New strategies to control dendritic cell activity

IDENTIFICAZIONE DEL LIGANDO NATURALE PER CLEC4C PER VALUTARE IL SUO RUOLO NEL RILASCIO DI IFN-I DA PARTE DELLE CELLULE DENDRITICHE PLASMACITOIDI. Le cellule dendritiche plasmacitoidi sono specializzate nella produzione di interferone-I (IFN-I), citochina in grado di promuovere una risposta antivirale e antitumorale e che svolge un importante ruolo anche nelle malattie autoimmuni. L’attivazione della secrezione di IFN-I dipende dai recettori TLR7 e TLR9, in grado di riconoscere rispettivamente RNA e DNA microbici. La produzione di IFN-I è modulata da diversi recettori, incluso CLEC4C “C-type lectin domain family 4, member C”. Il ligando naturale di CLEC4C è sconosciuto. Per identificarlo, abbiamo utilizzato una forma solubile del dominio extracellulare di CLEC4C come sonda per rivelare un glycan array. Abbiamo trovato che CLEC4C riconosce zuccheri di tipo complesso con galattosi terminali. In aggiumta, CLEC4C solubile è in grado di legare leucociti da sangue periferico e cellule tumorali che esprimono glicani con residui di galattosio all’estremità non riducente. La modulazione positiva e negativa dei residui di galattosio sulla membrana cellulare è associata alla regolazione del rilascio dell’IFN-I da parte delle pDC negli esperimenti di co-cultura in vitro. Questi risultati suggeriscono che la modulazione nell’espressione di oligosaccaridi non-sialilati da parte dei patogeni o cellule tumorali può influenzare la secrezione di IFN-I e la sorveglianza immunitaria. EFFETTO DEGLI INIBITORI DELLE FOSFODIESTERASI 4 SULLE CELLULE DENDRITICHE PLASMACITOIDI E CELLULE DENDRITICHE. Le cellule dendritiche (DC) mettono in comunicazione l’immunità innata e adattativa e hanno un ruolo esclusivo nella presentazione dell’antigene ai linfociti T naive. Inoltre, dopo attivazione, le DC sono in grado di indurre la polarizzazione in senso Th1/Th2/Th17. L’attivazione, la migrazione e l’attività immunogenica e tolerogenica delle DC sono orchestrate dal rilascio delle citochine nel microambiente locale. E’ noto che il mancato equilibrio nella produzione di citochine è coinvolto nella rottura della tolleranza. Il lupus eritematoso sistemico (LES), per esempio, è caratterizzato da una produzione aberrante di IFN-I, abbondantemente secreto da pDC attivate da immunocomplessi. Nelle lesioni precoci psoriasiche, invece, il peptide antimicrobico LL-37, quando legato al selfDNA, induce un aumento del rilascio di IFNα da parte delle pDC. Elevati livelli di IFNα inducono l’attivazione delle DC mieloidi che a loro volta sono in grado di presentare gli antigeni del self alle cellule T, promuovendo l’ espansione dei cloni autoreattivi Th1/Th17. Recentemente gli inibitori delle fosfodiesterasi (PDE4i) sono stati descritti come una efficace stategia per regolare la produzione di citochine. Le fosfodiesterasi sono enzimi fondamentali nel metabolismo del cAMP, un secondo messangero cruciale per regolare l’ infiammazione e la produzione di citochine. Le fosfodiesterasi 4 (PDE4) sono tra le più studiate poiché altamente espresse dalle cellule del sistema immunitario, cellule endoteliali e cheratinociti. Questo lavoro descrive i risultati di una dettagliata analisi eseguita in vitro dell’effetto di PDE4-1, un nuovo inibitore a basso peso molecolare di PDE4, valutandone l’impatto su diversi aspetti chiavi del modello patogenetico della psoriasi. PDE4-1 riduce efficientemente la secrezione di IFN-I da parte delle pDC. Inoltre, quando somministrato alle DC mieloidi, questo farmaco è in grado di inibire il rilascio di IL12p70, un’importante citochina in grado di polarizzare i linfociti T in senso Th1, TNFα, IL-6 e IL-23, citochine di fondamentale importanza nella polarizzazione in senso Th17. In aggiunta il PDE4-1 è in grado di guidare la riduzione del rilascio della chemochina CXCL10/IP10 responsabile del richiamo dei linfociti Th1. In conclusione, abbiamo dimostrato che PDE4-1 è efficace nel modulare il rilascio di mediatori chiave implicati nella patogenesi della psoriasi.

