Po ekspozycji na hydrokortyzon i deksametazon, tymocyty ulegają apoptozie i śmierci komórkowej. To, czy steroidy płciowe powodują utratę tymocytów przez apoptozę, było badane w wielu badaniach, w których zwierzęta były poddawane podawaniu estrogenów. Niestety, uzyskane wyniki nie były jednoznaczne. W niektórych badaniach leczenie estrogenami powodowało wzrost tempa apoptozy tymocytów, podczas gdy w innych doniesieniach leczenie estrogenami dawało niewielkie lub żadne dowody śmierci apoptotycznej. W dalszych badaniach tego zjawiska Zoller i wsp. stwierdzili, że u ciężarnych myszy dochodzi do rozległej utraty tymocytów i inwolucji grasicy bez apoptozy tymocytów. U ciężarnych myszy poziom estrogenów waha się od 7 ng/ml do 13 ng/ml. W badaniach, w których odnotowano wysoką częstość występowania apoptozy tymocytów, zwierzętom wstrzykiwano poziomy estrogenów znacznie przekraczające te wartości. Tak więc, bez dowodów na to, że fizjologiczne poziomy estrogenów powodują apoptozę, proces ten można wykluczyć jako przyczynę inwolucji grasicy i utraty tymocytów.
Niektórzy badacze zaproponowali, że utrata tymocytów ma miejsce, ponieważ estrogeny blokują produkcję komórek T na poziomie prekursorowym. Założenie to pochodzi z badania, w którym leczenie estrogenami spowodowało wzrost poziomu najwcześniejszych progenitorów CD44+ i zubożenie wszystkich zdefiniowanych podzbiorów tymocytów CD4+ i CD8+ komórek T. Inni badacze zaproponowali, że inwolucja grasicy jest spowodowana indukowaną przez estrogen redukcją wczesnych progenitorów grasicy. Badania te sugerują możliwość, że utrata tymocytów jest wynikiem zmiany w produkcji limfocytów T.
Martin i wsp. , stosując mikroskopię świetlną i elektronową, zaobserwowali indukowaną estrogenami utratę tymocytów w podnasadowej i głębokiej korze grasicy szczura. W części rdzenia stwierdzono zwiększenie przepuszczalności naczyń krwionośnych w okolicy połączenia korowo-czaszkowego. Limfocyty były często obserwowane jako migrujące przez rozszerzone ściany tych naczyń krwionośnych. Stwierdzili oni, że „uwolnienie limfocytów z grasicy wydaje się być głównym czynnikiem indukującym inwolucję grasicy.” Inni zaobserwowali, że naczynia limfatyczne w inwolucji grasicy są wypełnione limfocytami (T-komórki) .
Ale nie zidentyfikowane jako takie, te naczynia limfatyczne musiałyby być eferentne naczynia limfatyczne, ponieważ grasica brakuje odmiany aferentnej , ważne distinction.
Oner i Ozan zgłosili, że przedłużone leczenie samic szczurów z testosteronem lub estrogenem (codziennie przez 3 tygodnie) spowodowało rozległą inwolucję grasicy. Tej inwolucji towarzyszyła utrata tymocytów w regionie subkapsułkowym, jak również w głębokiej korze. Naczynia krwionośne w rdzeniach grasicy były również powiększone, co zostało odnotowane w raporcie Martina i wsp. Najbardziej znaczącym odkryciem Onera i Ozana była jednak identyfikacja mastocytów w tkance łącznej torebki grasicy oraz w zrębie rdzenia grasicy. U nieleczonych szczurów kontrolnych mastocyty były słabo rozmieszczone, natomiast u zwierząt leczonych steroidami ich liczba była zwiększona i często występowały w skupiskach. Fakt, że komórki tuczne wydzielają substancje rozszerzające naczynia krwionośne pozostawia niewiele wątpliwości co do przyczyny wzrostu przepuszczalności naczyń krwionośnych; co może być powodem, dlaczego inwoluowane grasice były wypełnione limfocytami. Jeśli chodzi o tożsamość tych limfocytów, badania myszy nagich, którym wstrzyknięto estrogeny i którym wszczepiono grasicę, ujawniły, że „utrata tymocytów” była wynikiem rozładowania dwóch podzbiorów komórek DN T . Jeden podzbiór miał typowy receptor αβ komórek T (TCR), a drugi miał unikalny γδ TCR.
