Идентификация Th1-поляризованных клеток Th17: решение проблемы

Т-хелперы, продуцирующие IL-17 (Th17), обладают высокой пластичностью: рестимуляция лимфоцитов в воспалительном окружении способна индуцировать их трансформацию в клетки с другим фенотипом, и наиболее частым является сдвиг в направлении Th1. Результатом такой трансформации является появление клеток, экспрессирующих наряду с классическими маркерами клеток Th17 ключевые Th1-ассоциированные молекулы. В наиболее общей форме такая популяция представлена CD4⁺CD161⁺CCR6⁺CXCR3⁺IL-17⁺IFNγ⁺Т-клетками, и в современной литературе она чаще всего обозначается как Th17.1. Часть клеток Th17.1 может полностью утрачивать продукцию IL-17, сохраняя при этом экспрессию других Th17-ассоциированных молекул, – это так называемые клетки ex-Th17 (CD4⁺CD161⁺CCR6⁺CXCR3⁺IL-17- IFNγ⁺Т-клетки). Как следствие, популяция Th1- поляризованных Th17 включает клетки Th17.1, ex-Th17 и ряд дополнительных переходных форм. Она имеет уникальные функциональные свойства – повышенный провоспалительный потенциал и способность преодолевать гистогематические барьеры. Именно этим клеткам в настоящее время отводится ключевая роль в патогенезе многих аутоиммунных заболеваний, а процесс редифференцировки Th17 в Th1 рассматривается как перспективная терапевтическая мишень. Однако развитие этого направления осложняет слабая сопоставимость данных о размерах такой популяции. Проведенный в рамках настоящей работы анализ методов определения Th1-поляризованных Th17 in vivo и in vitro позволил разрешить эти противоречия и разработать оптимальные подходы к идентификации данной популяции. В большинстве работ, особенно клинических, ее идентифицируют по коэкспрессии ключевых цитокинов (IL-17/IFNγ) или хемокиновых рецепторов (CCR6/CXCR3), редко – по их комбинации. При таком подходе коэкспрессия CCR6/CXCR3 маркирует общую популяцию Th1-подобных Th17, включающую и Th17.1, и ex-Th17, тогда как коэкспрессия цитокинов IL-17/IFNγ идентифицирует клетки Th17.1, а субпопуляцию ex-Th17 в этом случае ошибочно классифицируют как классические Th1. Такая «недооценка» субпопуляции ex-Th17 существенно занижает результаты, поскольку именно на долю ex-Th17 приходится основная часть Th1-подобных Th17. И только одновременная оценка коэкспрессии цитокинов и Th17-ассоциированных мембранных молекул позволяет идентифицировать клетки Th17.1 и ex-Th17 отдельно, что важно учитывать при интерпретации данных по проблеме и при планировании клинических исследований.

1. Annunziato F., Cosmi L., Santarlasci V., Maggi L., Liotta F., Mazzinghi B., Parente E., Fili L., Ferri S., Frosali F., Giudici F., Romagnani P., Parronchi P., Tonelli F., Maggi E., Romagnani S. Phenotypic and functional features of human Th17 cells. J. Exp. Med. 2007, Vol. 204, no. 8, pp. 1849-1861.

2. Dankers W., den Braanker H., Paulissen S.M.J., van Hamburg J.P., Davelaar N., Colin E.M., Lubberts E. The heterogeneous human memory CCR6+ T helper-17 populations differ in T-bet and cytokine expression but all activate synovial fibroblasts in an IFNγ-independent manner. Arthritis Res. Ther., 2021, Vol. 23, no. 1, pp. 157. doi: 10.1186/s13075-021-02532-9.

3. Dhaeze T., Tremblay L., Lachance C., Peelen E., Zandee S., Grasmuck C., Bourbonniere L., Larouche S., Ayrignac X., Rebillard R.M., Poirier J., Lahav B., Duquette P., Girard M., Moumdjian R., Bouthillier A., Larochelle C., Prat A. CD70 defines a subset of proinflammatory and CNS-pathogenic TH1/TH17 lymphocytes and is overexpressed in multiple sclerosis. Cell. Mol. Immunol., 2019, Vol. 16, no. 7, pp. 652-665.

