DC Migration from the Lamina Propria to Mesenteric LNs

Mesenteric LNs contain resident CX3CR1+ macrophage populations, as well as both resident MHCIIint and migratory MHCIIhi DC populations. As “células veladas” foram descritas na linfa do ducto torácico de ratos após linfadenectomia mesentérica, que compreende uma população de células que migram do intestino para o MLN onde normalmente estão presas (Liu e MacPherson, 1991, 1993, 1995; MacPherson, 1989; MacPherson et al., 1995; Pugh et al., 1983). Sua origem intestinal foi indicada pelo fato de células do ducto torácico de ratos não manipulados conterem muito poucas DC (<0,2%), quando comparadas com ratos após linfadenectomia (8-10%) (MacPherson et al., 1995). As CD migratórias tiveram uma meia-vida curta nos tecidos (na ordem de 2-3 dias) semelhante à maioria das outras populações de CD (MacPherson et al., 1995). Estes estudos seminais estabeleceram o conceito de que as CD imuno-estimulatórias migram constitutivamente do intestino para as MLN sob condições de estado estável, e demonstraram a capacidade de um produto patogénico para melhorar esta migração. Além disso, foi demonstrado que as células CD11c+ transportam fragmentos de células epiteliais (Huang et al., 2000) e bactérias comensais (Macpherson e Uhr, 2004) para o MLN, e ratos sem CCR7 têm indução defeituosa de tolerância oral (Worbs et al., 2006), estabelecendo a importância do transporte de antígenos constituintes para os MLNs na imunidade da mucosa e homeostase.

A população de células CD11c+ que migram para os MLNs tornou-se uma área de pesquisa e debate ativo. Os CD103+ DCs tanto na LP do intestino delgado quanto nos MLNs têm uma capacidade superior de dirigir receptores de homing nas células T (Annacker et al., 2005; Johansson-Lindbom et al., 2005), e de dirigir a indução de novo das células T reguladoras CD4+ Foxp3+ (Coombes et al, 2007; Sun et al., 2007) e CD103+ DCs no MLN são uma grande população celular capaz de apresentar antígenos orais às células T CD4 e CD8 (Coombes et al., 2007; Jaensson et al., 2008; Schulz et al., 2009; Sun et al., 2007). Além disso, os CD103+ DCs no MLN estavam ausentes em camundongos com deficiência de CCR7 (Johansson-Lindbom et al., 2005) e as experiências de etiquetagem de BrdU demonstraram a etiquetagem tardia de CD103+ DCs no MLN (Jaensson et al., 2008), argumentando que as células CD103+ migram da LP intestinal para o MLN. Posteriormente, estudos elegantes de Pabst e colegas demonstraram pela visualização direta de células em vasos linfáticos mesentéricos e citometria de fluxo de células da linfa intestinal de camundongos que as CD103+ DCs, mas não as células CX3CR1-expressoras, migram para o intestino drenando LNs mesentéricos em estado estacionário e após a administração do agonista TLR 7/8 R848, o que aumentou drasticamente a migração de CD103+ DCs da LP intestinal delgado para a linfa (Schulz et al., 2009). As células CX3CR1+ foram encontradas estacionárias e associadas aos vasos linfáticos, sugerindo uma função de patrulhamento. Outros estudos mostraram que CCR7 é constitutivamente expresso predominantemente por CD103+CD11b+ CC e não por macrófagos CD103-CD11b+ na LP do intestino delgado, que os camundongos deficientes em CCR7 carecem seletivamente de CD103+CD11b+ CC no MLN, e que os CD103+CD11b+ CC são as maiores, mas não exclusivas, populações para abrigar S. typhimurium no MLN após infecção oral (Bogunovic et al., 2009). Estes estudos demonstram o tráfico primário da população CD103+CD11b+ CD e a relativa falta de migração de células CX3CR1+ para o MLN no estado estacionário ou após infecção com S. typhimurium.

