A táplálkozás során bevitt tápanyagok és a kommenzális bélbaktériumok meghatározó szereppel bírnak a nyálkahártyában zajló és a szisztémás immunológiai folyamatokra, úgymint a specializált dendritikus sejt (DC) és segítő T-limfocita populációk kialakulására, a kostimulátor molekulák megjelenítésére és a citokinek illetve a kemokinek termelésére. A DC funkcionális elemzése során ezeket a sejtélettani mechanizmusokat nyomon követhetjük, amelyek kimenete szorosan összefügg a sejtfejlődés aktuális állapotától és a mikrobák által létrehozott gyulladásos jelátviteli pályák aktiváltsági szintjétől. Célunk olyan érzékeny in vitro rendszer kialakítása volt, amely alkalmas a mikrobióta és a humán immunrendszer alkotói közötti kölcsönhatások megfigyelésére. A Lactobacillus reuteri tejsavbaktériumok a bél mikrobióta közösség előnyös tagjai közé tartoznak, amelyek evolúciósan alkalmazkodtak a gerincesek bélrendszeréhez a nyálkahártyát kötő adhezinjeik segítségével. Eredményeink szerint, nem várt módon a L. reuteri baktériumok monocita-eredetű (mo) DC-vezérelt gyulladásos T sejtes választ indítottak be, amelyet a bakteriális mucint kötő fehérjék, a CmbA és a MUB tovább fokozott. Ezenfelül bizonyítást nyert, hogy a C-típusú lektin receptorok és a bakteriális MUB adhezin kölcsönhatásának gátlása csökkenti moDC-ben a gyulladásos citokinek termelését és az moDC által irányított immunválasz Th1 irányú polarizációját. A MUB, mint természetes adjuváns hozzájárul és erősíti a két szervezet közötti szimbiotikus kapcsolat fenntartását és fokozza a szervezet moDC-vezérelt, előnyös mikrobák által kiváltott effektor immunválaszát és immunológiai memóriát kialakító képességét. További megfigyelésünk szerint a fiziológiásan releváns koncentrációjú A-vitamin származék, az all-transz retinsav (ATRA) RARα-függő módon irányítja a tolerogén CD1a-CD1d+CD103+/RARαhiIRF4lo moDC differenciációját, míg ATRA hiányában a monociták CD1amedCD1d-CD103-/RARαloIRF4hi DC-vé fejlődnek. Az E. coli Schaedler és a M. morganii kommenzális bélbaktériumok az immunogén RARαloIRF4hi moDC által Th1 és Th17 típusú immunválaszt polarizálnak, míg a probiotikus hatású B. subtilis jelenlétében a Th1 válasz elmarad. Továbbá megállapítottuk, hogy a RARαhiIRF4lo sejtek egy nem-vándorló, de ezzel együtt egy tolerogén és gyulladásos DC alpopulációt alkotnak. Összefoglalva, a bél mikrobióta tagok által kiváltott, moDC-vezérelt adaptív immunválasz erősíthető mucint kötő adhezinekkel, mint természetes adjuvánsokkal, valamint a nyálkahártyákra jellemző retinoid környezetben a RARα specifikus gátlásával.

Enormous diversity of commensal bacteria determines individual functions acting on the development and functional activities of the immune system. These involve specialized DC subsets including moDCs, expression of unique PRR combinations coupled to evolutionally conserved signaling pathways, transcriptional regulation, induction of co-stimulatory molecules, secretion of cytokines and chemokines. These mechanisms can be followed up by measuring the functional activities of moDCs, which are strongly dependent on the cell cycle and the inflammatory signaling pathways during the recognition of microbial ligands. The aim of this study was to set up a sensitive in vitro model system to analyze the role of microbial and host factors playing role in moDC-mediated immune responses to normal gut microbiota members such as commensal bacteria. L. reuteri strains are considered as beneficial members of the gut microbiota, which were adapted evolutionally to the vertebrate gut by expressing mucus-binding proteins (MucBPs). It was an unexpected finding that intact L. reuteri lactic-acid bacteria were able to provoke potent inflammatory T cell responses, which could be enhanced by MucBPs such as CmbA and MUB proteins. Another important aspect of these results was that the inhibition of interactions between C-type lectin receptors and MUB results in decreased pro-inflammatory cytokine secretion and Th1 polarization. MucBPs expressed on L. reuteri bacteria may be implicated to contribute in the maintenance of a symbiotic relationship with the host by acting as a natural adjuvant, which is able to provoke antigen-specific immune responses in moDCs through the development of effector and memory T-lymphocytes with sufficient stimulatory potential.
It was also observed that the physiologically relevant dose of the vitamin-A derivative ATRA drives the differentiation of CD1a-CD1d+CD103+/RARαhiIRF4lo moDCs on a RARα-dependent manner, while in the absence of ATRA monocytes differentiate to CD1amedCD1d-CD103-/RARαloIRF4hi moDCs. In the presence of gut commensals, namely E. coli Schaedler, M. morganii and the probiotic B. subtilis, inflammatory responses can be induced showing that immunogenic RARαloIRF4hi moDCs polarize Th1 and Th17 cells effectively on a strain dependent manner, while RARαhiIRF4lo moDCs display a non-migratory, but tolerogenic and inflammatory subtype of DCs. Collectively, moDC-mediated adaptive immune responses targeting the gut commensal bacteria can be enhanced by natural adjuvants such as MucBPs, but in a retinoid-rich milieu it is associated with the inhibition of RARα.