Dit artikel presenteert een methode voor het induceren van tolerantie (in deze tekst 'onderdrukking' genoemd) in een muismodel van contactovergevoeligheid (CHS) en voor het omkeren van deze tolerantie (in deze tekst 'contrasuppressie' genoemd) via epicutane (EC) toepassing van een antigeen alleen of in combinatie met liganden voor pathogene herkenningsreceptoren (PRR's), respectievelijk1. In het beschreven protocol worden (a) gehapteniseerde muisimmunoglobulinen (TNP-Ig) gebruikt als antigeen om contactovergevoeligheid te onderdrukken of (b) antigeen met pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP's), liganden voor Toll-like receptoren (TLR) en nucleotide-bindende oligomerisatiedomein-bevattend eiwit (NOD)-achtige receptoren (NLR's), om huidgeïnduceerde onderdrukking om te keren 2,3,4. De bevindingen geven aan dat EC-geïnduceerde immunomodulatie wordt gemedieerd door antigeen-niet-specifieke T-suppressor (Ts)-cellen en antigeen-specifieke T-contrasuppressor (Tcs)-cellen. Deze cellen kunnen worden onderzocht in een muismodel van adoptieve celoverdracht om het mechanisme van de geteste reacties te bepalen. Het huidige protocol beschrijft twee modellen van celoverdracht, "adoptieve overdracht IN" en "adoptieve overdracht UIT". Adoptieve overdracht IN is nuttig voor het testen van de immunomodulatie in de afferente en efferente fasen van CHS. Aan de andere kant weerspiegelt "adoptieve overdracht OUT" het effect van immunomodulatie alleen in de efferente fase van CHS.
Het artikel beschrijft een methode van huidgeïnduceerde onderdrukking via de epicutane toepassing van een antigeen in een muizenmodel van menselijke allergische contactdermatitis (ACD) - contactovergevoeligheid (CHS) gemedieerd door T-helper type 1 lymfocyten (Th1)5. Deze benadering werd echter ook getest op zijn werkzaamheid bij het reguleren (onderdrukken, tolerantie) van T-cytotoxische lymfocyten type 1 (Tc1)-gemedieerde CHS 6,7, auto-immuunziekten zoals collageen-geïnduceerde artritis (CIA)8,9, experimentele auto-immuun encefalomyelitis (EAE)10,11 en colitis ulcerosa12. Bovendien beschrijft het protocol de methode van huidgeïnduceerde contrasuppressie (omgekeerde suppressie) via EC-toepassing van een antigeen samen met PRR-liganden in een muizenmodel van CHS 13,14,15,16. De gepresenteerde resultaten geven aan dat EC-geïnduceerde antigeen-niet-specifieke onderdrukking kan worden teruggedraaid door TLR2-, TLR3-, TLR4-, TLR9- en NOD2-liganden te zuiveren. De methode van door de huid geïnduceerde contrasuppressie werd ook gebruikt in een diermodel van atopische dermatitis (AD), wat aantoont dat EC-behandeling met een antigeen in aanwezigheid van synthetische enkelstrengs DNA-moleculen die niet-gemethyleerde oligodeoxynucleotiden (CpG) bevatten - ligand voor TLR9 Th2-gemedieerde reacties op een antigeenspecifieke manier kan onderdrukken (verschuift de immuunrespons naar een Th1/Th17-fenotype)17. De beschreven methode werd ook getest bij pneumokokkenpneumonie, wat aantoont dat EC-immunisatie met pneumokokkenpolysacharide geconjugeerd aan runderserumalbumine (PC-BSA), samen met CpG, de immuniteit tegen Streptococcus pneumoniae18 mogelijk zou kunnen versterken.
Een cruciaal aspect van EC-geïnduceerde immunomodulatie is de selectie van het model en de aard van het antigeen. Het artikel bevat een tabel met details over de gebruikte antigenen, de duur van de blootstelling aan antigeen en de T-celspecificiteit van de geteste modellen (zie tabel 1). De beschreven methode voor immunomodulatie is gericht op ziekten waarbij antigeenspecifieke T-lymfocyten betrokken zijn. De doeltreffendheid van deze methode werd beoordeeld door daarbij gebruik te maken van een compatibel door de EG toegepast antigeen. De compatibiliteit van het antigeen is cruciaal om ervoor te zorgen dat het effectief interageert met de T-lymfocyten die betrokken zijn bij het ziekteproces. Het aanbrengen van een eiwit- of peptidepleister op een intacte huid vergemakkelijkt de penetratie van antigeen door de opperhuid19,20. Deze verhoogde antigeenpenetratie wordt toegeschreven aan verhoogde transpiratie onder het verband. Veranderingen in de epidermale permeabiliteit treden op binnen 4-10 uur na het aanbrengen van de pleister, terwijl EC-geïnduceerde immunomodulatie tot twee weken effectief kan blijven 5,14.
