. Rheumatol., 2010; 39: 279-286
[PubMed]  
[31] Schuerwegh A.J., Van Offel J.F., Stevens W.J., Bridts C.H., De Clerck L.S.: Influence of therapy with chimeric monoclonal tumor necrosis factor-α antibodies on intracellular cytokine profiles of T lymphocytes and monocytes in rheumatoid arthritis patients. Rheumatol., 2003; 42: 541-548
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[32] Sempere-Ortells J.M., Perez-Garcia V., Marin-Alberca G., Peris-Pertusa A., Benito J.M., Marco F.M., Zubcoff J.J., Navarro-Blasco F.J.: Quantification and phenotype of regulatory T cells in rheumatoid arthritis according to disease activity score-28. Autoimmunity, 2009; 42: 636-645
[33] Serada S., Fujimoto M., Mihara M., Koike N., Ohsugi Y., Nomura S., Yoshida H., Nishikawa T., Terabe F., Ohkawara T., Takahashi T., Ripley B., Kimura A., Kishimoto T., Naka T.: IL-6 blockade inhibits the induction of myelin antigen-specific Th17 cells and Th1 cells in experimental autoimmune encephalitis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008; 105: 9041-9046
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[34] Setoguchi R., Hori S., Takahashi T., Sakaguchi S.: Homeostatic maintenance of natural Foxp3+ CD25+CD4+ regulatory T cells by interleukin (IL)-2 and induction of autoimmune disease by IL-2 neutralization. J. Exp. Med., 2005; 201: 723-735
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[35] Shen H., Goodall J.C., Gaston J.S.: Frequency and phenotype of peripheral blood Th17 cells in ankylosing spondylitis and rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum., 2009; 60: 1647-1656
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[36] Shen H., Xia L., Lu J., Xiao W.: Infliximab reduces the frequency of interleukin 17-producing cells and the amounts of interleukin 17 in patients with rheumatoid arthritis. J. Investig. Med., 2010; 58: 905-908
[PubMed]  
[37] Takahashi T., Tagami T., Yamazaki S., Uede T., Shimizu J., Sakaguchi N., Mak T.W., Sakaguchi S.: Immunologic self-tolerance maintained by CD25+CD4+ regulatory T cells constitutively expressing cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4. J. Exp. Med., 2000; 192: 303-310
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[38] Toh M.L., Kawashima M., Hot A., Miossec P., Miossec P.: Role of IL-17 in the Th1 systemic defects in rheumatoid arthritis through selective IL-12Rβ2 inhibition. Ann. Rheum. Dis., 2010; 69: 1562-1567
[PubMed]  
[39] Valencia X., Stephens G., Goldbach-Mansky R., Wilson M., Shevach E.M., Lipsky P.E.: TNF downmodulates the function of human CD4+CD25hi T-regulatory cells. Blood, 2006; 108: 253-261
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[40] van Amelsfort J.M., Jacobs K.M., Bijlsma J.W., Lafeber F.P., Taams L.S.: CD4+CD25+ regulatory T cells in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum., 2004; 30: 2775-2785
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[41] van Roon J.A., Verhoef C.M., van Roy J.L., Gmelig-Meyling F.H., Huber-Bruning O., Lafeber F.P., Bijlsma J.W.: Decrease in peripheral type 1 over type 2 T cell cytokine production in patients with rheumatoid arthritis correlates with an increase in severity of disease. Ann. Rheum. Dis., 1997; 56: 656-660
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[42] Voll R.E., Kalden J.R.: Do we need new treatment that goes beyond tumor necrosis factor blockers for rheumatoid arthritis? Ann. N. Y. Acad. Sci., 2005; 1051: 799-810
[PubMed]  
[43] von Boehmer H.: Mechanisms of suppression by suppressor T cells. Nat. Immunol., 2005; 6: 338-344
[PubMed]  
[44] Williams R.O., Paleolog E., Feldmann M.: Cytokine inhibitors in rheumatoid arthritis and other autoimmune diseases. Curr. Opin. Pharmacol., 2007; 7: 412-417
[PubMed]  
[45] Wood K., Sawitzki B.: Interferon gamma: a crucial role in the function of induced regulatory T cells in vivo. Trends Immunol., 2006; 27: 183-187
[PubMed]  
[46] Xu L.L., Kitani A., Fuss I., Strober W.: Cutting edge: regulatory T cells induce CD4+CD25-Foxp3- T cells or are self-induced to become Th17 cells in the absence of exogenous TGF-β. J. Immunol., 2007; 178: 6725-6729
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[47] Zheng S.G., Wang J., Wang P., Gray J.D., Horwitz D.A.: IL-2 is essential for TGF-β to convert naive CD4+CD25- cells to CD25+Foxp3+ regulatory T cells and for expansion of these cells. J. Immunol., 2007; 178: 2018-2027
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[48] Ziegler S.F., Buckner J.H.: FOXP3 and the regulation of Treg/Th17 differentiation. Micbrobes Infect., 2009; 11: 594-598
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
Autorzy deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.