Las células linfoides innatas. Los nuevos actores en la homeostasis tisular y las respuestas inflamatorias

La inflamación aguda es un mecanismo de protección contra agentes infecciosos, pero la inflamación crónica contribuye con la progresión de múltiples procesos patológicos de origen infeccioso y no-infeccioso. Recientemente, se ha caracterizado una nueva familia de células de la inmunidad innata denominadas innate lymphoid cells (ILC) o células linfoides innatas que juegan un papel esencial en la iniciación, regulación y resolución de la inflamación.
Las ILC carecen de receptor antigénico (a diferencia de los linfocitos T y B), son escasas en tejidos linfoides, pero están enriquecidas en mucosas y piel, sitios donde además contribuyen al mantenimiento y el restablecimiento de la integridad de las barreras epiteliales ¹. En su mayoría, las ILC no expresan receptores de reconocimiento de patrones, por lo que no se activan directamente en respuesta a patrones moleculares asociados a patógenos. En cambio, responden a citoquinas, alarminas y mediadores inflamatorios derivados de células mieloides y epiteliales, y producen citoquinas inmunorregulatorias. Las ILC tampoco expresan marcadores de linaje T y B (son CD3-, CD19-, CD20-), células mieloides o granulocitos, y casi todas expresan CD132 (cadena gamma común del receptor de IL-2), CD127 (IL-7Rα), CD25 (cadena α del receptor de IL-2) y CD90 (Thy1). Las citoquinas producidas por las ILC también son capaces de activar células dendríticas mieloides por lo que ejercen efectos sobre la respuesta inmune adaptativa. Si bien en un contexto de infección estas funciones resultan beneficiosas para el huésped, en procesos patológicos las ILC pueden contribuir a potenciar procesos inflamatorios crónicos y daño tisular debido a la producción exacerbada de citoquinas. Recientemente se ha clasificado a las ILC en cinco subgrupos, según similitudes con los perfiles clásicos de expresión de citoquinas y funciones efectoras de los linfocitos T. Estos subgrupos son células NK (natural killer cells o células citotóxicas naturales), ILC1, ILC2, ILC3 y LTi (lymphoid tissue inducer cells o células inductoras de tejidos linfoides) (Fig. 1).

Células NK e ILC1

Ambos tipos se activan en respuesta a citoquinas proinflamatorias tales como IL-12, IL-15 e IL-18, producen interferón (IFN)-γ y factor de necrosis tumoral (TNF) y expresan los receptores activadores NKG2D y NKp46. A diferencia de las células NK, las ILC1 carecen en su mayoría de los receptores activadores e inhibitorios de la familia Ly49 y KIR ² por lo que el sistema de reconocimiento de “lo propio ausente” (missing self recognition) es exclusivo de las células NK ³. Además, la maquinaria citotóxica de las células NK (expresión de granzimas y perforinas) está ausente de las ILC1, por lo que no son citotóxicas. Por ello, las células NK podrían ser consideradas la contraparte innata de los linfocitos T CD8 y las ILC1 la contraparte innata de los linfocitos CD4 Th1. Además, mientras que las ILC1 son células residentes en tejidos, las células NK mayormente recirculan en la sangre4. Por ello, las ILC tienen propiedades similares a las células T de memoria residentes en tejidos ⁵.
Ambos tipos celulares se caracterizan por expresar el factor de transcripción T-bet, el que regula muchas de sus funciones efectoras. El factor de transcripción Runx3 (que funciona en la generación de células T CD8) también es necesario para el correcto desarrollo y función de células NK, de ILC1 y de ILC3 pero no de ILC2 ⁶. Sin embargo, solo las células NK expresan el factor de transcripción eomesodermina ².

ILC2

Las ILC2 se localizan preferentemente en epitelios de intestino, pulmón y piel, y se activan en respuesta a citoquinas tales como IL-33, IL-25 y TSLP ⁷. Son células no citotóxicas secretoras de citoquinas características del perfil Th2 (IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-13 y anfirregulina o Areg), se caracterizan por expresar los factores de transcripción GATA-3 y RORα, y moléculas tales como ICOS, CD25 e IL-1RL1 (el receptor para IL-33) y el receptor de superficie KLRG1 ¹. Las ILC2 humanas expresan algunos receptores de tipo Toll y responden a la estimulación con los ligandos específicos produciendo IL-5 e IL-13.
Juegan un papel importante durante la respuesta inmune a helmintos intestinales, y en tejido adiposo regulan la homeostasis metabólica y la obesidad, ejerciendo efectos regulatorios sobre los eosinófilos y el desarrollo de macrófagos antiinflamatorios que regulan la sensibilidad a la insulina ⁸. Las ILC2 también regulan la diferenciación de progenitores de adipocitos hacia grasa blanca o parda, por lo que afectan la homeostasis térmica del organismo ⁹.