Produkcja komórek T
Gruczoł grasicy składa się z dwóch odrębnych płatów, z których każdy składa się z centralnej rdzenia i zewnętrznej kory. Dwie warstwy tkanki łącznej, oddzielone zatoką, otaczają oba płaty. U większości gatunków kapsuła daje początek trabekulom, które wnikają do kory i kończą się na połączeniu korowo-rdzeniowym, zapewniając w ten sposób strukturalne połączenie ze śródpiersiem. Błona podstawna wspiera wyspecjalizowany spłaszczony nabłonek wyściełający podkapsułę i trabekulę. Tętnice przemieszczają się w obrębie kapsuły, a następnie albo wchodzą do kory jako tętniczki, albo kontynuują swój bieg w obrębie trabekuli, aż do połączenia korowo-rdzeniowego, gdzie przechodzą do rdzenia. Tętniczki stają się stopniowo coraz mniejsze i biegną dalej przez całą grasicę jako naczynia włosowate, ulegając ostatecznie przekształceniu w naczynia włosowate żylne, a następnie powiększeniu, tworząc żyły podkapilarne (PCV). Te żyły ostatecznie prowadzą do głównych naczyń krwionośnych, które podróżują z powrotem do trabeculae, gdzie opuszczają w bliskiej odległości od przychodzących tętnic .
Rozkład naczyń krwionośnych i limfatycznych (LVs) nie jest jednolity. Na przykład, w korze brakuje PCV, podczas gdy medula zawiera dużą liczbę . Ponadto, kora zawiera niewielki kontyngent rozgałęzionych naczyń krwionośnych, zlokalizowanych głównie w okolicy podnasadowej. Naczynia te rozszerzają się na torebkę i okolicę zewnątrzzrazikową i łączą się z efferentnymi naczyniami limfatycznymi (ELV). W meduli, LVs są bardziej obfite i zlokalizowane w rejonie połączenia korowo-czaszkowego. Łączą się one z ELVs w trabekulach. Mastocyty są nieobecne w korze, ale znajdują się w pobliżu w tkance łącznej torebki. W meduli komórki tuczne znajdują się w pobliżu zarówno LV jak i PCV. Warto zauważyć, że w grasicy inwolucyjnej liczba komórek tucznych jest znacznie zwiększona.
Produkowane w szpiku kostnym progenitory komórek T docierają do grasicy przez gałąź tętniczą układu krążenia. Po dostaniu się do gruczołu wędrują przez tętniczki oraz naczynia włosowate tętnicze i żylne, aż dotrą do PCV. Następnie progenitory przedostają się do zrębu grasicy w procesie określanym jako wynaczynienie lub diapedeza. Diapedeza zachodzi w naczyniach, których ściany zbudowane są ze śródbłonka i pozbawione warstwy mięśniowej, takich jak PCV i LV. Komórki śródbłonka są unikalne w tym sensie, że limfocyty są w stanie wniknąć pomiędzy połączenia komórkowe, a następnie przejść do lub ze zrębu grasicy. Ruch limfocytów jest wspomagany przez mastocyty aktywowane estrogenami poprzez produkcję histaminy i serotoniny, co z kolei powoduje poszerzenie połączeń komórkowych komórek śródbłonka. Diapedeza w PCV jest jednokierunkowa i ograniczona do przemieszczania się limfocytów ze światła do grasicy. Dla przejścia z grasicy, komórki T wykorzystują LVs , ponieważ są one zdolne do odwrotnej diapedezy .
