Over-expression of IL-10 by PMT-10 mice: a novel model of myeloproliferative diseases?

Abstract

Several cytokines, such as IL-3, IL-6 and IL-12, involved in inflammatory immune responses, have been described as relevant on the modulation of hematopoiesis. However, the role of anti-inflammatory cytokines, like IL-10, has not yet been addressed. We used genetically modified mice that over-express IL-10 under the control of a zinc inducible promoter, PMT-10 mice, to address this question. We show that over-expression of IL-10 led to a splenomegaly, with increase of total number of cell numbers and the appearance of megakarycocytes. Interestingly, we observed a substantial increase in myeloid cells and a decrease in B-lineage cells both in the spleen and the bone marrow (BM) upon IL-10 over-expression. Furthermore 30 days after induction of IL-10 expression, a severe reduction in lymphoid precursors and an expansion of myeloid precursors was observed in the BM. Collectively, our data suggest that IL-10 over-expression impacts hematopoiesis, inhibiting the differentiation of B cells and stimulating the differentiation of the myeloid lineage. Moreover, the phenotype observed after IL-10 over-expression is similar to that seen in human patients and in mouse models of myeloproliferative disorders (MPD), namely polycythemia vera (PV), thrombocythemia (ET) and primary myelofibrosis (PMF). MPD are frequently caused by mutations on the JAK2 gene, which are present in 90% of patients with PV and 50% of the patients suffering from ET or PMF (11). Based on the epidemiology of MPD and on the phenotype observed for IL-10 over-expressing mice, we hypothesize that increased IL-10 may associate with susceptibility to MPD, explaining the 10 - 50% of cases unrelated to the JAK2V617F mutation. Therefore, PMT-10 mice are of potential interest as a novel model to study the molecular mechanisms leading to MPD, in the context of non-mutated JAK2. In future we will explore these possibilities, as well as the mechanism by which IL-10 interferes with hematopoiesis.

As citoquinas envolvidas na resposta imune inflamatória, tal como a Interleucina (IL)-3, IL-6 e IL-12, possuem um papel de grande relevância na modulação da hematopoiese. Contudo o papel de citoquinas anti-inflamatórias, como a IL-10, não foi ainda esclarecido. Usando ratinhos geneticamente modificados que sobre expressam a IL-10 sob o controlo de um promotor activado por zinco – murganhos PMT10 – obtivemos evidências que sugerem que essa sobre expressão de IL-10 tem um impacto a nível da hematopoiese, inibindo a diferenciação das células B e estimulando a diferenciação da linhagem mielóide. Os nossos dados preliminares indicam que os ratinhos PMT10 sujeitos ao tratamento de zinco apresentam uma esplenomegalia quando comparados com os grupos controlo, sendo esse aumento acompanhado de uma desorganização estrutural do baço. Conjuntamente, o número total de células no baço aumenta, alterando a proporção normal das diferentes populações celulares aí residentes. Apesar de o número total de células na medula permanecer inalterado, tanto a percentagem como o número de células das diferentes populações é alterado. Este perfil é semelhante ao perfil observado nas Doenças Mieloproliferativas, nomeadamente, policitemia vera (PV), trombocitemia (ET) e mielofibrose primária (PMF). Uma mutação adquirida no gene JAK2 – JAK2V617F – é encontrada em 90% dos casos de PV, e em 50% dos pacientes que sofrem de ET ou PMF. Está descrito na literatura que a IL-10 sinaliza via JAK/STAT. Com base nisso, propomos a IL-10 como um bom candidato para explicar os outro 10-50% de casos não relacionados com a mutação JAK2V617F e, os ratinhos PMT10 como um potencial novo modelo de estudo de doenças mieloproliferativas.