Cellular and molecular mechanisms of immunoregulatory action of stem cells and their effect on adaptive immune cells

Abstract

Regulace imunitní odpovědi představuje komplexní systém, který slouží k udržení homeostázy, imunologické tolerance a obrany proti patogenům. Znalosti týkající se regulace imunitních reakcí však navzdory intenzivnímu výzkumu zůstávají omezené a nedostatečné. Proto jsme se zaměřili na studium různých možností indukce, expanze a aktivace immunoregulačních buněk. První studie sledovala na spolupůsobení mesenchymálních kmenových/stromálních buněk (MSC) a imunosupresivních léků na podíl jednotlivých populací T lymfocytů. Zjistili jsme, že nežádoucí účinky imunosupresiv na aktivaci T lymfocytů byly pomocí MSC sníženy a došlo ke změně poměru mezi jednotlivými populacemi T lymfocytů během jejich vývoje. Byl utlumen rozvoj pomocných T (Th) lymfocytů typu 1, Th2 a Th17 lymfocytů, naopak došlo k podpoře vývoje protizánětlivých regulačních T lymfocytů. Následně jsme se zabývali imunomodulačními vlastnostmi MSC a jejich vlivem na B lymfocyty se zaměřením na efekt MSC ovlivněných cytokiny na B lymfocyty produkující interleukin (IL)-10. Výsledky ukázaly, že MSC, které byly ovlivněny interferonem (IFN)-γ a IL-4, signifikantně potlačovaly produkci IL-10 pomocí aktivovaných B lymfocytů, přičemž tota suprese byla závislá na přímém kontaktu mezi buňkami. V případě MSC ovlivněných IFN-γ byla inhibice sekrece IL-10 B...

Regulation of immune reactions represents an entire system of maintenance of homeostasis, self-tolerance, and host defense. Regardless of intensive research, the cellular and molecular insights into immunomodulation remain incomplete. Therefore, we aimed to study different approaches to modulate the immune system, primarily focused on the induction, expansion, and activation of immunoregulatory cells. We analyzed the therapeutic effect of the combined action of mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) and immunosuppressive drugs on the balance among T cell populations. We found that MSCs ameliorated unfavorable effects of immunosuppressants on T cell activation. As a result of this approach, T cell development was altered from the T helper (Th) 1, Th2, and Th17 cell polarization to anti-inflammatory regulatory T cell-mediated response. Additionally, we studied the effect of the immunoregulatory action of MSCs on B cells. We evaluated the impact of cytokine-primed MSCs on the induction of interleukin (IL)-10-producing B cells. Results revealed that interferon (IFN)-γ- and IL-4-primed MSCs suppressed the production of IL-10 by activated B cells. This suppression was dependent on cell-to-cell contact. In the case of IFN-γ-primed MSCs, the inhibition of IL-10 secretion involved the cyclooxygenase-2...