Rysunki 1 i 2 są graficzne reprezentacje rozwoju tymocytów w pre- i postpubertal myszy. Pokazane na każdej figurze są cztery przestrzennie zdefiniowane etapy rozwoju w korze mózgowej, które Lind i współpracownicy zmapowali przy użyciu markerów progenitorowych, CD117 i CD25. Zróżnicowana ekspresja tych dwóch markerów odzwierciedla zmiany rozwojowe w tymocytach w miarę ich przemieszczania się z połączenia korowo-miednicznego do kory. W tym procesie przemieszczanie się tymocytów jest wspomagane w dużej mierze przez interakcję pomiędzy chemokinami produkowanymi przez komórki nabłonka korowego w określonych obszarach kory, a receptorami chemokinowymi tymocytów. Etap 1 (CD117+CD25-) rozpoczyna się w połączeniu korowo-medullarnym i charakteryzuje się obecnością tymocytów o potencjale wielopostaciowym. Komórki te, oprócz tego, że dają początek limfocytom T, mogą również ewoluować w kierunku limfocytów B, a także komórek dendrytycznych i NK. Komórki, które osiągają stadium 2 (CD117+CD25+) nie mają już zdolności przekształcania się w limfocyty B i komórki NK, ale mogą dawać początek limfocytom T αβ, limfocytom T γδ i komórkom dendrytycznym. Na tym etapie wykrywane jest wewnątrzkomórkowe białko CD3ε. Ponadto, w stadium 2 dochodzi do znacznej proliferacji tymocytów. Komórki, które osiągają stadium 3 (CD117-CD25+) są zaangażowane w linię T-komórkową. Wewnątrzkomórkowa synteza białka CD3ε nie ulega zahamowaniu. Na tym etapie po raz pierwszy wykrywane jest białko TCR β. Komórki, które wyrażają produktywne rearanżacje TCR β z łańcuchem α są wybierane do proliferacji i przechodzą do etapu 4, proces ten określany jest jako selekcja β. W stadium 4 (CD117-CD25-), tymocyty dotarły do obszaru subkapsularnego kory mózgowej, gdzie ich TCR jest na miejscu, a komponenty wiążące γ i δ zostały dodane do kompleksu CD3. Większość z nich przebyła ścieżkę rozwoju αβ TCR i są charakteryzowane jako komórki T αβ CD4-CD8- podwójnie ujemne (DN). Tymocyty, które wykształciły γδ TCR są określane jako γδ DN T-cells. Ich liczba stanowi 5-10 % wszystkich limfocytów DN T.
Proponowane szlaki wytwarzania limfocytów T u myszy w okresie prepubertalnym. Komórki progenitorowe dostaj± się do grasicy przez naczynia postkapilarne (PCV) zlokalizowane w ¶ródpiersiu i jako limfocyty T opuszczaj± grasicę przez efferentne naczynia limfatyczne (ELV) zlokalizowane w korze podwsierdziowej i ¶ródpiersiu. U myszy przedpokwitaniowych większość tymocytów przemierza klasyczną drogę rozwoju i jako SP limfocyty T wchodzą do układu limfatycznego (LS) (czarne strzałki ciągłe) poprzez ELV zlokalizowane w rdzeniach. Mniejsza liczba tymocytów wchodzi do LS (czarne strzałki przerywane) jako komórki DN T przez ELV zlokalizowane w okolicy podłopatkowej
Proponowane ścieżki produkcji komórek T u myszy w okresie postpubertalnym. Komórki progenitorowe dostaj± się do grasicy przez naczynia postkapilarne (PCV) zlokalizowane w ¶ródpiersiu i jako limfocyty T opuszczaj± grasicę przez efferentne naczynia limfatyczne (ELV) zlokalizowane w korze podwsierdziowej i ¶ródpiersiu. U myszy w okresie postpubertalnym aktywacja komórek tucznych (czerwone kropki) powoduje, że duża liczba tymocytów opuszcza klasyczną drogę jako limfocyty DN T i dostaje się do LS (czerwone strzałki ciągłe) przez ELVs zlokalizowane w okolicy podnasadowej. Mniejsza liczba tymocytów pozostaje w klasycznej ścieżce i wchodzi do LS (przerywane czerwone strzałki) jako SP T-cells przez ELVs zlokalizowane w medulla
DN T-cell pathway
Gamma/delta T-cells nie znajdują się w grasicy poza 4 etapem rozwoju . Sugeruje to: 1) brak tkanki grasicy specjalnie przeznaczonej do kontynuacji ich podróży ułatwionej chemokinami; oraz 2) duże prawdopodobieństwo, że opuszczają one grasicę bezpośrednio po ich wytworzeniu. Naczynia limfatyczne znajdujące się w pobliżu w korze podtorebkowej są bardzo prawdopodobną drogą ich wyjścia. U myszy szlak DN działa już wkrótce po urodzeniu, a komórki T DN można znaleźć w wątrobie i śledzionie 4-dniowych zwierząt. Należy zauważyć, że poziom komórek T αβ DN przewyższa poziom komórek T γδ DN o współczynnik 4:1. Na rycinie 1 przedstawiono proponowane drogi wyjścia komórek T γδ DN i komórek T αβ DN u myszy w wieku przedpokwitaniowym. Jak zaznaczono, większość limfocytów T opuszcza grasicę przez ELV zlokalizowane w rdzeniach (czarne strzałki ciągłe). Jednak u myszy w okresie postpubertalnym (ryc. 2) duża liczba komórek T γδ DN i komórek T αβ DN opuszcza grasicę przez ELV zlokalizowane w korze podsklepieniowej (czerwone strzałki ciągłe) w wyniku indukowanej steroidami płciowymi aktywacji grasiczych komórek tucznych.
