Снижение числа регуляторных T-лимфоцитов кишечника предшествует развитию болезни Крона

Болезнь Крона (БК) — хроническое рецидивирующее воспалительное заболевание, поражающее пищеварительный тракт (в первую очередь — подвздошную кишку). Этиология и патогенез этого состояния изучены не до конца, предполагается, что роль играют микрофлора и генетические факторы. Большое внимание также уделяется роли иммунной системы, в частности, резидентным интраэпителиальным лимфоцитам (ИЭЛ).

Среди ИЭЛ в стенке кишки можно выделить так называемые натуральные (наивные) T-лимфоциты и индуцированные лимфоциты, уже контактировавшие с антигенами. В новой работе международная группа ученых под руководством специалистов из Школы медицины Икана центра Маунт-Синай (США) сосредоточилась на роли одного из типов наивных ИЭЛ — так называемых гамма/дельта (γδ) T-клеток, T-клеточные рецепторы которых представлены гамма- и дельта-цепями, — в развитии илеита (воспаления подвздошной кишки) при БК. Эти клетки играют роль «стражей» эпителиального барьера кишки. Ранее было показано, что у пациентов с илеитом, а также язвенным колитом (еще одним воспалительным заболеванием кишечника) снижено количество γδ T-клеток в слизистой оболочке.

Чтобы смоделировать течение илеита, ученые использовали линию мышей TNF^ΔARE, у которых повышена стабильность транскрипта гена Tnf, из-за чего у них вырабатывается больше фактора некроза опухоли (TNF). TNF повышает проницаемость эпителиального барьера кишечника и провоцирует гибель клеток эпителия путем апоптоза. У таких мышей илеит развивается спонтанно в возрасте восьми недель, а к 16 неделям в воспалительный процесс вовлекается вся толща кишечной стенки.

Используя метод проточной цитометрии и алгоритмы машинного обучения, исследователи показали, что соотношение популяций ИЭЛ в слизистой оболочке подвздошной кишки изменяется уже через пять недель после рождения, до появления признаков воспаления. Самым ранним нарушением является уменьшение количества γδ ИЭЛ по сравнению со здоровыми мышами из контрольной группы. Эти наблюдения подтвердили методом флуоресцентной гибридизации in situ (FISH), который позволил визуализировать снижение количества γδ T-лимфоцитов в эпителии кишки. Также авторы показали, что уменьшение числа γδ ИЭЛ связано как со снижением интенсивности их пролиферации, так и с активацией апоптоза.

Ключевой фактор развития γδ ИЭЛ — выделяемые эпителиальными клетками бутирофилиновые белки (BTNL), синтез которых регулируется транскрипционными факторами HNF4α и HNF4γ. Используя методы количественной ПЦР и FISH, ученые продемонстрировали снижение экспрессии генов Hnf4g, Btnl1 и Btnl6 у мышей из линии TNF^ΔARE по сравнению с контрольной группой уже в возрасте четырех недель. Полученные данные свидетельствуют о нарушении взаимодействия эпителиальных клеток и γδ T-лимфоцитов посредством HNF4G/BTNL-сигналинга, что оказывает негативное влияние на популяцию последних.

Исследователи также оценили защитную функцию γδ ИЭЛ у мышей TNF^ΔARE. Они использовали метод интравитальной микроскопии и показали, что скорость миграции иммунных клеток в эпителии снижена по сравнению с контрольной группой (изменения возникали за две недели до появления симптомов илеита). Механизмы этого явления остаются неясными, но было показано, что они не связаны с нарушением формирования окклудиновых контактов между лимфоцитами и эпителием, возникающим под действием TNF. По мнению ученых, снижение скорости миграции лимфоцитов мешает им «патрулировать» эпителий и осуществлять их защитные функции.

Одна из функций γδ ИЭЛ — это регуляция активности эффекторных T-клеток посредством выделения аденозина. Одним из компонентов процесса образования аденозина из аденозинтрифосфата является молекула CD39, экспрессируемая регуляторными γδ T-лимфоцитами. Авторы показали, что уменьшение количества CD39+ γδ ИЭЛ отмечается в эпителии подвздошной кишки TNF^ΔARE-мышей уже через четыре недели после рождения, то есть до уменьшения абсолютного количества γδ ИЭЛ. При этом компенсаторно возрастает инфильтрация в эпителий CD39- γδ T-лимфоцитов из крови, однако эти клетки не демонстрировали иммуносупрессивные свойства после миграции. Таким образом, развитию воспалительного процесса в подвздошной кишке предшествуют не только снижение количества γδ ИЭЛ и их способности «патрулировать» эпителиальный барьер, но и нарушение их регуляторной функции в отношении цитотоксических лимфоцитов.

Ученые предполагают, что результаты этой работы позволят не только уточнить механизмы развития БК и выделить группы лиц, предрасположенных к развитию этого заболевания (в частности, вследствие полиморфизмов генов, кодирующих CD39 и HNF4G), но и использовать уровень γδ ИЭЛ для прогнозирования манифестации и рецидива заболевания, а также разработать новые методы лечения БК, основанные на стимуляции активности γδ T-лимфоцитов.

Органоиды из клеток пациентов позволили выделить два подтипа болезни Крона