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Inducción de tolerancia periférica en trasplantes alogénicos

Universidad Andrés Bello

 
Título Inducción de tolerancia periférica en trasplantes alogénicos
 
Autor Alarcón (Moore) Numhauser, Carolina Graciela
 
Colaborador Rosemblatt S., Mario
Facultad de Ciencias Biológicas
Doctorado en Biociencias Moleculares
 
Tema Linfocitos T -- Inmunología.
Trasplante.
 
Descripción Tesis (Doctor en Biociencias Moleculares)
RESUMEN: La regulación inmune o inmunosupresión desempeña un papel trascendental
en trasplante de órganos donde los linfocitos T reguladores (Tregs) son piezas claves
de la compleja estructura de la respuesta inmune.
Los linfocitos T reguladores naturales CD4+ CD25+ Foxp3+ (nTregs)
representan el 5-10% de los linfocitos T CD4 periféricos, y estudios en ratón han
demostrado que estas células son reguladores esenciales en la mantención de la
tolerancia inmunológica. En los últimos años los avances en la caracterización de
Tregs han sido vertiginosos, sobre todo por el descubrimiento de la relevancia del
factor de transcripción Foxp3. Se ha observado que en determinadas condiciones in
vitro, linfocitos T vírgenes CD4+ CD25- Foxp3- se pueden convertir en linfocitos T
reguladores inducibles Foxp3+ (iTregs) mediante diversos protocolos de conversión
y/o expansión. Estos protocolos generalmente involucran la estimulación de
linfocitos T bajo diferentes condiciones, en presencia de citoquinas agregadas de
manera exógena entre las cuales el factor de crecimiento transformante-beta (TGF-β)
ha demostrado desempeñar un papel crítico.
Los iTregs generados mediante diferentes protocolos se caracterizan por la
expresión Foxp3 y la capacidad de inhibir la proliferación de las linfocitos T efectores
in vitro. También se ha demostrado que estas células Foxp3+ generadas ex vivo
pueden regular las respuestas de los linfocitos T in vivo luego de su transferencia
adoptiva en receptores inmunodeficientes.
La utilización de Treg generados o expandidos ex vivo podría tener un
potencial significativo en el trasplante de órganos pudiéndose utilizar como terapia
celular. Sin embargo, el éxito de este enfoque depende de diversos factores tales
como la generación de Treg en un número suficiente, la estabilidad de la expresión
Foxp3, la sobrevida in vivo después de la transferencia adoptiva, la adecuada
migración in vivo, y la capacidad de suprimir efectivamente la respuesta inmune
asociada al rechazo del trasplante.
Por otro lado, metabolitos de la vitamina A, incluyendo el ácido retinoico (RA),
se une a receptores nucleares relacionados con RA que juegan un papel importante
2
en numerosos procesos biológicos. In vitro el RA aumenta la señalización de TGF-β
mediante el aumento de la expresión y la fosforilación de Smad3, traduciéndose en
un incremento en la expresión de Foxp3 aún en presencia de citoquinas que llevan a
la generación de Th17 como IL-6 o IL-21.
Tomando en cuenta estas consideraciones hemos desarrollado un novedoso
protocolo en el cual linfocitos T vírgenes CD4+ CD25- Foxp3- son estimulados con
células presentadoras de antígeno alogénicas, en presencia de IL-2, TGF-β y RA,
resultando en una fuerte inducción de la expresión de Foxp3. Estas células, a las
cuales hemos denominado como RA-Tregs presentan los marcadores característicos
de Tregs y una potente actividad inmunosupresora in vitro .
La caracterización mediante citometría de flujo de los RA-Tregs muestra una
población que expresa diferentes moléculas, característicos de una gran capacidad
supresora además de la habilidad de migrar a sitios de aloreactividad, lo cual hemos
comprobado mediante diferentes modelos murinos de trasplante. Así luego de su
transferencia adoptiva los RA-Tregs previenen de forma antígeno específica el
rechazo de aloinjertos de piel en receptores inmunodeficientes. De la misma forma
los RA-Tregs son capaces de prolongar la vida de un aloinjerto cardiaco en
receptores inmunocompetentes en combinación con dosis subterapéuticas de CTLA-
4 Ig, un medicamento utilizado para prevenir el rechazo.
En su conjunto los resultados muestran que este protocolo permite la