Estrogenowa aktywacja komórek tucznych odbywa się za pośrednictwem związanego z błoną (niegenomowego) receptora estrogenowego-α (ER-α). Ta aktywacja powoduje napływ wapnia zewnątrzkomórkowego oraz syntezę i uwalnianie granulek histaminy i serotoniny. Aktywacja komórek tucznych może być osiągnięta przy stężeniach estrogenów pomiędzy 10-11 M i 10-9 M (2,7 pg/ml do 270 pg/ml) . Testosteron aktywacja wymaga poziomów, które są 10 razy, że z estrogenów . Aktywacja przez słaby androgen, dehydroepiandrosteron (DHEA), wymaga poziomów, które są 1000 razy, że z estrogenów . Dihydrotestosteron (DHT) jest również aktywatorem komórek tucznych. Progesteron jest inhibitorem aktywacji estrogenów .
W postpubertal zwierząt, endogennych steroidów płciowych osiągnąć poziomy, które są w pełni zdolne do aktywacji komórek tucznych grasicy. Na przykład, krążący poziom testosteronu u samców myszy i szczurów wynosi średnio 18,7 ng/ml i 5,8 ng/ml, odpowiednio. U nieciężarnych samic myszy i szczurów poziom estrogenu wynosi odpowiednio 66 pg/ml i 30,6 pg/ml, a u ciężarnych myszy poziom estrogenu waha się od 7 ng/ml do 13 ng/ml. Silnym dowodem na to, że ER-α odgrywa rolę w indukowanej estrogenami inwolucji grasicy są badania na myszach pozbawionych receptora estrogenowego (ERKO). U tych zwierząt ER-α jest niefunkcjonalny; w konsekwencji grasica ulega tylko minimalnej inwolucji wywołanej estrogenami.
Klasyczny szlak komórek T
W przeciwieństwie do losu komórek T γδ DN, komórki T αβ DN zachowują możliwość kontynuowania swojego rozwoju w grasicy. Wybór ten jest realizowany, gdy dochodzi do ekspresji markerów CD4 i CD8, a komórki αβ DN T stają się komórkami T CD4+ CD8+ podwójnie pozytywnymi (DP). Wykorzystując tę opcję, komórki DP T tracą zdolność dostępu do szlaku DN. Dzieje się tak albo dlatego, że są od tego ograniczone, albo opuściły obszar podwsierdziowych LVs. Grupa Abo donosi o całkowitym braku limfocytów DP T w puli limfocytów SP T i DN T znajdujących się w wątrobie myszy poddanych iniekcji estrogenów. W kolejnym etapie rozwoju limfocyty DP T ulegają pozytywnej selekcji, co jest równoczesne z wytworzeniem dwóch podgrup limfocytów T ograniczonych do MHC (single-positive – SP). Te podzbiory to limfocyty T CD4+ (klasa II ograniczona MHC) i CD8+ (klasa I ograniczona MHC) i jako takie przechodzą dalej do rdzenia. Tutaj ulegają negatywnej delecji, procesowi, w którym ich αβ TCR są wystawione na działanie ektopowych antygenów własnych. Produkcja tych antygenów odbywa się pod kierunkiem promotora regulatora autoimmunologicznego (Aire). W pełni dojrzałe limfocyty CD4+ Helper, CD4+ CD25+ Foxp3+ Regulatory i CD8+ Cytotoksyczne limfocyty T opuszczają grasicę przez LV zlokalizowane w rdzeniach (ryc. 1, czarne strzałki ciągłe; ryc. 2, czerwone strzałki przerywane).
