Limfocyty T CD4+ (limfocyty T) odgrywają kluczową rolę w obronie układu odpornościowego przed zakaźnymi mikroorganizmami. I odwrotnie, limfocyty T są również ściśle związane z początkiem i progresją chorób autoimmunologicznych, takich jak cukrzyca typu 1, toczeń rumieniowaty układowy i reumatoidalne zapalenie stawów. Limfocyty T CD4 + ulegają aktywacji poprzez połączenie interakcji receptora limfocytów T (TCR) z cząsteczkami pokrewnego antygenu / głównego kompleksu zgodności tkankowej II (MHCII) oraz interakcji receptora CD28 z ligandami B7.1 / B7.215. Oprócz zapewnienia stymulacji TCR i kostymulacji CD28, komórki prezentujące antygen zapewniają również środowisko cytokinowe, które określa stan różnicowania limfocytów T, kierując w ten sposób odpowiedzią limfocytów T na dany antygen. Odrębne interakcje komórkowe między patogenem a antygenem tworzą odrębne środowiska cytokinowe, które przechylają limfocyty T w dół odrębnych szlaków skoncentrowanych na eliminacji patogenu inicjującego. Niestety, szlaki efektorowe limfocytów T, pierwotnie zaprojektowane do eliminowania inwazyjnych patogenów, mogą być błędnie skierowane przeciwko własnym tkankom15. Dlatego lepsze zrozumienie stanu różnicowania każdego odrębnego podzbioru limfocytów T CD4 + ma kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia, jak modulować równowagę między eliminacją patogenów a tolerancją na siebie.
Oprócz szlaków różnicowania limfocytów Th1, Th2 i indukowalnych regulatorowych limfocytów T, naiwne limfocyty T mogą być również napędzane przez cytokiny w dół szlaku Th17. Podczas gdy komórki Th1 zwalczają patogeny wewnątrzkomórkowe, komórki Th2 eliminują patogeny zewnątrzkomórkowe, a limfocyty T regulatorowe (Treg) minimalizują reakcje zapalne1, 16; Komórki Th17 odgrywają ważną rolę w eliminacji zewnątrzkomórkowych bakterii i grzybów. Komórki Th17 są na ogół oznaczone ekspresją specyficznego dla linii czynnika transkrypcyjnego RORγT i wytwarzaniem IL-17A, który sprzyja aktywacji makrofagów i neutrofili1, 7.
Komórki Th17 były zamieszane w kilka chorób autoimmunologicznych i związane z nimi modele gryzoni. Na przykład wykazano, że IL-23 (która jest wymagana do utrzymania fenotypu Th17), ale nie IL-12, była głównym winowajcą eksperymentalnego autoimmunologicznego zapalenia mózgu (EAE), modelu choroby gryzoni dla SM. Następnie wykazano, że zmniejszenie produkcji IL-17 jest skorelowane z zapobieganiem EAE2, 6, 17. Ponadto komórki Th17 są związane z innymi zaburzeniami autoimmunologicznymi, w tym zapaleniem stawów i toczniem rumieniowatym układowym (SLE)10, 16. Wykazano, że myszy p19-/- z niedoborem IL-23 mają bardzo niską liczbę komórek Th17 i są odporne na rozwój nie tylko EAE, ale także zapalenia stawów wywołanego kolagenem, modelu reumatoidalnego zapalenia stawów10, 18. Ponadto stwierdzono również, że myszy leczone neutralizującymi przeciwciałami IL-17A po wystąpieniu zapalenia stawów wywołanego kolagenem mają również ustąpienie uszkodzenia stawów18. Należy zauważyć, że rola komórek Th17 w progresji choroby autoimmunologicznej pozostaje do scharakteryzowania, ponieważ ostatnie badania wykazały również ochronną rolę komórek Th17 w cukrzycy typu 1 9, 11 i zapaleniu jelit14. Badania te potwierdzają znaczenie różnicowania Th17 w autoimmunizacji.
Różnicowanie in vitro Th17 jest niezbędną metodą w badaniach nad limfocytami T, ponieważ istnieją co najmniej dwa kłopotliwe pytania, które wymagają dalszych badań: 1) Jak dokładnie IL-6 reguluje równowagę między różnicowaniem Treg i Th17, oraz 2) jakie są dokładne mechanizmy zaburzeń zapalnych wywołanych przez IL-17? Nasza metoda wykorzystuje limfocyty T CD4+CD25- ze śledziony i węzłów chłonnych myszy C57BL/6. Ważne jest, aby pamiętać, że chociaż możliwe jest wywołanie różnicowania Th17 przy użyciu zanieczyszczonej populacji, uzyskanie co najmniej 80% czystej populacji limfocytów T CD4 + CD25 neguje wszelkie obawy o zanieczyszczenie i zapewnia bardziej pomyślne wyniki różnicowania Th17. W celu uzyskania prawidłowego różnicowania Th17, limfocyty T CD4 + CD25 inkubuje się w obecności anty-CD3 i anty-CD28, które dostarczają sygnały aktywacyjne, odpowiednio 1 i 2 oraz IL-6 i TGF-β. Chociaż doniesiono, że sama IL-23 może być wykorzystana do osiągnięcia różnicowania Th17, później wykazano, że IL-23 jest niezbędna dla stabilności populacji komórek Th17, ale IL-6 i TGF-β są niezbędne do różnicowania Th173, 18, 19. Badania na myszach wykazały, że receptor IL-23 ulega ekspresji na limfocytach T CD4 + dopiero po ich stymulacji IL-6 i TGF-β13, 18. Ponadto komórki Th17 będą z powodzeniem rozwijać się w obecności przeciwciał blokujących IL-23, o ile obecne są IL-6 i TGF-β18, 19. W związku z tym ten protokół różnicowania Th17 zapewnia odpowiednie warunki do skutecznego indukowania różnicowania Th17. Lepsze zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw różnicowania Th17 i produkcji IL-17 stwarza szansę na opracowanie lepszych metod leczenia chorób autoimmunologicznych13.