Sammanfattning av Dr. Malin Karlbäck (fd Hansson) avhandling. https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/21416/1/gupea_2077_21416_1.pdf

Trafficking of Human Dendritic cells and B cells in Helicobacter pylori-induced gastritis

SWEDISH SUMMARY, SVENSK SAMMANFATTNING

Helicobakter pylori är känd som magsårsbakterien och koloniserar den humana magslemhinnan. Infektionen är vanlig i hela världen och kan ge upphov till magsår eller cancer i magsäcken. Infektionen leder till en ökning av vita blodkroppar i magslemhinnan, till dessa hör neutrofiler, makrofager, dendritceller (DC), T och B celler. Vid infektionen sker även en stor ackumulering av celler som producerar antikroppar i magslemhinnan, en typ som kallas IgA. Trots det starka immunsvaret elimineras inte bakterierna, utan infektionen varar livet ut. Immuncellerna är spridda runt omkring i slemhinnan men i H. pylori infekterad vävnad bildas också organiserade små ansamlingar av vita blodkroppar, s.k. lymfoida folliklar, vilket man inte ser i oinfekterad magslemhinna.

Det är ännu inte känt var i kroppen de vita blodkropparna som finns i magslemhinnan har aktiverats, det finns inte heller så mycket kunskap om DC roll i immunförsvaret i magen.

I normal fallet vandrar DC från vävnaden, t ex. magslemhinnan, till närliggande lymfkörtlar, där de kan aktivera vita blodkroppar genom att visa upp bakteriekomponenter på sin yta.

Syftena med den här avhandlingen har varit att dels utvärdera hur H. pylori kan reglera funktionen och migrationen hos DC, dels undersöka hur en typ av vita blodkroppar, B celler, rekryteras till magslemhinnan.

Genom försök har vi visat att DC som stimulerats med H. pylori ökar uttrycket av kemokin receptorn CCR7. Denna receptor är viktig för DC vandring till lymfkörtlarna, där aktivering av vita blodkroppar celler sker. Kemokiner är små proteiner som”visar vägen” för vita blodkroppar, genom att dessa vandrar mot ökande koncentration av kemokinen. I våra försök visade vi också att DC kan vandra mot kemokinen CCL19 som kan signalera genom CCR7. I dessa in vitro försök fann vi inga fel i migrationen hos de H. pylori stimulerade DC som skulle kunna förklara den H. pylori-inducerade kroniska inflammationen i magslemhinnan. Möjligheten att andra celler som inte finns med i cellkultur försöken påverkar migrationen av DC kan dock inte uteslutas, och vi undersökte därför DC i magen från både H. pylori infekterade och oinfekterade individer. Dessa resultat visade att mogna DC, vilka annars hittas i lymfkörtlarna, finns associerade med de lymfoida folliklarna i den infekterade magslemhinnan, och även att det är en hög nivå av CCL19 i magslemhinnan från H. pylori infekterade individer. Det kan alltså vara så att mogna DC stannar kvar i magslemhinnan och på så sätt hjälper till upprätthålla den kroniska inflammationen.

Vidare har vi för första gången visat att uttrycket av den slemhinne- associerade kemokinen, CCL28 ökar i den humana magslemhinnan vid H. pylori-inducerad inflammation. Vi kunde också visa att CCL28 rekryterar IgA producerande vita blodkroppar från de H. pylori infekterade individerna.

Resultaten i denna avhandling tyder på att mogna DC kan stanna kvar i vävnaden hos H. pylori infekterade individer och därigenom hjälper till att upprätthålla den kroniska inflammationen. Vi har även visat att uttrycket av CCL28 ökar i magslemhinnan hos de H. pylori infekterade individerna och att CCL28 kan rekrytera antikropps-producerande celler till magslemhinnan.

ABSTRACT

Infection with the bacterium Helicobacter pylori is widespread throughout the world, and is associated with development of gastric and duodenal ulcer disease as well as gastric adenocarcinoma and mucosa associated lymphoid tissue lymphoma. The infection generally leads to a large infiltration of immune cells, among them dendrite cells (DC) and IgA-secreting cells. Even though there is a strong innate and adaptive immune response, the bacteria are not eliminated from the stomach and the infection usually remains throughout life.

The inductive site for the adaptive immune responses to H. pylori has not yet been identified and very little is known about the role of DC in the immune defense of the human stomach. The migration of DC from sites of antigen capture in peripheral tissues to the secondary lymphoid organs and the simultaneous maturation are crucial for initiation and amplification of primary immune responses. In this thesis we hypothesized that gastric DC fails to migrate to the lymph node and instead remains in the tissue and contribute to the chronic inflammation.

Tissue-specific lymphocyte homing to the intestinal mucosa tissue is dependent on interactions between specific adhesion molecules. These are, however, not changed during H. pylori infection. Instead, we hypothesized that mucosal chemokines contribute to recruitment of B cells to the H. pylori infected gastric mucosa. Therefore, the overall aims of this thesis were to evaluate how H. pylori infection affect the recruitment, functions and migration of DC and to investigate the role of chemokines for B cell homing to the gastric mucosa.

We have shown that DC stimulated with live H. pylori in vitro up-regulate the expression of the chemokine receptor CCR7, important for migration to the secondary lymphoid tissue, and that H. pylori stimulated DC migrate toward the CCR7 ligand CCL19. H. pylori stimulated DC were also capable of presenting antigen to T cells and secreted Th1 inducing cytokines. Using human gastric tissue we could also show that there is an accumulation of mature DC associated with lymphoid follicles and CD4+ T cells, in the infected gastric mucosa, and also increased levels of CCL19.

Further, we have shown that production of the mucosal chemokine CCL28 is increased in H. pylori infections and that there is a correlation between CCL28 and IgA concentration in the gastric tissue of H. pylori infected individuals. Moreover, gastric IgA-secreting cells from H. pylori infected, but not uninfrcted, tissue had a robust migration toward CCL28.

Based on our results in this thesis we suggest that mature DC are retained in the gastric mucosa due to H. pylori infection, and that they contribute to sustaining the chronic inflammation. We have also shown that the expression of CCL28 is increased in human H. pylori-induced gastritis and that CCL28 may contribute to effector B-cell recruitment to the gastric mucosa in H. pylori-induced gastritis.

Keywords: Helicobacter pylori, migration, homing, dendritic cells, B cells, gastric mucosa.