Per la prima volta sono state trovate le cellule T nella cornea! Proteggi i tuoi occhi dai virus

Tutti gli organi e tessuti del corpo sono dotati di protezione immunitaria contro gli agenti patogeni e l'occhio non fa eccezione.

L'occhio è costituito dalla retina, dall'iride e dallo strato anteriore, la cornea. Il microambiente corneale è antinfiammatorio e immunosoppressivo. Esistono diversi meccanismi di protezione contro gli agenti patogeni invasori e, durante le infezioni oculari, tra cui il virus herpes simplex (HSV), le cellule T vengono reclutate nel tessuto e possono indurre lesioni immunopatologiche come la cheratite stromale. Durante le fasi cliniche dell'infezione da HSV, le cellule T CD4+ controllano molti aspetti della malattia. Anche le cellule T CD8+ si infiltrano nella cornea e contribuiscono al controllo virale corneale.

Attualmente non si sa se dopo un'infezione si formino cellule T della memoria nella cornea e se queste cellule si differenzino in cellule TRM (cellule T della memoria residenti nei tessuti) in grado di promuovere l'immunità locale.

In un nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che nella cornea sono presenti cellule T della memoria che controllano e combattono le infezioni virali, ribaltando l'attuale convinzione che le cellule T non siano presenti in una cornea sana e ampliando la nostra comprensione della risposta immunitaria dell'occhio alle infezioni. I risultati della ricerca pertinente sono stati pubblicati sulla rivista il 24 maggio 2022.

Per studiare le risposte delle cellule T all'infezione corneale da virus herpes simplex (HSV), i ricercatori hanno utilizzato topi transgenici per recettori delle cellule T ben caratterizzati. Le cellule T CD4+ gDT-II entrano nella cornea 5 giorni dopo l'infezione. Il numero di cellule T specifiche per il virus ha raggiunto il picco nella cornea dopo 10 giorni, per poi contrarsi il 14° giorno e persistere per almeno 4 settimane.

Le cornee sono state poi isolate dai topi infetti da HSV e il tessuto è stato esaminato mediante microscopia confocale. Entro il sesto giorno, le cellule T CD8+ e CD4+ sono entrate nella zona limbare adiacente alla cornea. Si è poi osservato che queste cellule migravano gradualmente verso il centro della cornea. Entro il 10° giorno, nella cornea centrale è stato osservato un gran numero di cellule T CD8+ e CD4+.

Per definire meglio l'infiltrazione delle cellule T nella cornea durante l'infezione, i ricercatori hanno utilizzato la microscopia intraoculare a due fotoni per visualizzare le cellule T nei topi vivi. Il quinto giorno di infezione, abbiamo osservato nella cornea sia le cellule T CD4+ che CD8+. Entro il 7°-10° giorno, nella cornea è stato osservato un gran numero di cellule T effettrici. Le cellule T sia nello stroma corneale che nelle aree del tessuto epiteliale sono mobili. Le cellule T che penetrano nell'epitelio corneale presentano una morfologia dendritica. Pertanto, le cellule T infiltranti la cornea costituiscono una popolazione altamente dinamica reclutata durante l'infezione, che si accumula in gran numero durante la fase effettrice della risposta.

Risposte e memoria delle cellule T nella cornea durante l'infezione oculare da HSV

I ricercatori hanno poi utilizzato la microscopia confocale in vivo (IVCM) per eseguire immagini time-lapse delle cellule rostrali all'interno del naso e accanto alla cornea di sei volontari sani, acquisendo immagini della stessa area corneale ogni 6-8 minuti per 30-46 minuti. Le immagini hanno rivelato cellule con dendriti radi e allungati che erano minimamente mobili in 4/6 cornee; queste cellule assomigliavano alle DC (macrofagi e cellule dendritiche) descritte anche nei topi. Sorprendentemente, le cornee di 6 volontari su 6 presentavano cellule immunitarie dendritiche più piccole e meno allungate, ma altamente mobili. Queste cellule immunitarie umane erano molto simili alle cellule T corneali osservate nei topi. Sebbene siano necessari ulteriori studi per confermare l'identità di queste cellule, ciò suggerisce che le cellule immunitarie mobili pattugliano la cornea sana negli esseri umani, dove potrebbero contribuire all'immunità locale.