Interakcje między szlakami DN i SP
Należy zauważyć, że przepuszczalność wszystkich LV i PCV jest zwiększona przez połączone działanie steroidów płciowych i komórek tucznych. Powoduje to zwiększone wejście progenitorów komórek T i wzmocnienie tempa wyjścia komórek DN T. Aby ocenić poziom tymocytów, które opuszczają grasicę na drodze DN, wystarczy zmierzyć całkowitą liczbę tymocytów przed i po kastracji. Na szczęście, zostało to zrobione przez wielu badaczy. Na przykład Pesic i wsp. stwierdzili, że poziom tymocytów w kastrowanych i nienaruszonych 60-dniowych samcach szczurów Albino-Oxford wynosił odpowiednio 1050 × 106 i 650 × 106. Sugerowałoby to, że aktywacja komórek tucznych ułatwiła wyjście 38% wszystkich tymocytów. Warto zauważyć, że te tymocyty pochodziły z kory mózgowej. W badaniu na nieuszkodzonych i wykastrowanych 60-dniowych samicach szczurów Sprague-Dawley, wyniki wskazały, że estrogen spowodował, że 44% wszystkich tymocytów odchodziło szlakiem DN. Wyniki trzeciego badania przeprowadzonego na dorosłych szczurach Wistar-albinosach płci męskiej i żeńskiej wykazały, że testosteron i estrogen wpłynęły na redukcję odpowiednio 31 % i 30 % całkowitej liczby tymocytów. Badania te wykazują wpływ steroidów płciowych na zmianę dynamiki produkcji komórek T. U zwierząt kastratów grasica produkuje głównie limfocyty T SP. Czas ich produkcji trwa 3-5 dni w korze i 12-16 dni w rdzeniach, łącznie ~21 dni. U nieuszkodzonego zwierzęcia znaczna liczba limfocytów T DN opuszcza grasicę drogą DN. Ich całkowity czas produkcji wynosi 3-5 dni. U tych zwierząt doniesienia o redukcji poziomu tymocytów o ~ 35% silnie wskazują, że wymiana progenitorów nie nadąża za produkcją komórek T DN.
Pesic i wsp. mierzyli również poziom tymocytów w korze i rdzeniach nieuszkodzonych i wykastrowanych samców szczurów. Z tych informacji byliśmy w stanie zbadać efekt rozładowania DN T-komórek w zmianie poziomów SP T-komórek. Na przykład, u kastrowanego zwierzęcia (ryc. 3) porównanie poziomów tymocytów w korze i rdzeniach wskazuje, że 2% wszystkich tymocytów opuszcza drogę DN, a 11% dociera do rdzenia, by stać się komórkami SP T. Bez kastracji (ryc. 4), podobne porównanie sugeruje, że 38 % całkowitych tymocytów opuszcza drogę DN, a tylko 7 % dociera do rdzenia. Tak więc produkcja komórek T DN jest wynikiem przysłowiowego „rozwidlenia dróg” rozwoju komórek T. Tymocyty mogą albo opuścić grasicę jako limfocyty DN T, albo mogą pozostać na klasycznym szlaku limfocytów T i opuścić ją jako limfocyty SP T. Ich ścieżka rozwoju jest determinowana przez steroidy płciowe. Na przykład w czasie ciąży, kiedy poziom estrogenów jest najwyższy, duża liczba limfocytów T wykorzystuje szlak DN. W konsekwencji, produkcja limfocytów SP jest na najwyższym poziomie. Szacujemy, że podczas ciąży tylko 2% wszystkich tymocytów dociera do rdzenia.
Produkcja limfocytów T DN i limfocytów T SP przez kastraty dorosłych zwierząt. Przedstawiono procentowy udział limfocytów DN T i SP T produkowanych przez kastrowane dorosłe zwierzęta. Wartości liczbowe zostały określone na podstawie danych Pesic i wsp.
Produkcja limfocytów DN T i limfocytów SP T przez nieuszkodzone dorosłe zwierzęta. Przedstawiono odsetki limfocytów DN T i limfocytów SP T produkowanych przez nienaruszone dorosłe zwierzęta. Wartości liczbowe zostały określone na podstawie danych Pesic i wsp.