generación de novo de Tregs mediante el co-cultivo de linfocitos T vírgenes con
células presentadoras de donantes en presencia de IL-2, TGF-β y RA, y que estas
células son capaces de extender la sobrevida de injertos de piel y corazón
alogénicos de manera antígeno específica. La generación de RA-Tregs representa
un nuevo enfoque de gran alcance para generar Treg aloantigeno específicos con
gran capacidad supresora in vivo.
ABSTRACT: Immune regulation or immunesuppression has long been proposed to play an
important role in transplantation where various types of regulatory T cells (Tregs)
have been documented in transplant models.
Naturally occurring CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory T cells (nTregs) represent
5-10% of peripheral CD4 T cells, and recent studies in the mouse have shown that
these cells are critical regulators of immune tolerance.
In recent years progress in characterizing many of these cell types has been
rapid, most notably by discovery of the relevance of the transcription factor Foxp3.
It is established that under specific conditions naïve CD4+CD25-Foxp3- T cells
can be converted into Foxp3+ inducible regulatory T cells (iTregs) and several
conversion/expansion protocols have been described. Such protocols usually involve
T cell stimulation under conditions of cytokine modification where transforming growth
factor-beta (TGF-β) has been shown to play a critical role. Resultant populations are
characterized by the expression of Foxp3 and the ability to inhibit the proliferation of
effector T cells in vitro. Critically, several studies have shown that these ex vivo
generated Foxp3+ cells can regulate T cell responses in vivo following adoptive
transfer into immunodeficient recipients.
Clearly, ex vivo generated/expanded Treg generated from the recipient T cells
and returned to the patient like cellular therapy could have significant potential in
transplantation. However, the success of this approach depends on several factors
such as generating Treg in sufficient numbers, preservation of Foxp3 expression,
survival in vivo after infusion, appropriate homing in vivo, and the ability to provide a
predictable suppression of rejection responses. On the other hand, it has been
shown that vitamin A metabolites, including retinoic acid (RA), form ligands for
retinoic acid-related nuclear receptors that play important roles in several biological
processes. Recently, it has been demonstrated that in vitro RA enhances TGF-β
signaling by increasing the expression and phosphorylation of Smad3. This results in
4
an increased Foxp3 expression even in the presence of Th17 inducing cytokines such
as IL-6 or IL-21.
We have developed a novel protocol in which naive CD4+CD25-Foxp3- T cells are
stimulated with allogeneic antigen-presenting cells in the presence of IL- 2, TGF-β
and retinoic acid. This result in the induced expression of Foxp3 and more
importantly, these cells (denoted as RA-Tregs), has potent immunosuppressive
activity in vitro.
The characterization of these RA-Tregs show these cells have high
suppressive capacity and are capable of migrating to sites of alloreactivity, which we
have successfully demonstrated given that RA-Tregs are capable of preventing, in an
antigen specific manner, the rejection of skin allografts after their adoptive transfer
into immunodeficient recipients. Moreover, experiments where RA-Tregs were
administered to immunocompetent recipients of cardiac allograft in combination with
subtherapeutic doses of the immunosuppressant CTLA-4 Ig, were able to prolong the
life of the allograft.
Overall our results show that the co-culture of naïve T cells with donorpresenting
cells in the presence of TGF-β and RA generates de novo Tregs, that are
able to extend the survival of allogeneic skin and heart grafts in an antigen specific
manner. Therefore, the generation of RA-Tregs represents a powerful new approach
to generate alloantigen-specific Treg with suppressive capacity in vivo.
 
Fecha 2013-06-26T00:00:42Z
2013-06-26T00:00:42Z
2010
 
Tipo Tesis
 
Identificador (URI) http://etesis.unab.cl/xmlui/handle/tesis/98
 
Idioma es
 
Relación Clasificación: 572.8 A321 2010
 
Publicador Universidad Andrés Bello