ILC3 y células LTi

Las células LTi se localizan en tejidos embrionarios, donde contribuyen con la organogénesis de ganglios linfáticos y tejidos linfoides asociados a mucosas. Las ILC3 se subdividen en dos poblaciones según la expresión de los receptores de citotoxicidad natural o natural cytotoxicity receptors (NCR) NKp46 o NKp44 ¹⁰, que se denominan ILC3 NCR+ e ILC3 NCR- y se ubican en tejidos linfoides asociados a mucosas y en la lámina propia. Las ILC3 NCR+ producen IL-22, mientras que las células ILC3 NCR- producen IL-17, lo que indica que son la contraparte innata de las células Th22 y Th17. Las ILC3 y las LTi expresan el factor de transcripción RORγt ¹, el que regula la expresión de IL-22, IL-17 y del receptor de arilhidrocarburo, un factor de transcripción que se activa por reconocimiento de ligandos que se encuentran en alimentos, microflora o células propias. Las células ILC3 NCR+ parecen jugar un papel importante en el mantenimiento de la microbiota intestinal y previniendo la colonización por bacterias patógenas, debido a que IL-22 actúa sobre células del epitelio intestinal, estimulando la reposición de enterocitos y la producción de péptidos antimicrobianos y moco. Las ILC3 NCR- productoras de IL-17 participan de la inmunidad contra Candida albicans en mucosa oral pero también pueden ejercer efectos patogénicos en la colitis ^{1, 3}. Además, la IL-17 promueve la producción de péptidos antimicrobianos y el reclutamiento de neutrófilos.
Por lo tanto, el equilibrio en las subpoblaciones de ILC3 es crítico para el mantenimiento de la homeostasis en mucosas. También se ha demostrado que las ILC3 humanas responden a la estimulación con agonistas de receptores de tipo Toll por lo que podrían ser activadas directamente por estímulos microbianos.

Desarrollo de las ILC

Las ILC provienen de un progenitor linfoide común (common lymphoid precursor) y se desarrollan en los sitios hematopoyéticos habituales (hígado fetal, médula ósea). Este progenitor linfoide común se diferencia hacia un precursor común de ILC (common ILC precursor) que da lugar al precursor de células NK (NKP), al precursor de células LTi y al progenitor helper común (common helper ILC progenitor o CHILP), el que finalmente dará lugar a la generación de las ILC1, ILC2 e ILC3 (Fig. 1). Estos precursores de ILC son CD34+CD45RA+CD117+ y expresan los factores de transcripción TOX, Nfil3, TCF1 e Id2 ^{1, 2, 7}. Id2 es crítico para generar ILC debido a que su expresión sostenida evita la diferenciación hacia el linaje de los linfocitos T y B. Las ILC1 difieren de las células NK en que expresan CD127 (IL-7Rα) pero ambas expresan CD122 (cadena β del receptor para IL-15 e IL-2), siendo IL-15 necesaria para generar ambos linajes. La generación de ILC2 requiere de los factores de transcripción GATA-3, TCF1, RORα, ETS1 e Id2, del receptor Notch y de las citoquinas IL-25 e IL-33 ^{10, 11}. Notch, a través del reconocimiento de ligandos de Notch sobre células estromales de médula ósea, promueve la diferenciación hacia el linaje ILC2. Por su parte, IL-25R e IL-33R confieren la capacidad de sensar y responder a las alarminas IL-25 e IL-33 secretando citoquinas de perfil Th2 (IL-4, IL-5, IL-13)¹¹. Además, el ácido retinoico derivado del metabolismo de la vitamina A es fundamental para la generación de las células LTi, ILC1 e ILC3 pero no ILC2 ¹², mientras que la expresión del factor de transcripción RORγt es crítica para la generación de ILC3 debido a que controla la expresión de IL-17 e IL-22.
La generación de ILC ocurre desde la vida embrionaria hasta la edad adulta y existe evidencia de que las ILC residentes en tejidos derivan de precursores que migran tempranamente durante la embriogénesis. Ya sea como multipotentes o comprometidas a cada linaje, estas células conservan la capacidad de autorrenovación local a lo largo de la vida del individuo ⁴.
Esta situación sería similar a la que ocurre con los macrófagos tisulares, los que se desarrollan a partir de células progenitoras del saco vitelino antes de la hematopoyesis definitiva y se autorrenuevan localmente a lo largo de la vida del individuo ¹³. No obstante, hay evidencias que indican que las ILCs generadas en la edad adulta por hematopoyesis también pueden repoblar diversos tejidos en respuesta a estímulos infecciosos o inflamatorios locales.

