Úloha T-regulačních lymfocytů v patogenezi předčasného porodu

Overview

Cíl studie:
Popsat úlohu T-regulačních lymfocytů v patogenezi předčasného porodu.

Název a sídlo pracoviště:
Gynekologicko-porodnická klinika 1. LF UK a VFN, Praha.

Metodika:
T-regulační lymfocyty modulují imunitní systém, udržují toleranci vůči vlastním antigenům, a předcházejí tak autoimunitním onemocněním. Vzhledem k těmto vlastnostem je stále více zkoumán jejich vliv na těhotenství, kdy je vlivem tzv. fetomaternálního crosstalku mateřská imunita v kontaktu se semialogenním plodem, dále vliv na předčasný porod a další těhotenské patologie. Podle posledních údajů se zdá být jejich úloha v imunomodulaci těhotných velmi významná, přestože mnohým mechanismům stále nerozumíme.

Klíčová slova:
T-regulační lymfocyty, předčasný porod, imunomodulace v těhotenství

ÚVOD

V posledních několika letech se ve výzkumných pracích stále více diskutuje o účasti poruchy tolerance plodu mateřským imunitním systémem v patogenezi předčasného porodu a dalších těhotenských patologií. Imunitní systém matky musí prodělat významné změny tak, aby byl schopen tolerovat semialogenní plod, ale současně zvládl plnit svou primární funkci zajištění vlastní integrity při obraně proti patogenům. Úspěšné těhotenství ale nezávisí jen na toleranci paternálních antigenů, ale i na adekvátní funkci cytokinů a správné funkci přirozené a získané imunity (což zahrnuje i buňky deciduy a trofoblastu) [21]. Stále častěji jsou proto v souvislosti s těhotenskými patologiemi skloňovány T-regulační lymfocyty, které pomáhají modulaci imunitního systému v těhotenství.

Předčasný porod je definován jako ukončení těhotenství před dokončeným 37. gestačním týdnem a komplikuje asi 10 % všech těhotenství, ať již jako spontánní předčasný porod, či porod iatrogenně vyvolaný. Vzhledem k nízké porodní hmotnosti dětí a rizikům s tím spojeným je stále vyvíjena snaha o oddálení předčasného porodu, v neposlední řadě pak o nalezení takového parametru, který by mohl označit pacientky ve vyšším riziku předčasného porodu. Velké množství výzkumných projektů je proto zaměřeno na jeho časnou predikci. V patogenezi předčasného porodu očekáváme více příčin. Za doposud nejvýznamnější spouštěcí mechanismy jsou považovány infekce, uteroplacentární ischemie či deciduální hemoragie [11].

T-REGULAČNÍ LYMFOCYTY A JEJICH POVRCHOVÉ A INTRACELULÁRNÍ ZNAKY

T-lymfocyty jsou bílé krvinky, které jsou součástí imunitního systému. Jejich hlavní funkcí je rozlišovat vlastní buňky od cizích na základě HLA značení. Na svém povrchu nesou T-lymfocyty T-celulární receptor (TcR) a jsou značeny CD znaky, podle kterých jsou pak děleny na jednotlivé skupiny – pomocné (Th), cytotoxické (T-cyt), regulační (T-reg) lymfocyty a tzv. natural killers (NK buňky).

T-regulační lymfocyty jsou malou subpopulací CD4+ T-buněk, které modulují imunitní systém, udržují toleranci vůči vlastním antigenům, a umožňují tak předcházet autoimunitním onemocněním, případně odmítnutí štěpu. Zatím ale není známo, jakým mechanismem uvedené procesy zajišťují. Je zvažována aktivace na bázi cytokinů či buněčný kontakt. Obecně T-regulační lymfocyty snižují indukci a proliferaci T-efektorových buněk a úspěšné těhotenství je spojeno se vzestupem počtu T-regulačních lymfocytů v decidui.

Byla objevena celá řada znaků, které T-regulační lymfocyty charakterizují a které se pravděpodobně určitou mírou na modulační funkci podílejí, jak je uvedeno v textu dále. Mezi nejvíce specifický intracelulární znak patří FoxP3. Jako jeden z hlavních transkripčních faktorů může po stimulaci T-receptorů potlačovat transkripci klíčových genů, a tím se účastní regulace vývoje a funkce T-regulačních lymfocytů. Dalším intracelulárním znakem je Helios, který ale není přítomen na naiv­ních T-regulačních lymfocytech [3].