Estudos recentes indicaram, entretanto, que outras células que não CD103+ CD11b+ CD podem migrar para o MLN no estado estacionário (Cerovic et al., 2013). No intestino delgado, CD103+CD11b- (que são todos CD8+), assim como CD103-CD11b+ e CD103-CD11b- F4/80- DC estão presentes, com células CD103- compondo 15% das DC, e todas expressas em quantidades semelhantes de CCR7 e Flt3 mRNA e expandidas na presença de Flt3L exógena (Cerovic et al., 2014; Persson et al., 2013). Apenas as células CD103-CD11b estavam ausentes no intestino delgado de ratos deficientes em RORγt- que também carecem de tecidos linfóides organizados, indicando que três populações de CD potencialmente migratórias estão presentes na LP, enquanto que uma está presente dentro dos folículos tifóides (Cerovic et al., 2013). Todas as quatro populações de CD também foram encontradas na linfa do ducto torácico de camundongos adenectomizados mesentéricos, argumentando a favor da migração ativa da LP e dos folículos linfóides (Cerovic et al., 2013). Os linfonodos CD103+CD11b+, CD103+CD1lb- (CD8α+), e CD103- DC poderiam impulsionar a proliferação de células T OTII CD4+ e OTI CD8+ quando carregados com a proteína OVA, expressa a atividade aldeídica desidrogenase, e poderiam impulsionar a CCR9 em células T OT I CD8 in vitro, indicando as verdadeiras características DC. Curiosamente, apenas os CD103- DC nascidos linfáticos expressaram IL-12 e IL-23 após a ativação, e conduziram a diferenciação Th1 e Th17 in vitro, indicando que esta população pode representar uma população imuno-estimulatória única (Cerovic et al, 2013).

A possibilidade de múltiplas populações DC migrarem para o MLN no estado estacionário também foi demonstrada em estudos de populações de células MHCIIhi CD11c+ do MLN que representam células residentes ou migratórias, estas últimas distinguidas por maior expressão relativa do MHCII e menor expressão do CD11c. Como assim definido, a população “migratória” inclui as quatro populações de CD descritas acima, sendo que mais de 80% das células são CD103+ com percentagens iguais de CD103+CD11b+ e CD103+CD11b- células, e com CD103-CD11b+ constituindo todas menos alguns por cento das células restantes (Persson et al., 2013). Portanto, enquanto as células CD103+CD11b+ certamente representam uma grande população de células no intestino delgado que migram claramente para o MLN, e são capazes de transportar Salmonella, parece improvável que esta população seja responsável por todas as funções demonstradas das células CD103+, em particular, a indução de células T reguladoras FoxP3, e α4β7 e CCR9 receptores de homing nas células T. Além disso, estes estudos recentes indicam que as células CD103+CD11b- e CD103- DC são populações migratórias que merecem mais estudo em ratos não manipulados com MLNs intactos.

Recentemente os dados também indicaram que as células CX3CR1+ da LP intestinal podem de fato migrar para o MLN sob certas condições. Durante a colite induzida pelo sulfato de sódio dextran (DSS) ou transferência de células T para hospedeiros deficientes em RAG, células pró-inflamatórias derivadas de monócitos se acumulam no cólon e expressam níveis intermediários de F4/80 e CX3CR1 (Bain et al., 2013; Rivollier et al., 2012; Waddell et al., 2011; Weber et al., 2011; Zigmond et al., 2012). Após a colite DSS, células inflamatórias derivadas de CX3CR1int monócitos que eram Ly6Chi diferenciadas em células CX3CR1int Ly6Clo expressando altos níveis de CCR7 superficial com capacidade de migração para a linfática drenante (Zigmond et al., 2012). Estas células também induziram a proliferação de células OTII após a administração oral de OVA, indicando que sob condições de inflamação aguda, os monócitos podem dar origem a células CX3CR1int imuno-estimuladoras com capacidade de migração para o MLN (Zigmond et al., 2012). Além disso, em estudos separados, após tratamento antibiótico de amplo espectro de ratos, as células CD11c+CX3CR1+ transportaram S. typhimurium não invasivo e não patogênico para o MLN através da linfa intestinal, um processo que dependia do CCR7, e que resultou no aumento das respostas de Th1 e IgA no MLN (Diehl et al, 2013).

Assim, sob condições estáveis em ratos não tratados, e após certas condições inflamatórias e infecciosas (exposição a R848 e infecção por S. typhimurium), a grande maioria das células CX3CR1+ derivadas de monócitos, que são macrófagos residentes CX3CR1hi, parecem estar restritas na sua capacidade de migrar para o MLN. Este estado sedentário pode resultar de fatores condicionantes que induzem bactérias comensais, que quando alteradas por inflamação aguda ou após disbiose induzida por antibióticos levam à diferenciação dos monócitos recrutados em células CX3CR1 que têm a capacidade de migrar para o MLN, ou em células CX3CR1hi que diferem dos macrófagos residentes em sua capacidade de migrar para o MLN. Além disso, a disbiose bacteriana induzida por antibióticos, e possivelmente outras condições, pode influenciar a diferenciação dos monócitos em macrófagos CX3CR1hi migratórios, ou pode alterar os macrófagos CX3CR1hi residentes diretamente em células com capacidade de migração para o MLN após a indução de CCR7 por sinais bacterianos.

Em contraste com as células migratórias, os MLNs contêm uma grande proporção de CD103+ CD11b- DCs residentes e CD103- CX3CR1+ CD11b+ monócitos/macrófagos. As funções destas células residentes em relação às células migratórias do intestino não são claras.