Quattro settimane dopo che i topi erano stati infettati dal virus HSV, nella cornea persisteva un numero elevato di cellule T, spingendo i ricercatori a verificare se in questa sede si formassero e persistessero popolazioni di cellule T della memoria.

I ricercatori hanno esaminato preparazioni di faccette corneali complete di topi che erano stati infettati dal virus HSV almeno 30 giorni prima. Le cellule T della memoria, acquisite tramite microscopia a due fotoni, sono state osservate sia nell'epitelio che nello stroma corneale; le cellule T nell'epitelio mostravano costantemente una morfologia cellulare reticolare. Le cellule hanno mostrato un movimento lento e sostenuto con una velocità media di 6,06 μm/min. Lo studio ha scoperto che quasi il 50% (44% ± 10%) delle cellule gBT-I della memoria osservate nella cornea centrale si trovavano all'interno dell'epitelio.

(A) Immagine confocale a montaggio intero della cornea di topi mT/mG; (B) Immagine microscopica a due fotoni della cornea dei topi 32 giorni dopo l'infezione da HSV. L'immagine in alto è nella direzione xy, mentre quella in basso è nella direzione xz. Barra della scala, 20 μm.

Le cellule T della memoria residenti nei tessuti esprimono il marcatore tipico CD69, mentre le cellule TRM nei tessuti epiteliali (ad esempio l'epidermide della pelle) esprimono l'integrina CD103. Le nostre analisi hanno dimostrato che le cellule TRM si formano nella cornea dopo la risoluzione dell'infezione virale e hanno suggerito che l'eterogeneità nell'espressione di CD103 potrebbe essere dovuta alla localizzazione delle cellule nell'epitelio corneale.

Per determinare la ritenzione corneale delle cellule T della memoria, i ricercatori hanno trattato i topi con un anticorpo anti-Thy1 per ridurre le cellule T circolanti. Per indagare ulteriormente se le cellule T CD8+ della memoria corneale ricircolano, i topi con memoria sono stati trattati con il farmaco immunomodulatore FTY720, un agonista del recettore della sfingosina 1-fosfato che inibisce l'uscita dei linfociti dai linfonodi e induce linfopenia. Dopo 4 settimane di trattamento, le cellule T CD8+ nella milza e nel sangue sono diminuite. Tuttavia, il numero di cellule T nella cornea non è diminuito dopo il trattamento. Questi dati nel loro insieme supportano la conclusione che le cellule T CD8+ della memoria risiedono nella cornea.

In conclusione, i nostri studi dimostrano che la formazione di TRM corneali richiede l'espressione di CD103 per la presentazione locale dell'antigene. I ricercatori non sanno quali cellule presentano gli antigeni ai linfociti T nella cornea, ma le cellule epiteliali infette nella cornea potrebbero presentare gli antigeni ai linfociti T. In assenza di stimolazione antigenica, i segnali infiammatori indotti da LPS o CpG o da virus privi di antigeni cognitivi non erano sufficienti a indurre la formazione di un gran numero di cellule TRM corneali. Ciò può essere influenzato dal microambiente corneale generalmente antinfiammatorio. Tuttavia, lo studio ha scoperto che le cellule TRM corneali possono rispondere rapidamente agli antigeni in situ e che le cellule T della memoria specifiche per l'antigene circolante e quelle degli astanti vengono rapidamente reclutate nella cornea durante le sfide secondarie. In particolare, la formazione di cellule TRM CD103+ secondarie da parte delle cellule della memoria reclutate richiede anche il riconoscimento dell'antigene locale.

Immagine da Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110852.

Nel complesso, le immagini dello studio hanno mostrato che negli occhi dei topi venivano prodotte cellule T della memoria a lunga durata per combattere le infezioni. Una volta eliminato il virus, queste cellule T della memoria rimangono nella cornea per proteggere da eventuali reinfezioni future da HSV. Grazie a tecniche avanzate di imaging degli occhi umani sani è stata inoltre individuata la presenza di cellule immunitarie che pattugliano la cornea.

"Queste scoperte hanno importanti implicazioni per comprendere il modo in cui l'occhio si difende dalle infezioni pericolose", ha affermato l'autore dello studio Scott Mueller. "Potrebbero anche aiutarci a comprendere malattie croniche come le allergie oculari, che potrebbero essere causate da un eccesso di cellule T".

Riferimenti:

Joon Keit Loi e altri Le cellule T della memoria residenti nel tessuto corneale formano un compartimento immunitario unico sulla superficie oculare. Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110852.