DN T-cells
DN T-cells nie podlegają selekcji pozytywnej (ryc. 1 i 2). W związku z tym brak im restrykcji MHC. Czynnik ten, w połączeniu z ich unikalnym TCR, powoduje, że charakterystyka wiązania komórek γδ DN T różni się znacznie od charakterystyki wiązania komórek αβ T z restrykcją MHC. Podczas gdy te ostatnie wiążą się z fragmentami (epitopami) obcego antygenu utrzymywanymi w szczelinie cząsteczki MHC klasy I lub klasy II, komórki T γδ DN tego nie robią. Zamiast tego ich wiązanie z obcym antygenem opiera się na kształcie konformacyjnym nienaruszonego antygenu, podobnie jak w przypadku przeciwciał, i jest niezależne od zaangażowania MHC.
Istnieją trzy główne podzbiory komórek T γδ DN, z których jeden jest cytolityczny. U ludzi ten podzbiór został scharakteryzowany przez jego TCR jako komórki T Vγ9Vδ2 . Po aktywacji wydzielają one interleukinę-2 (IL-2), interferon-γ (IFN-γ) i czynnik martwicy nowotworów-β (TNF-β). Cytokiny te promują stan zapalny, cytotoksyczność i nadwrażliwość typu opóźnionego (delayed-type hypersensitivity – DTH). Komórki T Vγ9Vδ2 są niekonwencjonalne, ponieważ ich aktywację powodują niebiałka, takie jak izoprenoidy i alkilaminy. Miejscem ich aktywności immunologicznej jest obwodowy układ krwionośny. Tutaj pełnią ważną rolę zarówno w nadzorze nad komórkami nowotworowymi, jak i w odporności przeciwinfekcyjnej. Drugi podzbiór komórek T γδ DN ma wszystkie cechy komórek T Vγ9Vδ2, z wyjątkiem tego, że nie są one cytolityczne. Powodem, dla którego nie są, jest to, że mają pośredni i niekompletnie wyrażony kompleks wiążący TCR/CD3. Odtąd będą one określane jako limfocyty T γδ DN (int TCR/CD3). Zamiast w krwiobiegu, te limfocyty T rezydują w śródnabłonkowych kompartmentach limfocytów specyficznych tkanek, takich jak skóra, jelito, drogi oddechowe i macica. Trzecim podzbiorem limfocytów γδ DN T są komórki regulatorowe. U myszy są one charakteryzowane jako Vγ6Vδ1 regulatorowe komórki T. Aktywacja tych γδ DN regulatorowych limfocytów T powoduje produkcję IL-10 i transformującego czynnika wzrostu-β (TGF-β). Cytokiny te kontrolują działanie cytotoksycznych limfocytów T, komórek NK, makrofagów, komórek dendrytycznych i komórek B. Regulacyjne limfocyty T γδ DN są również ograniczone do śródnabłonkowych przedziałów limfocytowych określonych tkanek. W macicy odgrywają one istotną rolę w utrzymaniu ciąży.
Immunomodulacja, komórki DN T, a utrzymanie ciąży
Utrzymanie ciąży zależy w dużej mierze od uniknięcia odrzucenia ciążowego. Zajmuje się tym budowa bariery immunologicznej z wykorzystaniem komórek pozbawionych zdolności do ekspresji klasycznych produktów HLA-A i HLA-B . W ten sposób powstaje kokon ochronny (trofoblast), w którym brakuje cząsteczek MHC klasy I i MHC klasy II lub są one niefunkcjonalne; w konsekwencji nie może dojść do przetwarzania i prezentacji antygenów przez cząsteczki MHC. Komórki SP T są w ten sposób eliminowane jako czynnik odrzucenia, pozostawiając jedynie komórki γδ DN T, które odpowiadają na trofoblast. Jednak zamiast odrzucenia, te limfocyty T są niezbędne do utrzymania ciąży. Złożoność ich ogólnej roli i potrzeba koordynacji wymaga szerokiej komunikacji pomiędzy komórkami γδ DN T a decdua i trofoblastem. Trofoblast, na przykład, inicjuje kontakt z różnymi komórkami odpornościowymi poprzez produkcję i uwalnianie chemokin. Są to małe białka, które działają jak ligandy dla receptorów komórek odpornościowych. Wiązanie tych unikalnych ligandów z określonymi receptorami powoduje wytwarzanie cząsteczek adhezyjnych przez badane komórki, dając im w ten sposób możliwość przylegania do śródbłonka naczyń krwionośnych. Dzięki tej zdolności są one w stanie podążać za gradientem stężeń chemokin do ich źródła. Cytokiny produkowane przez γδ DN T-cells, w przeciwieństwie do nich, obejmują szersze zastosowanie niż chemokiny, ponieważ wpływają na wzrost i receptywność określonych populacji komórek.
