Διαφορές στην κινητική των υπoτύπων των δενδριτικών κυττάρων στο αίμα και στο δέρμα ατοπικών ασθενών μετά από πολλαπλές ενδοδερμικές προσκλήσεις με αλλεργιογόνο

Abstract

IntroductionAtopic diseases such as allergic rhinitis (hay fever), asthma and atopic dermatitis, are associated with the production of specific IgE antibodies against common food or environmental allergens. This process can be associated to the onset of clinical symptoms of "allergy" characterized by inflammation and hypersensitivity of the skin or mucous membranes of the body, resulting in the emerge of atopic diseases. Numerous mediators produced by various cells of the immune system and by structural cells, have been associated with atopy. However the underlying mechanisms are not fully known. Dendritic cells have pivotal role in allergic reactions due to their ability to uptake, process and present allergens. Although their migration to sites of inflammation is known, the kinetics of their subtypes following contact with allergens has not been sufficiently studied.Aim of studyThe primary aim of this study was to use the skin of atopic patients as a model of acute and chronic allergic inflammation and determine the kinetics of the of dendritic cells subtypes (mDCs and pDCs) in the blood and skin of atopic patients after one and multiple intradermal allergen challenges.MethodsA total of 12 atopic volunteers (house dust mite (HDM) or grasses) were included in the study. Informed and written consent was obtained from all participating subjects and the corresponding protocol was approved by the Hospital Research Ethics Committee as well as the Greek National Organization for Medicines. Screening for atopy was performed with skin prick tests (skin prick test-SPT) and atopy was assessed according to the revised nomenclature of the World Allergy Organization Each subject received a total of six weekly intradermal injections of allergen, to which they were sensitive, and diluent on the extensor aspect of the left and right forearms, respectively. A 10mm punch biopsy was taken 24 hours after the first challenge and 24 hours after the last challenge at both allergen and diluent sites. Whole blood for FACS acquisition was taken before the first challenge, one hour after the first challenge and just before biopsy acquisition.Circulating dendritic cells subsets were measured with flow cytometry-FACS. Tissue DCs were evaluated by double immunofluorescence and confocal laser microscopy ResultsThis study demonstrates differences in the kinetics of dendritic cell subtypes in the serum and tissue of atopic patients after multiple skin allergen challenges.Peripheral pDCs decreased significantly 1h post challenge but returned to normal levels at 24 hours, while mDCs started to decrease one hour post challenge and continued to decrease reaching significantly lower levels at 24 hours (p<0.5). No significant changes in the kinetics of both subtypes were observed in serum after six weekly challenges.Tissue mDCs significantly increased 24h post challenge at the allergen site (p<0.5), inversely correlating with blood mDCs levels at the time (p=0.0219, r=0.662). No significant changes or correlations were observed regarding tissue pDCs. No significant changes or correlations were observed in the skin after six weekly challenges.Activin-A expression was increased 24h after the first allergen challenge (p<0.001) and correlated with tissue mDCs (p=0.0202, r=-0.6667).ConclusionsmDCs and pDCs demonstrate different kinetics in the periphery and tissue during allergic inflammation, suggesting distinct roles especially during early inflammatory stages.