Hoewel de EC-behandeling veel wordt gebruikt, kan het bestaan van vele variaties op deze methode vragen oproepen. De huidige inzichten suggereren dat de mate van epidermale schade voorafgaand aan toediening van antigeen de aard van de resulterende immuunrespons kan beïnvloeden21. Oppervlakkige epidermale beschadiging veroorzaakt de afgifte van ontstekingsremmende cytokines door Langerhans-cellen, wat de initiatie van de Th2-respons bevordert22. Daarentegen bevordert uitgebreidere epidermale beschadiging de afgifte van pro-inflammatoire cytokines en vergemakkelijkt het de afgifte van antigeen aan dermale dendritische cellen23. Het gepresenteerde protocol benadrukt (a) de erkenning van uitdagingen bij het toepassen van deze methode bij kleine en actieve dieren, met name muizen; (b) rekening houden met factoren zoals de huidconditie na het scheren van scheermessen, correct contact van stoffen met de huid, blootstellingstijd en hygiënische omstandigheden van de huid tijdens EC-behandeling die de effectiviteit van de behandeling kunnen bepalen. Het is van cruciaal belang om na te denken over de methode van huidontharing, fysisch of chemisch, voordat het antigeen wordt aangebracht, aangezien verschillende huidpreparaten de conditie van de huid op verschillende manieren kunnen beïnvloeden. Het wordt erkend dat al deze procedures de immuuncellen van de huid kunnen activeren, wat mogelijk kan leiden tot huidinfecties of de ziekteprogressie kan beïnvloeden. De mogelijke bijwerkingen op de huidaandoeningen na ontharing moeten een primaire overweging zijn bij het selecteren van de ontharingsmethode. De onderzoekers beschreven een methode van T-cel-gemedieerde immuunsuppressie geïnduceerd via de EC-toepassing van een antigeen op de geschoren dorsale huid, waarbij het effect ervan op verschillende muismodellen van immuunresponsen werd aangetoond. De EC-toepassing van het antigeen, samen met PAMP's, induceert antigeenspecifieke T-contrasuppressorcellen. Bovendien veroorzaakt de voorgestelde methode van EC-toepassing, met name bij herhaalde blootstelling aan antigenen of PAMP's, geen zorgwekkende bijwerkingen.
Het beschreven protocol onderstreept het belang van verschillende factoren om met deze methode tot betrouwbare en herhaalbare resultaten te komen, vooral bij kleine dieren zoals muizen. Het niet-invasieve karakter van deze benadering resulteert doorgaans in een lager risico op bijwerkingen (zoals pijn, infectie of littekens) in vergelijking met intradermale of injecteerbare immunisatietechnieken. Epicutane immunisatie is gebruiksvriendelijk en kan gemakkelijk worden toegediend in niet-klinische omgevingen, waardoor de toegankelijkheid en therapietrouw worden verbeterd in vergelijking met meer invasieve methoden.
Tabel 1: EC-geïnduceerde modulatie van de immuunrespons in verschillende muisziektemodellen. Afkortingen: ACD = allergische contactdermatitis; AD = atopische dermatitis; Ag = antigeen; CIA = door collageen geïnduceerde artritis; CHS = overgevoeligheid bij contact; CFA = volledig Freund's adjuvans; COLL II = collageen type II; DNFB = 2,4-dinitrofluorbenzeen; DNP-BSA = dinitrofenyl geconjugeerd aan runderserumalbumine; EAE = experimentele auto-immuun encefalomyelitis; EC = epicutaan; LPS = lipopolysacharide; OVA = ovoalbumine; PAMP = pathogeen-geassocieerd moleculair patroon; PC-BSA = pneumokokkenpolysacharide geconjugeerd aan runderserumalbumine; Th1 = T helper type 1 lymfocyt; Tc1 = T cytotoxische lymfocyt type 1; TNCB = 2,4,6-trinitrochloorbenzeen; TNP-Ig = 2,4,6-trinitrofenyl-geconjugeerde immunoglobulinen bij muizen; Ts = T-suppressorcellen; Tcs = T contrasuppressieve cellen. Klik hier om deze tabel te downloaden.