4. Dhodapkar К.М., Barbuto S., Matthews P., Kukreja A., Mazumder A., Vesole D., Jagannath S., Dhodapkar M.V. Dendritic cells mediate the induction of polyfunctional human IL17-producing cells (Th17-1 cells) enriched in the bone marrow of patients with myeloma. Blood, 2008, Vol. 112, no. 7, pp. 2878-2885.

5. Duhen T., Campbell D.J. IL-1β promotes the differentiation of polyfunctional human CCR6+CXCR3+ Th1/17 cells that are specific for pathogenic and commensal microbes. J. Immunol., 2014, Vol. 193, no. 1, pp. 120-129.

6. Kebir H., Ifergan I., Alvarez J.I., Bernard M., Poirier J., Arbour N., Duquette P., Prat A. Preferential recruitment of interferon-gamma-expressing TH17 cells in multiple sclerosis. Ann. Neurol., 2009, Vol. 66, no. 3, pp. 390-402.

7. Kleinschek M.A., Boniface K., Sadekova S., Grein J., Murphy E.E., Turner S.P., Raskin L., Desai B., Faubion W.A., de Waal Malefyt R., Pierce R.H., McClanahan T., Kastelein R.A. Circulating and gut-resident human Th17 cells express CD161 and promote intestinal inflammation. J. Exp. Med., 2009, Vol. 206, no. 3, pp. 525-534.

8. Lee Y.K., Turner H., Maynard C.L., Oliver J.R., Chen D., Elson C.O., Weaver C.T. Late developmental plasticity in the T helper 17 lineage. Immunity, 2009, Vol. 30, no. 1, pp. 92-107.

9. Littman D.R., Rudensky A.Y. Th17 and regulatory T cells in mediating and restraining inflammation. Cell, 2010, Vol. 140, no. 6, pp. 845-858.

10. Maggi L., Santarlasci V., Capone M., Rossi M.C., Querci V., Mazzoni A., Rolando Cimaz R., de Palma R., Liotta F., Maggi E., Romagnani S., Cosmi L., Annunziato F. Distinctive features of classic and nonclassic (Th17 derived) human Th1 cells. Eur. J. Immunol., 2012, Vol. 42, no. 12, pp. 3180-3188.

11. McGeachy M.J., Chen Y., Tato C.M., Laurence A., Joyce-Shaikh B., Blumenschein W.M., McClanahan T.K., O’Shea J.J., Cua D.J. The interleukin 23 receptor is essential for the terminal differentiation of interleukin 17-producing effector T helper cells in vivo. Nat. Immunol., 2009, Vol. 10, no. 3, pp. 314-324.

12. Nistala K., Adams S., Cambrook H., Ursu S., Olivito B., de Jager W., Evans J.G., Cimaz R., Bajaj-Elliott M., Wedderburn L.R. Th17 plasticity in human autoimmune arthritis is driven by the inflammatory environment. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2010, Vol. 107, no. 33, pp. 14751-14756

13. Quirant-Sanchez B., Presas-Rodriguez S., Mansilla M.J., Teniente-Serra A., Hervas-Garcia J.V., Brieva L., Moral-Torres E., Cano A., Munteis E., Navarro-Barriuso J., Martinez-Caceres E.M., Ramo-Tello C. Th1Th17CM lymphocyte subpopulation as a predictive biomarker of disease activity in multiple sclerosis patients under dimethyl fumarate or fingolimod treatment. Mediators Inflamm., 2019, Vol. 2019, pp. 8147803. doi: 10.1155/2019/8147803.

14. Ramesh R., Kozhaya L., McKevitt K., Djuretic I.M., Carlson T.J., Quintero M.A., McCauley J.L., Abreu M.T., Unutmaz D., Sundrud M.S. Pro-inflammatory human Th17 cells selectively express P-glycoprotein and are refractory to glucocorticoids. J. Exp. Med., 2014, Vol. 211, no. 1, pp. 89-104.

15. Ramstein J., Broos C.E., Simpson L.J., Ansel K.M., Sun S.A., Ho M.E., Woodruff P.G., Bhakta N.R., Christian L., Nguyen C.P., Antalek B.J., Benn B.S., Hendriks R.W., van den Blink B., Kool M., Koth L.L. IFN-γProducing T-Helper 17.1 Cells are increased in sarcoidosis and are more prevalent than T-Helper Type 1 Cells. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2016, Vol. 193, no. 11, pp.1281-1291.