Plasticidad y regulación recíproca de las ILC

Se ha demostrado la existencia de plasticidad en las ILC semejante a la observada en linfocitos T CD4. IL-12 e IL-18 pueden promover la conversión de ILC3 en ILC1 productoras de IFN-γ e IL-17 puede prevenir este efecto ¹¹.
IL-1β e IL-23 pueden promover la conversión de ILC1 en ILC3, mientras que IL-33 e IL-1β pueden promover la expresión de T-bet en ILC2 y conferirles la capacidad de producir IFN-γ en respuesta a IL-12. Estas ILC2 reprogramadas pueden conservar la expresión de GATA-3 y la producción de IL-13 (ILC2/1) o perder la expresión de GATA-3 y convertirse en ILC1 francas11. Además, las ILC1 son capaces de convertirse en células NK si se induce la expresión de eomesodermina ¹⁴.
También existe una regulación recíproca entre diferentes ILC de manera análoga a lo que ocurre entre subpoblaciones de linfocitos T CD4 efectores. Las ILC2 son inhibidas por IFN-γ y por IL-27, citoquinas que promueven la inmunidad de tipo 1, mientras que IL-25 y TSLP (que promueven la generación de ILC2) pueden suprimir la secreción de IL-22 por ILC3.

ILC en homeostasis y en enfermedades

Intestino

Las ILC2 son detectables en intestino fetal, pero su frecuencia en intestino adulto es muy baja, mientras que las ILC3 están presentes en intestino fetal y adulto. Asimismo, las ILC1 son apenas detectables en intestino fetal, y su desarrollo requiere del estímulo de la microbiota15. Las ILC más prevalentes en intestino humano son las ILC3 NCR+, productoras de IL-22, lo que contribuye a la contención de bacterias comensales y la renovación de las células epiteliales. Las ILC3 también favorecen la producción de IgA e IgG en mucosa y bazo porque contribuyen con la activación de linfocitos B produciendo citoquinas como BAFF y APRIL, y expresan CD40L16 (Fig. 2).
Las ILC1 en intestino humano se ubican en la lámina propia (LP ILC1, NCR-CD161+CD127+) o como ILC1
intraepiteliales (ieILC1, NCR+CD103+CD127-) y ambas participan de la inmunidad contra patógenos intracelulares que ingresan por mucosa ³.
La composición de las poblaciones de ILC en intestino humano inflamado cambia notablemente (Fig. 2). Las ILC3 productoras de IL-17 aumentan considerablemente en íleon y colon inflamados de pacientes con enfermedad de Crohn y de ratones con colitis experimental, y se cree que esta IL-17 contribuye con la enfermedad. En pacientes con enfermedad de Crohn también existe una acumulación de ILC1 (LP ILC1 e ieILC1)¹⁷ y la magnitud de este aumento en el íleon está asociada con la gravedad de la enfermedad ¹⁷. También se han descripto la presencia de ILC2 productoras de IFN-γ, lo evidencia la plasticidad de las ILC.

Pulmón

En el tejido pulmonar fetal humano, predominan las ILC3 NCR- productoras de IL-17 pero en el adulto, si bien las ILC3 siguen predominando, la frecuencia de ILC2 aumenta en comparación con la del tejido pulmonar fetal (Fig. 2). Estas ILC2 podrían mediar respuestas perjudiciales ya que la expresión aumentada de genes tales como IL-33 y su receptor, TSLP, IL-4, IL-5 e IL-13 (relacionados a ILC2) están asociados a la susceptibilidad a enfermedades atópicas como asma, dermatitis atópica y rinosinusitis crónica. Lesiones cutáneas o pólipos nasales de pacientes con dermatitis atópica o rinosinusitis crónica, muestran un enriquecimiento en ILC2 activadas ¹⁸, mientras que se ha detectado un mayor número de ILC2 en sangre periférica y líquido de lavado broncoalveolar de pacientes con asma19, lo que se correlaciona con una función respiratoria más deficiente20. También se ha observado un aumento de ILC2 en diferentes sitios en pacientes con asma eosinofílica grave sistémica, con rinitis alérgica sensibilizados contra diferentes alergenos o con asma alérgica ¹⁹. Se cree que las citoquinas TSLP, IL-4, IL-25 e IL-33 producidas por células epiteliales y eosinófilos estimulan a las ILC2 para producir IL-5 e IL-13, las que activan eosinófilos (abundantes en los pólipos nasales), creando un circuito de retroalimentación positiva para la inflamación crónica de tipo 2 (Fig. 2).
La IL-13 derivada de las ILC2 también afecta la función pulmonar ya que altera la contractilidad de las células del músculo liso de las vías respiratorias, aumenta la producción de moco por células epiteliales, polariza los macrófagos a un fenotipo anti-inflamatorio y aumenta la deposición de colágeno. Sin embargo, las ILC2 no sólo juegan un rol patogénico, sino que también promueven también la reparación del tejido en respuesta a la IL-33 producida después de la infección por el virus de la influenza.
En pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) se ha descripto una reducción en el número de ILC2 y un aumento en el número de ILC1 en tejidos pulmonares y sangre, el que sería producto de una reconversión de ILC2 en ILC1 ^{18, 21} y este número se correlaciona con función pulmonar deficiente, enfermedad más grave y susceptibilidad a exacerbaciones agudas de la enfermedad ²¹ (Fig. 2).

