I linfociti T regolatori appartengono ad una sottopopolazione di linfociti T con proprietà immunosoppressive che normalmente prevengono una dannosa risposta autoimmune. I linfociti T-reg possono d’altra parte interferire con una risposta immunitaria benefica come quella anti-tumorale (Biller et al., 2007).
Questa popolazione di linfociti origina dal timo, qui rappresentano dal due al 5% dei linfociti T CD4+. I T-reg vergini sono CD4+, CD25+ e CD45RA+.
I linfociti T regolatori risultano funzionalmente competenti e successivamente alla loro differenziazione, che avviene nel timo, sono trasportati in periferia per mantenere la tolleranza verso gli antigeni self . Infatti questi linfociti hanno la capacità di contrastare l’attivazione dei linfociti T reattivi contro gli antigeni self.
Alcuni linfociti T CD4+, stimolati in vitro da antigeni presentati da non-professional
antigen presenting cells (APCs) e in vivo da TGF-β, hanno mostrato una maggior
attività soppressiva. Questa stimolazione favorisce una maggior espressione di CD4, CD25 e la differenziazione in cellule CD45RA- RO+ dotate di potere soppressivo. Nell’uomo sono stati rilevati contemporaneamente T-reg CD45RO- e CD45RO+. Si ritiene che queste cellule siano prodotte non soltanto nel timo, ma anche perifericamente. È stata descritta l’induzione di tolleranza verso numerosi antigeni non rintracciabili nel timo (Kosmaczewska et al., 2008).
I linfociti T-reg sono suddivisi in due sottopopolazioni, quella dei natural T-reg e quella degli induced T-reg.
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I natural T-reg (nTreg) hanno la capacità di sopprimere in vitro l’attivazione e la proliferazione delle cellule CD4+ CD8+ e di impedire il rilascio di citochine da parte di queste ultime. Ciò può avvenire anche in assenza di Antigen Presenting Cells.
I linfociti nTreg sono in grado di impedire la proliferazione dei linfociti B e di bloccare la produzione di immunoglobuline. Inoltre, essi possono arrestare l’attivazione delle cellule Natural Killer e l’azione citotossica che ne deriva.
I natural T-reg determinano l’inibizione delle cellule T vergini e delle cellule T effettrici, possono avere anche un ruolo nella soppressione delle cellule T della memoria.
Ne consegue che i linfociti T-reg necessitano di una stimolazione antigenica per poter essere indotti (iTreg) e che la soppressione da loro esercitata non risulta antigene specifica (Miyra e Sakaguchi, 2007).
La maggior parte dei linfociti nT-reg origina dalla midollare del timo, una piccola parte prende origine dalla corticale.
Nel timo il TCR, ovvero T-cell receptor, e l’interleuchina-2 rivestono un ruolo fondamentale per lo sviluppo dei linfociti T-reg. In questa sede vengono eliminati i TCR autoreattivi (Khong et al., 2004).
I linfociti T immaturi nel timo sono dotati di catene di geni TCR α e β che, unitamente ai
B-cell receptor, regolano le cellule effettrici del sistema immunitario.
Il regolatore dell’autoimmunità è il fattore di trascrizione AIRE. Esso promuove l’espressione di antigeni tessuto specifici nel timo e stimola la produzione di APCs. Quando il TCR di un linfocita T immaturo lega un antigene self o un self-MHC con poca affinità riceve il segnale per la maturazione (selezione positiva). Quando il linfocita raggiunge la periferia come linfocita CD4+ CD8+ riconosce gli antigeni non self. Nel momento in cui il TCR di un linfocita T immaturo riconosce con affinità elevata un antigene self con un self-MHC riceve un segnale che ne provocherà la morte cellulare (selezione negativa).
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In questo modo le cellule autoreattive sono selezionate negativamente nella midollare del timo, ma alcuni linfociti T immaturi autoreattivi possono superare questo controllo. Nel timo AIRE non attiva tutti i geni che codificano per antigeni self, le cellule immature migrano così nei tessuti linfoidi periferici come cellule naive. Queste cellule sono autoreattive e possono determinare patologie autoimmuni se non vanno incontro a soppressione. Se le cellule T CD4+ verso antigeni self sono presenti in percentuale elevata aumenta il rischio di sviluppare una malattia autoimmune.
La soppressione necessaria descritta avviene ad opera dei linfociti T-reg CD4+ CD25+ Foxp3+ (Mays e Chen, 2007).
Le APCs presentano l’antigene cosicchè le cellule T CD4+, in base alle citochine sintetizzate, si differenziano in vari sottotipi (Garg et al., 2013).
APCs, cellule dendritiche, linfociti B e cellule staminali mesenchimali possono determinare l’esposizione dei linfociti all’antigene, dopodichè può avvenire la conversione del fenotipo nTreg in iTreg.