Mezi povrchové markery s vysokou expresí patří CD25, latency associated peptide (LAP), glycoprotein a repetitions predominant (GARP), cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4 (CTLA-4), inducible costimulator (ICOS), tumor necrosis factor receptor 2 (TNFR2), glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor (GITR), lymphocyte activation gene 3 (LAG-3), OX40 a 4-1BB [25]. Zdá se, že všechny tyto znaky se do určité míry podílejí právě na modulaci imunitní odpovědi, kdy se fosforylačními kaskádami po aktivaci jednotlivých znaků přenášejí signály až do jader buněk, a tím ovlivňují další chování imunitního systému.

MECHANISMUS IMUNOSUPRESE T-REGULAČNÍCH LYMFOCYTŮ

Imunomodulační funkce T-regulačních lymfocytů spočívá v ovlivnění ostatních buněk imunitního systému a zajištění imunotolerance vůči plodu za současně nezměněné imunitní odpovědi vůči patogenům. Do současnosti jsou zvažovány čtyři cesty, kterými ovlivňují imunitní systém – suprese cytolýzou, cytokiny, metabolickým rozvratem a modulací funkce dendritických buněk. V tom, která z cest je klíčová, se ale současné literární prameny rozcházejí.

Suprese cytolýzou

T-regulační lymfocyty mají současně i cytotoxickou funkci. Ta je zajištěna třemi mechanismy. První je produkce granzymu A a perforinu, které se navážou na membránu buňky a způsobí indukci vnější apoptózy. Druhou možností je vazba na Fas receptor, který se nachází na většině buněk. Nejnovější objevená dráha je TRAIL/DR5 – jedná se o apotózu indukující ligand příbuzný TNF (tumor necrosis factor). Podle posledních poznatků dochází blokací tohoto komplexu k snížení imunomodulační funkce T-regulačních lymfocytů [4, 16].

Suprese cytokiny IL10, IL35, TGF beta

Imunomodulační funkce T-regulačních lymfocytů je mimo jiné zajištěna produkcí cytokinu interleukinu 10, který má významný protizánětlivý efekt a je nezbytný pro zajištění správné funkce T-regulačních lymfocytů.

Produkce dalšího cytokinu interleukinu 35 je rovněž kontrolována T-regulačními lymfocyty. Jedná se o cytokin, který je nutný pro jejich správnou regulační funkci.

TGF beta (transforming grow factor beta) je kromě T-regulačních lymfocytů produkován i dalšími buňkami, jak je uvedeno dále v textu. Je schopen inhibovat aktivaci lymfocytů a Th1 imunitní odpověď. Současně je nezbytný pro vývoj indukovaných T-regulačních lymfocytů [2, 12, 20].

Ovlivnění metabolismu T buněk – metabolický rozvrat

Interleukin 2 (IL2) je klíčovým cytokinem pro přežití efektorových T-buněk (tedy T-lymfocytů, které se dostaly do kontaktu s antigenem a změnily se na pomocnou supresorovou cytotoxickou nebo paměťovou buňku). Produkcí CD25 T-regulačními lymfocyty může ale dojít k jeho vyčerpání, a tím apoptóze efektorových buněk. V případě této teorie je ale možnost či nemožnost úplného vyčerpání IL2 stále zvažována [14].

Díky expresi CD39 a CD73 na povrchu T-regulačních lymfocytů je uvolňován nukleosid adenosinu, který se váže na povrch T-efektorových buněk, a tím výrazně snižuje jejich stimulaci na antigenní podněty. Adenosin také snižuje vylučování cytokinu interleukinu 6 (IL6), který působí na T-regulační lymfocyty inhibičně, a naopak podporuje produkci TGF beta, který jejich funkci stimuluje.

V T-regulačních lymfocytech byla rovněž zjištěna zvýšená hladina cyklického adenosinmonofosfátu, který inhibuje syntézu IL2. To opět podporuje hypotézu o kompetici o IL2 [5].

