Stimulation of a pDC cell line with self-DNA immune complexes

Abstract

Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are a subset of Dendritic Cells that when stimulated can produce pro-inflammatory mediators and type I IFNs. These cells play an important role in autoimmune disease such as systemic lupus erythematosus, as they can become activated by immune complexes formed with self-DNA, which trigger a type I IFN response through the TLR-9 signaling pathway. Here, we optimized activation of CAL-1 cells, a human pDC cell line, with immunocomplexes of self-nuclear or mitochondrial DNA with the antimicrobial peptide LL37. It was found that high concentrations of LL37 led to a reduced CAL-1 cell viability. Self-DNA-LL37 triggered expression of IFN-α and IFN-β in CAL-1 cells, without inducing expression of TNF-α, as in primary pDCs. The concentrations of DNA and LL37 in the complexes leading to a stronger CAL-1 activation were 0.2μg/ml and 10μg/ml, respectively. We also found that CAL-1 cells stimulated with immune complexes with self-nuclear DNA, but not self-mitochondrial DNA, were capable of secreting the proinflammatory cytokine IL-1β. Immunocytochemistry analysis revealed that early endosomes and TLR-9 were recruited 30-60 minutes upon activation with immune complexes. Thus, this work established CAL-1 cells as a cell model for pDC activation with immune complexes.

As células dendríticas plasmacitóides (pDCs) são um subtipo de Células Dendríticas que quando estimuladas podem produzir mediadores proinflamatórios e IFNs do tipo I. Estas células desempenham um papel importante em doenças autoimunes como o lúpus sistémico eritematoso, uma vez que podem ser ativadas por imunocomplexos formados por DNA do próprio, que desencadeia uma resposta de IFNs do tipo I através da via de sinalização do TLR-9. Aqui, otimizamos a ativação das células CAL-1, uma linha celular de pDCs, com imunocomplexos de DNA nuclear ou mitocondrial do próprio com o péptido antimicrobiano LL37, em paralelo com a estimulação com CpG-A. Descobrimos que elevadas concentrações de LL37 reduzem a viabilidade celular das CAL-1. O próprio DNA-LL37 despoletam a expressão de IFN-α e IFN-β nas células CAL-1, sem induzir a expressão de TNF-α, tal como em pDCs primárias. As concentrações ideais de DNA e LL37 nos complexos que levam a uma forte ativação das CAL-1 são 0.2μg/ml e 10μg/ml, respetivamente. Também descobrimos que as células CAL-1 estimuladas com imunocomplexos de DNA nuclear do próprio, mas não de DNA mitocondrial do próprio, foram capazes de secretar a citocina pro-inflamatória IL-1β. A análise imunocitoquímica revelou que os endossomas iniciais e o TLR-9 são recrutados após ativação por 30-60minutos com imunocomplexos. Assim, este trabalho estabele as células CAL-1 como um modelo celular para a ativação de com imunocomplexos.