Polysaccharide uit Chlorella (PFC), een natuurlijk polysaccharide, heeft de afgelopen jaren veel aandacht van wetenschappers getrokken vanwege de voordelen zoals lage toxiciteit, weinig bijwerkingen en een breed werkingsspectrum. De functies ervan, zoals het verlagen van bloedlipiden, antitumorale, ontstekingsremmende, anti-Parkinson- en anti-verouderingseffecten, zijn in vitro en in vivo experimenten al bevestigd. Er is echter nog steeds een lacune in het onderzoek naar PFC als modulator van het menselijk immuunsysteem.

Dendritische cellen (DC's) zijn de krachtigste gespecialiseerde antigeenpresenterende cellen in het menselijk lichaam. Het aantal DC's in het menselijk lichaam is extreem klein, en daarom wordt vaak een in vitro inductiemodel gebruikt dat gemedieerd wordt door cytokinen, namelijk DC's afkomstig van mononucleaire cellen uit perifeer bloed (moDC's). Het in vitro geïnduceerde DC-model werd voor het eerst beschreven in 1992 en is het traditionele kweeksysteem voor DC's. Over het algemeen duurt de kweek 6-7 dagen. Muizenbeenmergcellen kunnen worden gekweekt met granulocyt-macrofaagkoloniestimulerende factor (GM-CSF) en interleukine (IL)-4 om onrijpe DC's te verkrijgen (PBS-groep). Cytokinen worden toegevoegd als rijpingsstimuli en de cellen worden 1-2 dagen gekweekt om rijpe DC's te verkrijgen. Een andere studie rapporteerde dat gezuiverde humane CD14+ cellen gedurende 5 dagen werden gekweekt met interferon-β (IFN-β) of IL-4, en vervolgens gedurende 2 dagen met tumornecrosefactor-α (TNF-α) om DC's te verkrijgen met een hoge expressie van CD11c en CD83. Deze DC's hebben een sterker vermogen om de proliferatie van allogene CD4+ T-cellen en CD8+ T-cellen te bevorderen. Talrijke polysacchariden uit natuurlijke bronnen hebben een uitstekende immunomodulerende werking, zoals polysacchariden uit shiitake, split-gill paddenstoelen, yunzhi paddenstoelen en Poria cocos, die in de klinische praktijk worden toegepast. Ze kunnen de immuunfunctie van het lichaam effectief verbeteren, de immuniteit versterken en dienen als adjuvante therapieën voor de behandeling van tumoren. Er zijn echter weinig onderzoeksrapporten over PFC als humane immuunmodulator. Daarom voert dit artikel een vooronderzoek uit naar de rol en de daarmee samenhangende mechanismen van PFC bij het bevorderen van de rijping van moDCs, om het potentieel van PFC als natuurlijke immuunmodulator te evalueren.

Vanwege het extreem lage aandeel dendritische cellen (DC's) in menselijk weefsel en de hoge mate van overeenkomst tussen muizen-DC's en menselijke DC's, zijn in vitro inductiemodellen voor DC's afkomstig van humane perifere bloedmononucleaire cellen onderzocht om de onderzoeksproblemen als gevolg van de lage DC-productie op te lossen. Deze modellen maken het mogelijk om in korte tijd DC's met een goede immunogeniteit te verkrijgen. Daarom werd in deze studie de traditionele methode voor het in vitro induceren van humane DC's gebruikt: co-cultivering van rhGM CSF en rhIL-4 in vitro, waarbij het medium om de dag werd ververst en op de vijfde dag onrijpe DC's werden verkregen. Op de zesde dag werden gelijke volumes PBS, PFC en LPS toegevoegd, afhankelijk van de groepering, en gedurende 24 uur gekweekt volgens het kweekprotocol voor het induceren van DC's afkomstig van humane perifere bloedmononucleaire cellen.

Polysacchariden afkomstig van natuurlijke producten hebben als voordelen een lage toxiciteit en lage kosten als immunostimulantia. Na voorlopige experimenten ontdekte onze onderzoeksgroep dat PFC de expressie van de rijpingsmarker CD83 op het oppervlak van in vitro geïnduceerde DC-cellen, afkomstig van humane perifere bloedmononucleaire cellen, significant verhoogt. Flowcytometrie-resultaten toonden aan dat interventie met PFC in een concentratie van 10 μg/mL gedurende 24 uur resulteerde in een piekexpressie van de rijpingsmarker CD83 op het oppervlak van de DC-cellen, wat aangeeft dat de DC-cellen een rijpe toestand bereikten. Daarom heeft onze onderzoeksgroep het in vitro inductie- en interventieplan vastgesteld. CD83 is een belangrijke rijpingsbiomarker op het oppervlak van DC-cellen, terwijl CD86 dient als een belangrijk co-stimulerend molecuul op het oppervlak van DC-cellen en fungeert als een tweede signaal voor de activering van T-cellen. De verhoogde expressie van beide biomarkers, CD83 en CD86, geeft aan dat PFC de rijping van humane perifere bloedmononucleaire DC-cellen bevordert, wat suggereert dat PFC tegelijkertijd de secretie van cytokinen op het oppervlak van DC-cellen kan verhogen. Daarom evalueerde deze studie de niveaus van de cytokinen IL-6, TNF-α en IL-10 die door DC's worden uitgescheiden met behulp van ELISA. IL-10 is nauw verbonden met de immuuntolerantie van DC's, en DC's met immuuntolerantie worden vaak gebruikt bij de behandeling van tumoren, wat potentiële therapeutische ideeën biedt voor immuuntolerantie bij orgaantransplantatie. De IL-6-familie speelt een belangrijke rol in de aangeboren en adaptieve immuniteit, hematopoëse en ontstekingsremmende effecten. Er zijn studies die aangeven dat IL-6 en TGF-β gezamenlijk deelnemen aan de differentiatie van Th17-cellen. Wanneer het lichaam wordt geïnfecteerd door een virus, fungeert de door DC's geproduceerde TNF-α als reactie op virusactivering als een autocriene rijpingsfactor om de rijping van DC's te bevorderen. Het blokkeren van TNF-α brengt DC's in een onrijp stadium, waardoor ze hun antigeenpresentatiefunctie niet volledig kunnen uitoefenen. De ELISA-gegevens in deze studie toonden aan dat het secretieniveau van IL-10 in de PFC-groep significant hoger was dan in de andere twee groepen, wat erop wijst dat PFC de immuuntolerantie van DC's verbetert. De toenemende secretieniveaus van IL-6 en TNF-α suggereren dat PFC mogelijk het effect heeft dat DC's de differentiatie van T-cellen bevorderen.