Suprese modulací funkce dendritických buněk

Dendritické buňky patří mezi nejvýznamnější antigen-prezentující buňky. T-regulační buňky mohou ovlivňovat jejich dozrávání a funkci, a tím de facto ovlivňují další aktivity T-efektorových buněk. T-regulační lymfocyty exprimují na svém povrchu CTLA-4, který negativně reguluje aktivaci dendritických buněk [6].

T-REGULAČNÍ LYMFOCYTY V PATOFYZIOLOGII PŘEDČASNÉHO PORODU

Proces, který stojí v pozadí spontánního předčasného porodu, je totožný s pochody, které jsou podkladem termínového porodu. Liší se ale způsobem aktivace. Společný proces se týká hlavně změn kontraktility myometria, zrání/remodelace děložního hrdla, aktivace deciduy a ruptury plodových obalů spojených s odtokem plodové vody. Totožné je rovněž zapojení zánětlivé odpovědi, ať již u předčasného, nebo termínového porodu. Z prací publikovaných v posledních letech navíc vyplývá, že nedostatečný počet a funkce T-regulačních lymfocytů vede k insuficientní obranné funkci proti mikroorganismům. Tento závěr by tedy mohl pomoci vysvětlit souvislost mezi nízkým počtem T-regulačních lymfocytů a předčasným porodem, kdy je infekce nadále považována za nejvýznamnější rizikový faktor předčasného porodu [8]. Celá řada studií u lidí navíc kromě předčasného porodu zmiňuje v souvislosti s nižší hladinou T-regulačních lymfocytů i další těhotenské patologie, jako je preeklampsie nebo opakující se časné potraty. Mechanismus působení T-regulačních lymfocytů v etiologii těchto patologií však zatím není spolehlivě objasněn [10, 15, 17, 23, 26, 27].

Pro trvání normálního těhotenství do termínu porodu je důležitá právě přítomnost dostatečného množství T-regulačních lymfocytů v decidui [7, 18, 19, 22]. V experimentu na myších bylo zjištěno, že i jejich krátkodobý pokles vede k těhotenským ztrátám v důsledku aktivace efektorových T buněk [9].

Na našem pracovišti proběhla studie, která hodnotila vztah zkracujícího se děložního hrdla (pod 25 mm a/nebo dilatace nad 1 cm) a počtu T-regulačních lymfocytů. V této studii se ukázaly T-regulační lymfocyty periferní krve v kombinaci s ultrazvukovou cervikometrií jako významné pomocné vyšetření k predikci předčasného porodu [8, 13].

Poslední práce se rovněž stále více zaměřují na úlohu povrchových i intracelulárních znaků T-regulačních lymfocytů. T-regulační lymfocyty spolu s dalšími buňkami, jako jsou fibroblasty, chondrocyty, trombocyty či osteoblasty, produkují TGF beta v latentní formě. Jedná se o nebuněčné proteiny, které mají funkci cytokinů a regulátorů buněčného dělení. Při stimulaci receptoru T-buněk je produkce latentního TGF beta zvýšena, jeho postupnou degradací dochází k vazbě na GARP, který je přítomen na povrchu aktivovaných T-regulačních lymfocytů. Ukazuje se, že právě membránová lokalizace latentního TGF beta zprostředkovaná vazbou na transmembranový protein GARP může být nezbytná pro schopnost aktivace TGF beta po stimulaci T-buněčného receptoru, a tím pro regulaci jejich funkce a zajištění imunosupresní aktivity. Štěpením TGF beta vzniká jeho zralá forma, která pak pozitivní zpětnou vazbou autokrinně reguluje T-regulační lymfocyty [1, 24].

ZÁVĚR

T-regulační lymfocyty mají významný vliv na těhotenství a jeho udržení do termínu porodu, přestože neznáme zcela detailně všechny mechanismy jejich působení.

Práce byla podpořena výzkumným projektem RVO-VFN64165/2012.

MUDr. Hana Hrbáčková

Gynekologicko-porodnická klinika

1. LF UK a VFN

Apolinářská 18

128 00 Praha 2

e-mail: hanka.vrablikova@email.cz