Una recente indagine ha utilizzato la neuropilina-1 (Nrp1) come marker di superficie per separare i tTreg, prodotti nel timo, dai iTreg. Lo studio ha dimostrato che le cellule tTreg e iTreg condividono una nicchia periferica comune e presentano un simile repertorio di TCR (Huang et al., 2014).
In tessuti interessati cronicamente da infiammazione la risposta immunitaria può rivolgersi anche nei confronti di antigeni self (Dons et al., 2012).
Il contatto tra nTreg e linfocita T CD4+ naive è necessario per la conversione dei linfociti nTreg in linfociti iTreg, l’attività delle citochine può innescare questo meccanismo in assenza di questo contatto cellulare (IL-2, TGF-β).
Negli organi linfoidi secondari, nei tessuti infiammati e negli organi trapiantati i linfociti nTreg possono essere convertiti in iTreg e sopprimere le cellule T effettrici.
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Sulla membrana linfocitaria è spesso presente il CD28, questo si lega a due proteine di membrana appartenenti alle Antigen Presenting Cells, il CD80 e il CD86. Se il CD28 viene a mancare la sola interleuchina-2 non è in grado di determinare la conversione. Questa citochina, prodotta dalle cellule infiammatorie, stimola le cellule T effettrici e assume un ruolo rilevante per lo sviluppo, la crescita e la sopravvivenza dei linfociti T- reg. Questi ultimi, una volta attivati, sopprimono le cellule che hanno prodotto l’interleuchina stessa.
Se il segnale dell’IL-2 è assente si assiste ad una diminuzione dell’espressione del recettore per l’IL-2 sui linfociti (CD25) e del Foxp3 (Yuan e Malek, 2012).
L’interazione tra IL-2 e CD25 stimola STAT5, un trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 5 che permette la produzione di linfociti T-reg nel timo.
Uno studio recente ha accertato che l’iniziale attivazione dei T-reg ad opera dell’antigene e dell’IL-2 induce T-reg antigene-specifici che esprimono recettori per le citochine IFN-γ e IL-12. Questi T-reg antigene-specifici sopprimono le cellule T effettrici a livelli più bassi dei T-reg. Essi sono denominati cellule Ts1 in quanto risultano attivati da citochine Th1 ed esprimono recettori per citochine Th1 (Hall et al., 2015).
Altri segnali promotori sono rappresentati dai fattori di trascrizioni NFAT( Nuclear
factor of activated T-cells) e AP1 (Activator protein 1) (Beyer e Schulze, 2011).
Un analogo del fattore di costimolazione CD28 è CTLA-4 (Cytotoxic T lymphocyte antigen 4), noto anche come CD152.
È stata documentata un’elevata espressione del CTLA-4 da parte dei linfociti T-reg (Friedline et al., 2004).
Esso compete con CD28 per legarsi a CD80 e CD86, provocando la deplezione di questi ultimi dalla superficie delle APCs, ostacola le interazioni tra cellule T e Antigen
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l’inibizione della secrezione dell’interleuchina 2. CTLA-4 è in grado di attenuare il segnale TCR necessario allo sviluppo di Treg self reattivi.
Al contrario di CD28, CTLA-4 inibisce le cellule T effettrici. È stato dimostrato in vitro che la mancata espressione di CTLA-4 influenza negativamente la risposta immunitaria umorale poichè le cellule T effettrici sintetizzano considerevoli quantità di IL-4 causando un’aumentata secrezione di IgE (Wing e Sakagichu, 2013).
Nelle patologie autoimmuni è stata riscontrata una deplezione di cellule Foxp3+, IL-2 e TGF-β.
Il Transforming growth factor β consente la produzione di linfociti iTreg quando sussiste un segnale TCR elevato. Il TGF-β favorisce il legame di NFAT e SMAD3 con CNS1 del Foxp3, una sequenza non codificante conservata. In questo modo avverrà l’induzione di Foxp3 nei linfociti iTreg.
CNS1 non interviene soltanto nella produzione di linfociti iTreg nei tessuti linfoidi intestinali, ma esso ha anche un ruolo nella differenziazione dei linfociti nTreg (Haiqui et al., 2011).
La conversione dei linfociti T CD4+ CD25- Foxp3- vergini in linfociti T CD4+ CD25+ Foxp3+ dotati di capacità soppressiva avviene conseguentemente alla stimolazione TCR e in presenza di bassi dosi di TGF-β.
Le citochine anti-infiammatorie prodotte dai linfociti T-reg Foxp3+ sono IL-10, TGF-β e IL-35. Recenti studi hanno dimostrato che i T-reg esprimono anche citochine effettrici come IFN-γ e IL-17A in condizioni flogistiche (Pushpa e Zhu, 2015).
