As células dendríticas (DCs) são mediadores críticos entre a imunidade inata e adaptativa. As DCs, que residem principalmente nas membranas mucosas, pele e tecido linfoide, são as células apresentadoras primárias de antígenos (APCs)1. As DCs captam proteínas estranhas e processam e as apresentam nas principais proteínas de histocompatibilidade (MHC) para células T virgens. As DCs expressam especificamente proteínas MHC classe II, como o antígeno leucocitário humano-DR (HLA-DR) em humanos. O estado de ativação das DCs após a exposição ao antígeno é crítico para a resposta das células T a jusante2. DCs imaturos expressam vários receptores de reconhecimento de padrões (PRRs) que reconhecem classes de moléculas chamadas padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs), como o componente da parede bacteriana, lipopolissacarídeo (LPS)3. Após a estimulação de PRR, as DCs tornam-se DCs amadurecidas e regulam positivamente importantes proteínas co-estimuladoras de células T, como CD80, CD86 e CD40, e secretam citocinas pró-inflamatórias, como o fator de necrose tumoral alfa (TNFα), facilitando a diferenciação de células T virgens em células T efetoras convencionais ou auxiliares2. Pelo contrário, se a maturação das DC for interrompida ou se as DCs se desenvolverem em um ambiente tolerogênico, as DCs podem gerar um estado tolerogênico de DC (tolDCs)4. Os TolDCs regulam negativamente os receptores co-estimuladores clássicos de células T e, em vez disso, regulam positivamente os receptores de tolerância, como o ligante de morte celular programada 1 (PD-L1) e o atenuador de linfócitos B e T (BTLA) e geram citocinas supressivas, como a interleucina 10 (IL-10) e o fator de crescimento transformador beta (TGF-β)4. Esta não é uma lista abrangente de marcadores de tolerância e, de fato, há um consenso limitado sobre quais marcadores tolDC são apropriados para definir o estado tolDC5. Considerando isso, propomos a geração de células T reguladoras (Treg) como um marcador funcional que deve ser usado para comparar a eficácia de vários agentes de indução tolDC.
Além dos estados de ativação de DC/DC amadurecidos, os DCs também podem ser categorizados com base em sua linhagem ou localização do tecido, com cada subconjunto exibindo funcionalidade ligeiramente diferente. Embora a divisão tolDC/DC amadurecida seja menos definitiva e exista mais como um continuum, as divisões de linhagem têm marcadores bem definidos em humanos e camundongos. Os precursores de DC são formados na medula óssea, mas existem dois subtipos principais de DCs com base em sua linhagem: 1) células dendríticas plasmocitóides (pDCs), que derivam de linhagens linfóides e 2) células dendríticas convencionais (cDCs), que derivam de linhagens mieloides. Em humanos, as pDCs são amadurecidas em órgãos linfóides, expressam CD303 e são altamente responsivas em infecções virais6. As cDCs que expressam CD11c, por sua vez, são amadurecidas em tecidos periféricos e existem em dois subtipos distintos, CD1c + cDC1s e CD141 + cDC2, cada um gerando respostas distintas de células T7. Além disso, todas as cDCs podem existir em subestados residentes no tecido (CD103-) ou migratórios (CD103+)8. Finalmente, sob certas condições, as células de linhagens de monócitos (CD14+) podem ser induzidas em direção a um fenótipo de célula dendrítica e são identificadas como CD14-, CD141+, CD1c+ 9. Essas células, conhecidas como DCs derivadas de monócitos (moDCs), são as mais comumente usadas para análise ex vivo em humanos, pois os monócitos constituem aproximadamente 10-30% das células mononucleares do sangue periférico humano (PBMCs), enquanto as pDCs constituem apenas 1-3%10. Isso torna os moDCs uma escolha atraente, mas também se sabe que os moDCs são mais inflamatórios do que os cDCs típicos isolados do tecido primário9.
Atualmente, existem duas grandes categorias de esforços para empregar tolDCs para gerar tolerância clínica. Primeiro, os tolDCs são gerados a partir de monócitos para uso como terapia celular. Nesse paradigma, as MOCDs são tipicamente diferenciadas usando IL-4/GM-CSF concomitantemente com imunomoduladores como vitamina D3, rapamicina (rapa), IL-10, dexametasona ou combinações destes11,12. Esses tolDCs têm sido explorados como terapias celulares autólogas para autoimunidade e transplantes13. O outro uso de tolDCs é reprogramar DCs endógenas para tolDCs usando drogas livres ou nanocarreadores para fornecer imunomodulador e antígeno de interesse 14,15,16. A indução de DCs já diferenciadas é mais desafiadora, no entanto, devido ao desenvolvimento de fenótipos metabólicos robustos de DCs que normalmente contrastam com o metabolismo tolDC17,18. Este é um nível alto para a maioria dos imunomoduladores farmacológicos; por esse motivo, a maioria dos estudos de reprogramação DC endógena relata supressão eficaz de DC e muitas vezes alguma indução de Treg, mas não tem sucesso clínico, muitas vezes devido à falta de persistência de células T 15,19,20. Isso destaca a necessidade de estratégias para identificar potenciais agentes de indução tolDC de DCs existentes.
Aqui, apresentamos um método para avaliação in vitro de agentes imunomoduladores contra moDCs diferenciados com a métrica final de indução autóloga de Treg. Este protocolo foi desenvolvido para avaliar a eficácia de agentes imunomoduladores para reprogramar moDCs humanos já diferenciados em direção à tolerância. Além disso, este protocolo valida a funcionalidade de tolDCs reprogramados para gerar Tregs contra células T autólogas isoladas da mesma amostra de PBMC. Isso contrasta com outros protocolos que induzem tolerância durante a diferenciação e/ou desafio de DCs com células T de doadores alogênicos21. Neste protocolo, usamos o agente tolerante comum rapa como exemplo, mas também demonstramos a eficácia limitada dos moDCs tratados com rapa para gerar Tregs. Em nossos resultados representativos, também mostramos a eficácia de outros tratamentos imunomoduladores comuns, como IL-10, dexametasona e vitamina D3. Prevemos que este protocolo seja usado para rastrear agentes indutores de tolDC potencialmente mais eficazes contra moDCs já estabelecidos22.