Trofoblast przyciąga komórki odpornościowe do interfejsu płodowo-matczynego poprzez produkcję chemokin CXCL12 i CXCL16. Na przykład, CXCL12 rekrutuje komórki NK, które mają receptory CXCR3 i CXCR4 , a CXCL16 rekrutuje komórki αβ T, γδ DN T i monocyty poprzez interakcję z receptorami CXCR6 . Analizy decdua w okresie wczesnej i środkowej ciąży wykazały obecność następujących komórek: 1) γδ DN regulatorowe limfocyty T; 2) γδ DN (int TCR/CD3) limfocyty T; 3) CD8+ cytotoksyczne limfocyty T; 4) CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatorowe limfocyty T; 5) komórki NK; 6) komórki dendrytyczne; 7) makrofagi; oraz 8) neutrofile. Wszystkie te komórki dotarły do decdua przez układ krążenia, z dwoma wyjątkami. Wyjątki te to γδ DN regulatorowe komórki T i γδ DN (int TCR/CD3) komórki T. Te dwa podzbiory są częścią grupy, która uzyskuje dostęp do swoich tkanek docelowych przez układ limfatyczny .
W nieciężarnych kobietach, myszach, szczurach i królikach, układ limfatyczny nie rozciąga się poza myometrium . Dlatego podczas wczesnej ciąży, γδ DN regulatorowe limfocyty T i γδ DN (int TCR/CD3) limfocyty T nie są w stanie odpowiedzieć na CXCL16, dopóki limfangiogeneza (wzrost naczyń limfatycznych) nie połączy endometrium z układem limfatycznym. W konsekwencji, te limfocyty T są ostatnimi, które docierają do interfejsu płodowo-matczynego. Ich późne przybycie wskazuje na prawdopodobieństwo, że limfangiogeneza nie wymaga ich wkładu, przynajmniej w tym momencie. Ich udział w tym procesie przychodzi później i jest niezbędny do utrzymania ciąży.
Gamma/delta DN cytolityczne komórki T znajdują się w macicy podczas wczesnych etapów ciąży . Ich obecność w tej lokalizacji jest bardzo prawdopodobna ze względu na CXCL16. Jednak główną funkcją tych komórek T jest wykrywanie i niszczenie bakterii, a są one wysoce cytolityczne. Jest więc niezwykłe, aby komórki te znajdowały się w bezpośredniej bliskości trofoblastu, nie powodując jego zniszczenia. Ochrona trofoblastu może być powodem, dla którego duża liczba CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatorowych limfocytów T rezyduje w decdua. Te regulatorowe limfocyty T są w pełni zdolne do eliminacji cytolitycznych limfocytów T γδ DN. Warto zauważyć, że limfocyty T regulatorowe Foxp3+ są jednymi z pierwszych komórek immunologicznych, które dostają się do macicy, co wskazuje, że są one na miejscu przed wejściem cytolitycznych limfocytów T γδ DN. Poziomy limfocytów T regulatorowych Foxp3+ znacznie wzrastają w czasie ciąży, a głównym odbiorcą ich zwiększonej produkcji jest macica. Należy zauważyć, że ta forma ochrony trofoblastu ma górną granicę, ponieważ nadmierna liczba obwodowych cytolitycznych limfocytów T γδ DN może spowodować aborcję. W badaniach tych nie odnotowano, czy wzrost liczby cytolitycznych limfocytów T γδ DN był spowodowany ostrą infekcją bakteryjną. Putative dowody zaangażowania Foxp3+ regulatorowych komórek T w zapobieganiu aborcji jest wskazany przez doniesienia, że kobiety z obniżonym poziomem tych komórek T cierpią z powodu nawracających poronień.