IDENTIFICATION OF THE NATURAL LIGAND FOR CLEC4C TO EVALUATE ITS ROLE ON THE RELEASE OF IFN-I BY PLASMACYTOID DENDRITIC CELLS. Plasmacytoid dendritic cells (pDC) are specialized in the production of interferon-I (IFN-I), which promotes antiviral and antitumor responses, as well as autoimmune disorders. Activation of IFN-I secretion depends on the pattern recognition receptors TLR7 and TLR9, which sense microbial RNA and DNA, respectively. IFN-I production is modulated by several receptors, including C-type lectin domain family 4, member C (CLEC4C). The natural ligand of CLEC4C is unknown. To identify it, here we probed a glycan array with a soluble form of the CLEC4C ectodomain. We found that CLEC4C recognizes complex type sugars with terminal galactose. Importantly, soluble CLEC4C bound peripheral blood leukocytes and tumor cells that express glycans with galactose residues at the non-reducing ends. The positive and negative modulation of galactose residues on cell membranes was paralleled by the regulation of IFN-I secretion by plasmacytoid dendritic cells in co-culture experiments in vitro. These results suggest that the modulation in the expression of non-sialylated oligosaccharides by invading pathogens or transformed cells may affect IFN-I response and immune surveillance. EFFECT OF PHOSPHODIESTERASE 4 INHIBITORS ON PLASMACYTOID DENDRITIC CELLS AND DENDRITIC CELLS. Dendritic Cells (DC) link innate and adaptive immunity and play a unique role in the presentation of antigens to naïve T cells. Moreover, upon activation, DC are able to induce Th1/Th2/Th17 polarization. Indeed, activation, migration, immunogenic and tolerogenic activities of DC are orchestrated by the release of cytokines by the local microenviroment. Deregulation of cytokine production is known to be involved in the breakdown of tolerance. Systemic Lupus Erythematosus (SLE), for example, is characterized by an aberrant production of IFN-I, abundantly secreted by immunocomplex-activated pDC. In early psoriatic lesions, instead, the anti microbial peptide LL-37, when bound to selfDNA, leads to an increased release of IFNα by pDC. Elevated levels of IFNα trigger myeloid DC activation that will better present self antigens to T cells and promote the expansion of autoreactive Th1/Th17 clones. Recently phosphodiesterase inhibitors (PDEi) were reported as an effective strategy to regulate cytokine production. Phosphodiesterases (PDEs) are unique enzymes metabolizing cAMP, a pivotal second messenger able to regulate inflammation and cytokine production. Phosphodiesterase 4 (PDE4) is one of the most studied since it is highly expressed by immune cells, endothelial cells and keratinocytes. The present work describes the results of a detailed in vitro analysis of the effect of PDE4-1, a new, low molecular weight inhibitor for PDE4 on several key aspects of the psoriasis pathogenetic model. We show that PDE4-1 efficiently reduce the secretion of IFN-I by activated plasmacytoid dendritic cells. On the other hand, when administered to in-vitro derived myeloid dendritic cells, this drug also inhibit the release of IL-12p70, an important Th1-driving cytokine, and of TNFα, IL-6 and IL-23, that are of fundamental importance for Th17 polarization, in addition to reducing the release of the Th1-attracting chemokine CXCL10/IP10. In summary, we demonstrate that PDE4-1 reduce the release of key pathogenetic mediators, involved in the current model of psoriasis.