Compartmentalized gut lymph node drainage dictates adaptive immune responses
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Universidade Federal de Minas Gerais
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A drenagem linfática compartimentalizada do intestino determina as respostas imunes adaptativas
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Resumo
O sistema imunológico intestinal tem a difícil tarefa de tolerar nutrientes estranhos e a microbiota comensal, ao mesmo tempo que exclui ou elimina patógenos ingeridos. A falha nesse equilíbrio leva a condições como doenças inflamatórias intestinais, alergias alimentares e infecções gastrointestinais invasivas<sup> 1 </sup>. Portanto , múltiplos mecanismos imunológicos atuam para manter a integridade tecidual, incluindo a geração equilibrada de células T efetoras (Th ) e células T reguladoras FOXP3<sup> + </sup> (pTreg ) , que medeiam a resistência a patógenos e regulam a ativação imune excessiva, respectivamente <sup> 1,2,3,4 </sup> . Os linfonodos de drenagem intestinal (gLNs) são locais-chave para orquestrar a imunidade adaptativa a perturbações luminais <sup> 5,6,7 </sup> . No entanto, não está claro como eles conseguem , simultaneamente , sustentar reações tolerogênicas e inflamatórias. Aqui , mostramos que os gLNs são imunologicamente específicos para o segmento intestinal funcional que drenam. As assinaturas genéticas das células estromais e dendríticas, bem como a polarização das células T contra o mesmo antígeno luminal, diferem entre os linfonodos gastrointestinais (gLNs). Os gLNs que drenam o intestino delgado proximal dão origem preferencialmente a respostas tolerogênicas, enquanto os gLNs distais induzem respostas de células T pró-inflamatórias. Essa segregação permitiu o direcionamento dos gLNs distais para vacinação e a manutenção da indução de células T reguladoras (pTreg) duodenais durante infecção colônica. Por outro lado, a dicotomia compartimentalizada foi perturbada pela remoção cirúrgica de gLNs distais selecionados e pela infecção duodenal, com efeitos nas respostas imunes tanto dos órgãos linfoides quanto dos tecidos. Nossos achados revelam que o conflito entre as respostas intestinais tolerogênicas e inflamatórias é parcialmente resolvido pela drenagem discreta dos gLNs e incentivam o direcionamento de antígenos para segmentos intestinais específicos para modulação imune terapêutica.
Abstract
The intestinal immune system has the challenging task of tolerating foreign nutrients and the commensal microbiome, while excluding or eliminating ingested pathogens. Failure of this balance leads to conditions such as inflammatory bowel diseases, food allergies and invasive gastrointestinal infections1. Multiple immune mechanisms are therefore in place to maintain tissue integrity, including balanced generation of effector T (TH) cells and FOXP3+ regulatory T (pTreg) cells, which mediate resistance to pathogens and regulate excessive immune activation, respectively1,2,3,4. The gut-draining lymph nodes (gLNs) are key sites for orchestrating adaptive immunity to luminal perturbations5,6,7. However, it is unclear how they simultaneously support tolerogenic and inflammatory reactions. Here we show that gLNs are immunologically specific to the functional gut segment that they drain. Stromal and dendritic cell gene signatures and polarization of T cells against the same luminal antigen differ between gLNs, with the proximal small intestine-draining gLNs preferentially giving rise to tolerogenic responses and the distal gLNs to pro-inflammatory T cell responses. This segregation permitted the targeting of distal gLNs for vaccination and the maintenance of duodenal pTreg cell induction during colonic infection. Conversely, the compartmentalized dichotomy was perturbed by surgical removal of select distal gLNs and duodenal infection, with effects on both lymphoid organ and tissue immune responses. Our findings reveal that the conflict between tolerogenic and inflammatory intestinal responses is in part resolved by discrete gLN drainage, and encourage antigen targeting to specific gut segments for therapeutic immune modulation.
Assunto
Imunidade celular, Sistema imunitário, Drenagem linfática manual, Intestino delgado
Palavras-chave
Imunidade celular, Imunologia da mucosa
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https://www.nature.com/articles/s41586-019-1125-3