Komórki NK odgrywają znaczącą rolę w tworzeniu naczyń krwionośnych i limfatycznych. Ich główną odpowiedzialnością jest wytwarzanie dużej liczby cytokin. Obejmują one czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF), czynnik wzrostu fibroblastów (FGF), TNF-β, IFN-γ i angiopoetyny, aby wymienić tylko kilka z nich. Krwiopochodne komórki NK są cytolityczne i w pełni zdolne do niszczenia trofoblastu. Jednakże, w przeciwieństwie do cytolitycznych limfocytów T γδ DN, nie są one eliminowane. Zamiast tego, są one przekształcane w niecytolityczne komórki NK. Transformacja ta odbywa się pod kontrolą TGF-β i polega na przekształceniu cytolitycznych CD56dim CD16+ obwodowych komórek NK (CD16+ pNK cells) w niecytolityczne CD56bright CD16- maciczne komórki NK (CD16- uNK cells). Pierwotnym źródłem TGF-β dla konwersji komórek pNK jest mężczyzna, a TGF-β dociera do obszaru decidual poprzez ejakulat. TGF-β jest również wytwarzany przez komórki zrębu pęcherzyka dziesięciokomórkowego. Ogólna podaż TGF-β nie jest jednak niewyczerpana. TGF-β pochodzący z ejakulatu jest z oczywistych powodów ograniczony, a zdolność komórek zrębu do produkcji tej cytokiny jest poważnie ograniczona. Dzieje się tak dlatego, że TGF-β bierze udział w dwóch równoczesnych i sprzecznych operacjach. Oprócz przekształcania komórek pNK w komórki uNK, TGF-β bierze również udział w implantacji. Jego rola w tym procesie polega na inicjowaniu apoptotycznej destrukcji komórek zrębu decidual.
Shooner i wsp. zauważyli, że komórki zrębu ciężarnej macicy szczura ulegają indukowanemu przez TGF-β wzrostowi apoptozy pomiędzy 5 a 14 dniem ciąży. W tym okresie utrata komórek stromalnych jest skorelowana ze zmniejszoną produkcją dwóch izoform TGF-β1 i TGF-β2. Po 14 dniu, tylko ograniczone ilości TGF-β są produkowane przez komórki zrębu, które przeżyły. Bez uzupełnienia, spadek TGF-β może mieć poważny wpływ na transformację komórek pNK do komórek uNK. Red-Horse zauważył, że naczynia limfatyczne w obszarze endometrium ciężarnych myszy rozpoczynają swój rozwój pomiędzy dniem embrionalnym 9.0 a dniem 9.5. To wskazywałoby, że te naczynia limfatyczne mają ~ 5 dni na zakończenie swojego rozwoju zanim TGF-β zostanie poważnie uszczuplony. Te ramy czasowe są krytyczne, ponieważ γδ DN regulatorowe komórki T, główne źródło TGF-β, mogą dotrzeć do interfejsu płód-matka tylko przez nowo utworzone naczynia limfatyczne.
TGF-β jest uważany za cytokinę plejotropową. Cecha ta jest oczywista w okresie utrzymania ciąży. W tym przypadku cytokina ta ma istotny wpływ na limfangiogenezę poprzez kontrolę poziomu komórek pNK . Jednak w trakcie pełnienia tej funkcji TGF-α ulega autodestrukcji, inicjując apoptozę komórek zrębu przewodu mlekowego. Oba procesy są niezbędne do utrzymania ciąży. Perspektywa wyczerpania się cytokiny podczas implantacji jest niepokojąca. Można sobie wyobrazić scenariusze, w których poziom komórek zrębu był niższy niż normalnie, lub w których apoptoza komórek zrębu indukowana TGF-β zachodziła w szybszym tempie. W takich przypadkach implantacja byłaby udana, podczas gdy niedobór TGF-β mógłby wpłynąć na tworzenie się naczyń limfatycznych. Gdyby tak się stało, uniemożliwiłoby to dotarcie regulatorowych limfocytów T γδ DN na styk płód-matka. Utrata głównego źródła TGF-β mogłaby utrudnić konwersję komórek pNK do komórek uNK. Warto zauważyć, że wiele badań wykazało, że nadmierne poziomy pNK u kobiet w ciąży są wysoce skorelowane z nawracającymi spontanicznymi poronieniami .
.