L’interleuchina 6, prodotta da macrofagi e cellule T effettrici, agisce con il TGF-β inducendo una risposta immunitaria di tipo Th17, spesso associata a malattie autoimmuni (Mays e Chen, 2007). L’IL-6 e il TGF-β promuovono la differenziazione di cellule T CD4+ in cellule Th17 pro-infiammatorie e non in cellule iTreg Foxp3+.
In un microambiente infiammatorio le cellule vergini si evolvono in cellule effettrici anzichè in cellule con capacità soppressiva (Yuan e Malek, 2012).
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L’interleuchina 6 è in grado di convertire le cellule nTreg Foxp3+ in cellule Th17. Ne consegue che, nonostante l’utilizzo di terapie immunosoppressive, permane necessariamente un certo grado di infiammazione. Ciò deve essere considerato in merito all’applicazione terapeutica nei confronti di patologie autoimmuni e trapianti.
Quando sono presenti contemporaneamente IL-6 ed alti livelli di TCR o CD 28 avviene l’inibizione della differenziazione di iTreg in linfociti CD4+ vergini. Se questi ultimi sono stimolati con anti-CD28 si assiste ad un aumento di interleuchina 17, di interleuchina 19 e ad una riduzione dei linfociti Foxp3+.
L’acido retinoico agisce in modo sinergico con il TGF-β favorendo la produzione di cellule iTreg mediante un meccanismo citochina-dipendente ed uno citochina- indipendente. Il primo processo prevede l’inibizione delle citochine pro-infiammatorie sintetizzate dalle cellule T della memoria.
Le cellule nTreg non sembrano essere influenzate dalla presenza di acido retinoico. Le cellule iTreg sono caratterizzate da una superiore capacità soppressiva quando acido retinoico e TGF-β agiscono sinergicamente.
A questo proposito uno studio ha mostrato la sinergia di azione tra TGF-β e la rapamicina. Essa inibisce le cellule T effettrici non impedendo la proliferazione dei nTreg, ma stimolandone la conversione in iTreg (Dons et al., 2012).
Quando la risposta a TCR diventa maggiore avviene l’attivazione di CNS2, questa forma un legame con i siti per i fattori di trascrizione CREB (cAMP response element-binding
protein) e STAT5. Questo processo determina l’espressione di Foxp3 nelle cellule nTreg
mature.
CNS3 interviene sulla produzione di linfociti T-reg nel timo e nei siti periferici (Haiqui et al., 2011).
Affinchè l’attività immunosoppressiva possa mantenersi risulta quindi determinante l’espressione di Foxp3. Quest’ultima avviene nelle fasi più tardive ad opera della stimolazione TCR (Samstein et al., 2012).
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Una difettosa funzione cellulare dei linfociti T-reg è stata osservata in pazienti affetti da artrite reumatoide non trattati con Methotrexate. Le cellule T-reg dei pazienti sottoposti a terapia con Methotrexate presentavano uno ripristino della capacità soppressiva. Quest’ultima è stata associata ad un’aumentata espressione di FoxP3 e CTLA-4 nei linfociti T-reg (Cribbs et al., 2015).
In alcune malattie autoimmuni è stata riscontrata una deplezione di linfociti T-reg a testimonianza del ruolo immunosoppressivo di queste cellule.
Il mantenimento dell’omeostasi immunitaria da parte dei linfociti T-reg risulta scompensato a causa del loro deficit , di conseguenza la risposta immunitaria patologica non risulta soppressa.
Una recente ricerca ha constatato che le cellule T-reg controllano le cellule B autoreattive. È stata identificata una sottoclasse di cellule T-reg follicolari (TFR) che
sembrano regolare la produzione di autoanticorpi nel centro germinativo (Dhaeze et al., 2014).
In casi di tolleranza verso organi trapiantati e di tolleranza materno-fetale si assiste ad un aumento di linfociti T CD4+ CD25+ (Sakaguchi et al., 2008).
Alcune malattie infiammatorie dell’intestino sono contraddistinte da un’eccessiva risposta immunitaria nei confronti dei batteri commensali. In questi casi è stato possibile constatare una deplezione linfocitaria T-reg che giustifica l’alterata risposta del sistema immunitario.
Per quanto concerne le patologie neoplastiche è stato rilevato un aumento del numero dei linfociti T-reg nella maggior parte dei tumori ed è stato possibile metterne in luce la correlazione con una crescente malignità e il peggioramento della prognosi.
I linfociti T-reg CD4+ Foxp3+ sono stati correlati positivamente con lo stadio della neoplasia; negativamente con le cellule T citotossiche e la risposta Th1 (Garden et al., 2011).
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