Espressione e ruolo funzionale dei linfociti Th-17 nella gastrite correlata all'infezione da helicobacter pylor

Helicobacter pylori (Hp) infection associates with a marked infiltration of the gastric mucosa with inflammatory cells. The molecular pathways that control Hp-associated inflammatory reaction are complex, but locally-induced cytokines seem to contribute to maintain the ongoing inflammation. We previously showed that interleukin (IL)-17 is over-produced in Hp-infected gastric mucosa, and that IL-17 stimulates the synthesis of IL-8, the major neutrophil chemoattractant. Factors/mechanisms that regulate IL-17 expression remain however unknown. In this study, we initially expanded on our previous data and showed that CD4+ and CD8+ T cells are a source of IL-17 in Hp-infected samples. Since IL-23 enhances T cell-derived IL-17 during bacterial infections, we then assessed the role of IL-23 in controlling IL-17 expression in Hp-colonized stomach. By real-time PCR and ELISA, IL-23 was detected in all gastric biopsies, but its expression was more pronounced in Hp-infected samples in comparison to controls. Treatment of normal gastric lamina propria mononuclear cells (LPMC) with IL-23 enhanced Stat3 activation and IL-17 secretion, and pharmacologic inhibition of Stat3 prevented IL-23-driven IL-17 synthesis. Consistently, blockade of IL-23 in cultures of LPMC from Hp-infected patients reduced Stat3 activation and IL-17 production. Additionally, we examined the expression of IL-21, a Th-17-related cytokine, in the Hp-infected gastric mucosa, and whether IL-21 regulates the production of matrix metalloproteinases (MMPs), a family of proteases which has been involved in the pathogenesis of mucosal ulceration and whose synthesis is positively regulated by T cell-derived cytokines. We showed that IL-21 is constitutively expressed in gastric mucosa, and is more abundant in biopsies and purified mucosal CD3+ T cells from Hp-infected patients compared to normal and disease controls. We also demonstrated that IL-21R is expressed by primary gastric epithelial cells, as well as by the gastric epithelial cell lines AGS and MKN28. Consistently, AGS cells responded to IL-21 by increasing production of MMP-2 and MMP-9, but not MMP-1, MMP-3, MMP-7, and tissue inhibitors of MMPs. Finally, we showed that treatment of Hp-infected gastric explants with anti-IL-21 reduces epithelial cell-derived MMP-2 and MMP-9 production Overall these data suggest that Th-17 cells may play a pathogenic role in Hp-infected gastric mucosa.

L'infezione da Helicobacter pylori (Hp) è caratterizzata da una marcata infiltrazione di cellule infiammatorie nella mucosa gastrica. I meccanismi molecolari che controllano la risposta infiammatoria associata all'infezione sono complessi, ma diverse evidenze suggeriscono che citochine, localmente prodotte, contribuiscano a sostenere tale infiammazione. Già precedentemente abbiamo dimostrato che la produzione dell' interleuchina (IL)-17 è aumentata nella mucosa gastrica di paziente con infezione da Hp, e che tale citochina stimoli la sintesi di IL-8, il principale fattore coinvolto nella chemiotassi dei granulociti neutrofili. Purtroppo, i meccanismi e/o fattori che regolano l'espressione di IL-17 non sono ancora noti. Nel presente lavoro, abbiamo inizialmente confermato che le cellule T CD4+ e CD8+ rappresentano la principale fonte di produzione di IL-17 nei campioni prelevati dai pazienti con infezione da Hp Alla luce di numerose evidenze che dimostrano come l'IL-23 stimoli la produzione di IL-17 da parte di cellule T in corso di infezioni batteriche, abbiamo esaminato il ruolo dell' IL-23 nel regolare l'espressione di IL-17 nella mucosa gastrica di pazienti Hp-positivi. Abbiamo analizzato l'espressione dell' IL-23 mediante real time PCR e saggio ELISA. Tale espressione è significativamente aumentata nei pazienti con infezione da Hp rispetto ai relativi controlli sani. La stimolazione di cellule mononucleate, isolate dalla lamina propria (LPMC) di mucosa sana, con IL-23 induce l'attivazione del fattore di trascrizione, Stat3, e la secrezione di IL-17. Parallelamente, l'inibizione di Stat3 previene la sintesi di IL-17 mediata dall' IL-23. Consistente con ciò, il blocco dell'IL-23 in colture di LPMC isolati da pazienti con infezione da Hp, riduce l'attivazione di Stat3 e la produzione di IL-17. In aggiunta, abbiamo esaminato l'espressione dell' IL-21, una citochina prodotta dalle cellule Th-17, nella mucosa gastrica in presenza di infezione da Hp, e abbiamo valutato se l'IL-21 fosse in grado di regolare la produzione di enzimi della matrice (MMPs), una famiglia di proteasi coinvolte nella patogenesi del processo di ulcerazione mucosale, la cui sintesi è regolata positivamente da citochine prodotte da cellule T. I risultati indicano che l'IL-21 è costitutivamente espressa nella mucosa gastrica, ma in misura maggiore nelle biopsie e nelle cellule T CD3+ isolate da pazienti con infezione da Hp rispetto ai controlli sani. Abbiamo inoltre dimostrato che il recettore dell'IL-21 (IL-21R) è espresso sia da cellule epiteliali gastriche primarie che da linee cellulari epiteliali dello stomaco (AGS e MKN28). Consistente con ciò, le cellule AGS rispondono alla stimolazione con IL-21 aumentando la produzione di MMP-2 e MMP-9, ma non di MMP-1, -3, -7 e degli inibitori tissutali delle MMPs. In aggiunta, abbiamo dimostrato che il trattamento di espianti di mucosa gastrica, prelevati da pazienti Hp-positivi, con un anticorpo neutralizzante l'IL-21, riduce la produzione di MMP-2 e MMP-9 da parte delle cellule epiteliali. Complessivamente i nostri dati suggeriscono che le cellule Th-17 possano svolgere un ruolo patogenetico nella mucosa gastrica in corso di infezione da Hp