Εισαγωγή. Τα ατοπικά νοήματα όπως η αλλεργική ρινίτιδα (πυρετός εκ’ χόρτου), το άσθμα και η ατοπική δερματίτιδα, είναι αλλεργικές καταστάσεις που σχετίζονται με την παράγωγη ειδικών IgE αντισωμάτων εναντίον κοινών τροφών ή περιβαλλοντικών αλλεργιογόνων. Η διαδικασία αυτή μπορεί να σχετίζεται με την έναρξη κλινικών συμπτωμάτων «αλλεργίας» που χαρακτηρίζονται από φλεγμονή και υπερευαισθησία του δέρματος ή των βλεννογόνων του σώματος με αποτέλεσμα την εμφάνιση των ατοπικών νοσημάτων. Πληθώρα μεσολαβητών που παράγεται από διάφορα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, αλλά και δομικά κύτταρα, έχουν κατά καιρούς εμπλακεί στην παθογένεια της ατοπίας. Παρόλα αυτά οι υποκείμενοι μηχανισμοί δεν είναι πλήρως γνωστοί. Τα δενδριτικά κύτταρα έχουν κομβική θέση στις αλλεργικές αντιδράσεις λόγω της ικανότητας τους να προσλαμβάνουν και να παρουσιάζουν αλλεργιογόνα. Αν και η μετανάστευση τους στις θέσεις της φλεγμονής είναι γνωστή, η κινητική των υποτύπων τους μετά από επαφή με αλλεργιογόνα, δεν έχει μελετηθεί επαρκώς.Σκοπός της μελέτης. Ο κύριος σκοπός της μελέτης αυτής ήταν να χρησιμοποιήσουμε το δέρμα ατοπικών ασθενών ως μοντέλο οξείας και χρόνιας αλλεργικής φλεγμονής και να προσδιορίσουμε την κινητική των υποτύπων των δενδριτικών κυττάρων (mDCs και pDCs) στο αίμα και στο δέρμα ατοπικών ασθενών μετά από μία και πολλαπλές προκλήσεις με ενδοδερμικά χορηγούμενο αλλεργιογόνο. Μέθοδος. Στη μελέτη αυτή έλαβαν συνολικά μέρος 12 ατοπικοί εθελοντές στα ακάρεα της οικιακής σκόνης (HDM) ή στα αγρωστώδη. Γραπτή συναίνεση πάρθηκε από όλους τους συμμετέχοντες και το αντίστοιχο ερευνητικό πρωτόκολλο εγκρίθηκε από τον Ελληνικό Οργανισμό Φαρμάκων (ΕΟΦ). Ο έλεγχος για ατοπία στους εθελοντές έγινε με τις δερματικές δοκιμασίες νυγμού (skin prick test- SPT) και η ύπαρξη ατοπίας αξιολογήθηκε σύμφωνα με τον αναθεωρημένο ορισμό του Παγκόσμιου Οργανισμού Αλλεργιολογίας. Σε κάθε εθελοντή έγιναν συνολικά 6 εβδομαδιαίες ενδοδερμικές ενέσεις με το αλλεργιογόνο στο οποίο ήταν ατοπικός και με απλό διαλύτη, στην έσω επιφάνεια του αριστερού και δεξιού αντιβραχίου αντίστοιχα. 24 ώρες μετά την πρώτη πρόκληση και 24 ώρες μετά την τελευταία πρόκληση ελήφθη βιοψία δέρματος 10 χιλιοστών (punch biopsy), τόσο στη θέση του αλλεργιογόνου όσο και του διαλύτη. Φλεβικό αίμα για την μέτρηση των υποτύπων των δενδριτικών κυττάρων με FACS ελήφθη πριν από την πρώτη πρόκληση, μία ώρα μετά την πρώτη πρόκληση και μόλις πριν την λήψη κάθε βιοψίας.Τα επίπεδα των δενδριτικών κυττάρων στον ορό μετρήθηκαν με την μέθοδο της κυταρρομετρίας ροής και στον ιστό με τη μέθοδο του ανοσοφθορισμού και της συνεστιακής μικροσκόπησης σάρωσης με ακτίνες Laser (Confocal Laser Microscopy). Αποτελέσματα. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής επιδεικνύουν διαφορές στην κινητική των υποτύπων των δενδριτικών κυττάρων στον ορό και στον ιστό μετά από πολλαπλή πρόκληση του δέρματος με αλλεργιογόνο. Συγκεκριμένα τα κυκλοφορούντα pDCs μειώθηκαν σημαντικά στο αίμα μία ώρα μετά την πρώτη πρόκληση με αλλεργιογόνο και επέστρεψαν σε φυσιολογικά επίπεδα μετά από 24 ώρες. Αντίθετα, τα mDCs άρχισαν να μειώνονται την πρώτη ώρα αλλά συνέχισαν τη μείωση αυτή, με αποτέλεσμα να φτάνουν σε σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα σε σχέση με τα αρχικά στις 24 ώρες (p<0,5). Δεν υπήρξαν σημαντικές μεταβολές στην κινητική των δύο υποτύπων στον ορό μετά από έξι εβδομαδιαίες προκλήσεις.Στον ιστό τα mDCs, βρέθηκε ότι είναι σημαντικά αυξημένα στις θέσεις του αλλεργιογόνου συγκριτικά με τις θέσεις του διαλύτη 24 ώρες μετά την πρώτη πρόκληση (p<0,5) και η αύξηση αυτή σχετίζεται αντιστρόφως με τα κυκλοφορούντα mDCs(p=0.0219, r=0.662). Δεν βρέθηκαν σημαντικές μεταβολές ή συσχετίσεις όσον αφορά τα ιστικά pDCs στις 24 ώρες. Επίσης δεν βρέθηκαν σημαντικές μεταβολές ή συσχετίσεις των δύο υποτύπων στο δέρμα μετά από έξι εβδομαδιαίες προκλήσεις.Η έκφραση της ακτιβίνης Α ήταν αυξημένη στις 24 ώρες μετά την πρώτη πρόκληση με αλλεργιογόνο (p<0.001) και η αύξηση αυτή συσχετίστηκε με τα ιστικά mDCs (p=0.0202, r=-0.6667). Συμπεράσματα. Τα mDCs και τα pDCs παρουσιάζουν διαφορές στην κινητική τους στην περιφέρεια και στον ιστό κατά τη διάρκεια της αλλεργικής φλεγμονής, γεγονός που υποδηλώνει διακριτούς ρόλους ειδικά κατά τα αρχικά στάδια των φλεγμονωδών αντιδράσεων.