Piel

Las ILCs humanas solo se encuentran en la dermis. En humanos, las ILC2 producen mediadores involucrados en la reparación de la piel, pero las ILC también parecen contribuir a respuestas inmunes desreguladas como las observadas en pacientes con dermatitis atópica y psoriasis.
Las ILC2 están enriquecidas en la piel con dermatitis atópica, afección que se asocia con niveles aumentados de IL-25, IL-33, TSLP y PGD2, todas las cuales promueven la activación de ILC2. Además, el engrosamiento epidérmico característico de la psoriasis se ha atribuido a la producción de IL-22, mientras que la inflamación neutrofílica se debe a la producción de IL-17, ambas citoquinas producidas localmente por ILC3. Concordantemente, se ha observado una acumulación de ILC3 en piel y sangre en pacientes con psoriasis ²² (Fig. 2).

Tumores

Aunque conocemos el papel de las células NK en la inmunidad anti-tumoral, existen pocos datos sobre el papel de las ILC en el rechazo de tumores. En humanos, las ILC3 NCR+ están enriquecidas en tumores de pulmón de células no pequeñas e impactan favorablemente en el curso de la enfermedad ²³. En melanoma, se ha observado que las ILC3 NCR+ son estimuladas por IL-12 reconvirtiéndose en productoras de IFN-γ, lo que promueve el rechazo del tumor, mientras que, en un modelo de cáncer colorrectal, se observó que las ILC3 productoras de IL-22 dirigen la formación, la proliferación celular y el crecimiento de tumores inducidos por la inflamación crónica causada por la colitis. En un modelo de tumor mamario, se observó que la generación de células similares a las ILC1 que expresan granzima B es importante para el rechazo de tumores. En cáncer gástrico, un fenotipo predominantemente Th2 se correlaciona con un mal pronóstico. En cáncer hepático, la producción excesiva de IL-22 se asocia a crecimiento tumoral y metástasis, por lo que las ILC3 podrían estar involucradas en este tipo de cáncer. En resumen, existen evidencias preliminares que indican que las ILC tienen un papel dual en la inmunidad anti-tumoral ²⁴. Sin embargo, los mecanismos por los cuales las ILC interactúan con las células malignas aún no se conocen.

Regulación metabólica

Se han descripto efectos perjudiciales mediados por ILC2 en la remodelación de tejidos en el contexto de fibrosis hepática, ya que la IL-13 producida en respuesta a IL-33 induce fibrosis mediada por células estrelladas del hígado ²⁵. Por otra parte, el tejido adiposo blanco muestra enriquecimiento en ILC2, las que parecen prevenir el desarrollo de grasa parda a través de la producción de IL-5 e IL-13 que operan sobre la generación de adipocitos, promueven el reclutamiento y la activación local de eosinófilos y la generación de macrófagos anti-inflamatorios ¹.
Por lo tanto, las ILC también participan de procesos relacionados a la regulación de la termogénesis en tejidos adiposos pero su importancia en el síndrome metabólico humano aún no se conoce a fondo.

Conclusiones

El descubrimiento de las ILC ha revelado un sistema inmune innato ancestral que dio lugar a la inmunidad adaptativa. Las células efectoras generadas, sean ILC o linfocitos T efectores, han preservado los mecanismos efectores (producción de citoquinas y respuestas citotóxicas) debido a que expresan un patrón similar de factores de transcripción, lo que les permite eliminar al patógeno y restaurar la homeostasis. La ventaja de las ILC es que traducen rápidamente las señales producidas por tejidos infectados o lesionados en citoquinas que activan y regulan las funciones efectoras innatas y adaptativas locales. Asimismo, las ILC, al igual que los linfocitos, también participan de diversas enfermedades con compromiso inflamatorio. Por otra parte, las ILC, como células residentes en tejidos, ejercen efectos regulatorios en diferentes sitios anatómicos. Por ello, las ILC emergen como potenciales blancos terapéuticos para manipular su actividad en favor de la salud humana.

Conflicto de intereses: Ninguno para declarar

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