Numerose evidenze hanno suggerito che le cellule stromali mesenchimali (MSC) hanno la capacità di modulare l’attivazione e proliferazione dei linfociti T, principalmente attraverso la produzione di fattori solubili non completamente definiti tra cui IDO, un enzima degradante il triptofano la cui espressione nelle MSC è indotta in gran parte dall’IFN-gamma. Benchè i linfociti T abbiano finora rappresentato il principale target nello studio delle proprietà immunosoppressive delle MSC, è stato dimostrato che tutti i tipi di cellule immunitarie possono essere influenzate dall’azione delle MSC, tra cui i linfociti B. Tuttavia, l’effetto immunomodulatorio delle MSC su queste cellule dell’immunità non è ancora stato chiaramente definito, e la letteratura a tale riguardo è controversa sia come approcci metodologici che come risultati. L’interazione delle MSC con i linfociti B appare essenzialmente complessa e particolarmente influenzata dal microambiente in cui essa avviene. Il principale obiettivo del presente studio è stato di ricercare i meccanismi coinvolti nell’effetto immunomodulatorio delle MSC sui linfociti B, sia in condizioni resting che dopo priming infiammatorio. I nostri risultati hanno confermato che le MSC non sono intrinsecamente dotate di attività immunosoppressiva sui linfociti B, ma richiedono stimoli infiammatori per acquisire tale funzione inibitoria. Le MSC attivate mediante priming infiammatorio sono in grado di inibire significativamente la proliferazione dei linfociti B attivati, in una maniera indipendente dal contatto tra i due tipi cellulari, bensì mediata dalla secrezione di fattori solubili. I nostri dati forniscono inoltre ulteriori evidenze a sostengo di una attività immunosoppressiva delle MSC sui linfociti B non associata ad induzione dell’apoptosi nè ad una interferenza con i meccanismi precoci di attivazione. Al contrario, poichè l’azione inibitoria delle MSC è principalmente indotta dall’INF-gamma, è verosimile che l’IFN-gamma attivi nelle MSC il pathway di IDO, che a sua volta induce inibizione della proliferazione dei linfociti B interferendo con il metabolismo del triptofano. Complessivamente, questo studio ha contribuito ad una migliore comprensione dei meccanismi coinvolti nell’effetto delle MSC sulla funzione B, in stati funzionalmente diversi. Tuttavia, gli aspetti riguardanti il ruolo di IDO nella regolazione dei linfociti B rimangono ancora da chiarie; una più completa indagine in questo senso potrebbe risultare fondamentale per sviluppare nuovi approcci terapeutici.

Accumulating evidence has suggested that human MSC are potent modulators of T cell activation and proliferation, mainly through the production of poorly defined soluble factors including the tryptophan-degrading enzyme IDO, a key immunosuppressive effector pathway whose expression on MSC is induced by IFN-γ. Although the research on MSC has mainly focused on their inhibitory role on T cells, it has been documented that MSC, under particular circumstances, significantly impair virtually all cells of the immune system, including B cells. However, regarding MSC immunomodulatory action on B cells, current literature is still poor and controversial, with few studies showing inconsistency in approaches and results. Basically, the influence of MSC on B cells seems different, probably depending on the microenvironment in which this interaction takes place. This study aimed at investigating the nature of the mechanisms by which MSC exert their immunomodulatory activity on B cells, either at resting conditions or following inflammatory priming. Our results confirm that MSC are not intrinsically capable of suppressing B cell proliferation, but require inflammatory stimuli to acquire B cell inhibitory potential. Inflammatory-primed MSC affect significantly B cell growth by inhibiting proliferation of activated B cells, in a manner that is independent of cell contact with B cells. Therefore, secretion of soluble factors plays a major role in MSC immunosuppression of B cells, being sufficient to provide maximal inhibition of B cell proliferation. We provide further evidence that B cell inhibition by MSC is not related to induction of B cell apoptosis or to early signaling events necessary for B cell activation. Conversely, as B cell inhibition is mainly induced by IFN-γ-primed MSC, it is reasonable that IFN-γ triggers IDO pathway in MSC, which in turn impairs B cell proliferation by interfering with the tryptophan metabolism. Overall, we provide further evidence about the mechanisms involved in the interaction between B cells and MSC at different functional states. Aspects concerning the role of IDO in B cell regulation need further investigation, and may be fundamental to develop new therapeutic approaches.

In vitro study of the mechanisms involved in the mesenchymal stromal cell (MSC) modulatory effect on B-cell functions

AMATI, Eliana
2013

Abstract

Numerose evidenze hanno suggerito che le cellule stromali mesenchimali (MSC) hanno la capacità di modulare l’attivazione e proliferazione dei linfociti T, principalmente attraverso la produzione di fattori solubili non completamente definiti tra cui IDO, un enzima degradante il triptofano la cui espressione nelle MSC è indotta in gran parte dall’IFN-gamma. Benchè i linfociti T abbiano finora rappresentato il principale target nello studio delle proprietà immunosoppressive delle MSC, è stato dimostrato che tutti i tipi di cellule immunitarie possono essere influenzate dall’azione delle MSC, tra cui i linfociti B. Tuttavia, l’effetto immunomodulatorio delle MSC su queste cellule dell’immunità non è ancora stato chiaramente definito, e la letteratura a tale riguardo è controversa sia come approcci metodologici che come risultati. L’interazione delle MSC con i linfociti B appare essenzialmente complessa e particolarmente influenzata dal microambiente in cui essa avviene. Il principale obiettivo del presente studio è stato di ricercare i meccanismi coinvolti nell’effetto immunomodulatorio delle MSC sui linfociti B, sia in condizioni resting che dopo priming infiammatorio. I nostri risultati hanno confermato che le MSC non sono intrinsecamente dotate di attività immunosoppressiva sui linfociti B, ma richiedono stimoli infiammatori per acquisire tale funzione inibitoria. Le MSC attivate mediante priming infiammatorio sono in grado di inibire significativamente la proliferazione dei linfociti B attivati, in una maniera indipendente dal contatto tra i due tipi cellulari, bensì mediata dalla secrezione di fattori solubili. I nostri dati forniscono inoltre ulteriori evidenze a sostengo di una attività immunosoppressiva delle MSC sui linfociti B non associata ad induzione dell’apoptosi nè ad una interferenza con i meccanismi precoci di attivazione. Al contrario, poichè l’azione inibitoria delle MSC è principalmente indotta dall’INF-gamma, è verosimile che l’IFN-gamma attivi nelle MSC il pathway di IDO, che a sua volta induce inibizione della proliferazione dei linfociti B interferendo con il metabolismo del triptofano. Complessivamente, questo studio ha contribuito ad una migliore comprensione dei meccanismi coinvolti nell’effetto delle MSC sulla funzione B, in stati funzionalmente diversi. Tuttavia, gli aspetti riguardanti il ruolo di IDO nella regolazione dei linfociti B rimangono ancora da chiarie; una più completa indagine in questo senso potrebbe risultare fondamentale per sviluppare nuovi approcci terapeutici.
"mesenchymal stromal cells"; "immunomodulation"; "B cells"; "L-1-methyl-tryptophan "
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