Las células dendríticas (CD) son mediadores críticos entre la inmunidad innata y la adaptativa. Las CD, que residen principalmente en las membranas mucosas, la piel y el tejido linfoide, son las células presentadoras de antígenos primarios (CPA)1. Las CD absorben proteínas extrañas y las procesan y presentan en proteínas de histocompatibilidad mayor (MHC) a las células T vírgenes. Las CD expresan específicamente proteínas MHC de clase II, como el antígeno leucocitario humano-DR (HLA-DR) en humanos. El estado de activación de las CD tras la exposición al antígeno es crítico para la respuesta de las células T aguas abajo2. Las CD inmaduras expresan varios receptores de reconocimiento de patrones (PRR) que reconocen clases de moléculas llamadas patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), como el componente de la pared bacteriana, el lipopolisacárido (LPS)3. Tras la estimulación con PRR, las CD se convierten en DC maduras y regulan al alza importantes proteínas coestimuladoras de células T, como CD80, CD86 y CD40, y secretan citocinas proinflamatorias como el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), lo que facilita la diferenciación de las células T vírgenes en células T efectoras o auxiliares convencionales2. Por el contrario, si se interrumpe la maduración de las CD o si las DC se desarrollan en un entorno tolerogénico, las DC pueden generar un estado de DC tolerogénico (tolDCs)4. Los TolDC regulan a la baja los receptores coestimuladores clásicos de las células T y, en su lugar, regulan al alza los receptores de tolerancia, como el ligando de muerte celular programada 1 (PD-L1) y el atenuador de linfocitos B y T (BTLA), y generan citocinas supresoras como la interleucina 10 (IL-10) y el factor de crecimiento transformante beta (TGF-β)4. Esta no es una lista exhaustiva de marcadores de tolerancia y, de hecho, existe un consenso limitado en cuanto a qué marcadores tolDC son apropiados para definir el estado tolDC5. Teniendo en cuenta esto, proponemos la generación de células T reguladoras (Treg) como un marcador funcional que debe utilizarse para comparar la efectividad de varios agentes de inducción de tolDC.
Además de los estados de activación de tolDC/DC maduras, las DC también se pueden clasificar en función de su linaje o ubicación del tejido, y cada subconjunto muestra una funcionalidad ligeramente diferente. Mientras que la división tolDC/DC madura es menos definitiva y existe más como un continuo, las divisiones de linaje tienen marcadores bien definidos tanto en humanos como en ratones. Los precursores de DC se forman en la médula ósea, pero hay dos subtipos principales de DC en función de su linaje: 1) células dendríticas plasmocitoides (pDC), que derivan de linajes linfoides y 2) células dendríticas convencionales (cDC), que derivan de linajes mieloides. En los seres humanos, las pDC maduran en los órganos linfoides, expresan CD303 y responden muy bien a las infecciones virales6. Por su parte, las CD11c que expresan cDCs maduran en los tejidos periféricos y existen en dos subtipos distintos, CD1c+ cDC1 y CD141+ cDC2, cada uno de los cuales genera distintas respuestas de células T7. Además, todas las cDC pueden existir en los subestados residentes en los tejidos (CD103-) o migratorios (CD103+)8. Finalmente, bajo ciertas condiciones, las células de linajes de monocitos (CD14+) pueden ser inducidas hacia un fenotipo de célula dendrítica y se identifican como CD14-, CD141+, CD1c+ 9. Estas células, conocidas como CD derivadas de monocitos (moDC), son las más utilizadas para el análisis ex vivo en humanos, ya que los monocitos constituyen aproximadamente el 10-30% de las células mononucleares de sangre periférica humana (PBMC), mientras que las pDC constituyen solo el 1-3%10. Esto hace que las moDC sean una opción atractiva, pero también se sabe que las moDC son más inflamatorias que las cDC típicas aisladas del tejido primario9.
En la actualidad existen dos grandes categorías de esfuerzos para emplear tolDCs para generar tolerancia clínica. En primer lugar, los tolDC se generan a partir de monocitos para su uso como terapia celular. En este paradigma, las moDC se diferencian típicamente utilizando IL-4/GM-CSF simultáneamente con inmunomoduladores como la vitamina D3, la rapamicina (rapa), la IL-10, la dexametasona o combinaciones de estos11,12. Estos tolDCs han sido explorados como terapias celulares autólogas para la autoinmunidad y los trasplantes13. El otro uso de las tolDCs es la reprogramación de las CDs endógenas hacia las tolDCs utilizando fármacos libres o nanotransportadores para administrar tanto el inmunomodulador como el antígeno de interés 14,15,16. Sin embargo, la inducción de CD ya diferenciadas es más desafiante debido al desarrollo de fenotipos metabólicos robustos de DC que suelen estar en contraste con el metabolismo de tolDC17,18. Este es un listón alto para la mayoría de los inmunomoduladores farmacológicos; por esta razón, la mayoría de los estudios de reprogramación endógena de DC informan de una supresión efectiva de las CD y, a menudo, de alguna inducción de Treg, pero carecen de éxito clínico, a menudo debido a la falta de persistencia de las células T 15,19,20. Esto pone de manifiesto la necesidad de estrategias para identificar los posibles agentes de inducción de tolDC a partir de las CD existentes.
Aquí, presentamos un método para la evaluación in vitro de agentes inmunomoduladores frente a moDCs diferenciados con la métrica final de la inducción autóloga de Treg. Este protocolo está diseñado para evaluar la efectividad de los agentes inmunomoduladores para reprogramar los moDC humanos ya diferenciados hacia la tolerancia. Además, este protocolo valida la funcionalidad de los tolDCs reprogramados para generar Tregs contra células T autólogas aisladas de la misma muestra de PBMC. Esto contrasta con otros protocolos que inducen tolerancia durante la diferenciación y/o desafían a los tolDC con células T de donantes alogénicos21. En este protocolo, utilizamos el agente tolerador común rapa como ejemplo, pero también demostramos la eficacia limitada de los moDCs tratados con rapa para generar Tregs. En nuestros resultados representativos, también mostramos la eficacia de otros tratamientos inmunomoduladores comunes como la IL-10, la dexametasona y la vitamina D3. Prevemos que este protocolo se utilizará para examinar agentes inductores de tolDC potencialmente más efectivos contra moDCs ya establecidos22.