Novel mechanisms to enchabce immnosupressive properties of tolerogenic dentritic cells generation

• Autores: Georgina Florez Grau
• Directores de la Tesis: Daniel Benítez Ribas (dir. tes.), Raquel Cabezon Cabello (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Mercè Martí Ripoll (presid.), Esther Titos Rodríguez (secret.), Maria Rosa Sarrias Fornés (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Inmunología
  • Ciencias médicas
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• Resumen

  • Introducción Células dendríticas y el sistema inmune Las células dendríticas (DCs), pertenecen al grupo de células presentadoras de antígeno junto con los macrófagos y los linfocitos B. Las DCs tienen un papel fundamental en el control de la inmunidad. Estas células son capaces de polarizar la respuesta inmune hacia un perfil inmunogénico, para activar el sistema inmune frente la invasión de diferentes patógenos, o bien, hacía un perfil tolerogénico, para generar tolerancia enfrente los antígenos propios.

    Esta plasticidad viene determinada por el estado de maduración de la DCs. En general, las DCs inmaduras (iDCs) capturan los antígenos y mantienen la tolerancia, mientras que después de recibir estímulos (como por ejemplo a través de bacterias) las DCs maduran (mDCs) y entonces secretan citosinas inflamatorias y expresan moléculas de maduración y co-estimulación para activar a los linfocitos.

    Debido a sus propiedades y a la disponibilidad de reactivos para generar estas células en condiciones clínicas, las DCs generadas a partir de monocitos se han usado para inmunoterapia, sobretodo la anti-tumoral.

    Sin embargo, recientemente ha surgido interés para la generación de DCs que induzcan tolerancia, las DCs tolerogénicas (tol-DCs). Estas células se generan usando diferentes agentes supresores del sistema inmunitario, como pueden ser la vitamina A los glucocorticosteroides como por ejemplo la dexametasona (dex). Las tol-DCs presentan un fenotipo intermedio entre las iDCs y las mDCs. Además producen elevadas cantidades de IL-10 que es una citosina anti-inflamatoria.

    Prostaglandina E2 y receptores EP La prostaglandina E2 (PGE2) es una molécula de la familia de los prostanoides que presenta acciones biológicas muy diversas. Entre estas acciones están las que afectan al sistema inmune donde produce efectos tanto inflamatorios como anti-inflamatorios. Esta molécula actúa a través de cuatro receptores conocidos como receptores EP (EPl-4). En DCs, la PGE2 tiene un papel fundamental para que estas completen su proceso de maduración ya que regula la expresión de moléculas de co-estimulación y de maduración, así como del CCR7, un receptor fundamental para la migración de las células al ganglio linfático a presentar a los linfocitos T el antígeno. De los cuatro receptores que hay para la PGE2, solo EP2 y EP4 se han descrito como receptores activos en las DCs.

    Nanoinmunoterapia La inmunoterapia convencional presenta algunas limitaciones. Entre ellas está el hecho de que muchas veces se consigue muy poca respuesta del sistema inmune. Por ello se han realizado diferentes aproximaciones con el fin de mejorar esta desventaja. La nanoinmunoterapia ha experimentado un crecimiento exponencial durante los últimos diez años. El uso de nanopaticulas (NPs) permite encapsular fármacos que son insolubles en sistemas acuosos así como dirigir el fármaco hacia el lugar donde tiene que actuar.

    Actualmente existen diferentes tipos de NPs, entre ellas se encuentran las generadas a partir de polímeros. Sin embargo muchos de los sistemas testados presentan una baja eficiencia de encapsulación. Es por este motivo que las NPs generadas a partir de poliureas y poliuretanos se presentan como una nueva y eficaz herramienta de encapsulación de fármacos hidrofóbicos.

    Esclerosls múltlple Las enfermedades autoinmunitarias han presentado un crecimiento exponencial en las últimas décadas. La esclerosis múltiple (MS), es una enfermedad autoinmune que afecta al sistema nervioso causando incapacidades en las personas que la sufren. Aunque el origen de esta enfermedad es incierto, si está aceptado que el sistema inmune está implicado en la enfermedad ya que se han descrito linfocitos auto­reactivos contra las proteínas de la mielina (capa que recubre los axones de las neuronas).

    Resultados Parte I Debido a que la PGE2 presenta efectos biológicos importantes en las DCs, y no se conoce la expresión de sus receptores en tol-DCs, en este capítulo nos hemos focalizado en el estudio de los receptores EP en las tol-DCs tanto a nivel de expresión como funcional. Los resultados obtenidos han demostrado que las tol-DCs sobre expresan los receptores EP2 y EP3 comparado con las mDCs. Además mediante el uso de agonistas y antagonistas específicos hemos determinado el rol que tiene cada uno de estos receptores en la tolerancia. Focalizándonos sobre todo en la producción de IL- 10 por las tol-DCs se observó que sólo la activación de los receptores EP2 y EP3 inducía la producción de esta citosina, mientras que la activación del receptor EP4 inhibe la producción de IL-10. Sin embargo la activación del receptor EP4 inducia a las tol-DCs a producir de citosinas inflamatorias, como la IL-23. Además se llevaron a cabo estudios funcionales mediante la polarización de las células T-na'fve. En estos estudios se observaron cambios en la polarización de las células T-na'fve a un perfil Thl/Thl 7 cuando las tol-DCs se generaban con agonistas del receptor EP4.

    Por último se estudiaron los receptores de la PGE2 en DCs circulantes BDCA-1, donde se observó que estas sobre expresaban EP2. Después se miró la producción de citosinas IL-12 e IL-10 estimulando a las células con E.coli y los agonistas de los receptores E y se determinó que la estimulación combinado con la activación de EP2 y EP3 inducia a las BDCA-1 a producir más IL-10.

    Parte 11 Se comprobó la eficacia de la budesonida (BDS) encapsulada en PUUa NPs para generar tol-DCs in vitro. En primer lugar se descartó que estas PUUa NPs-BDS no producían toxicidad en las DCs. Posteriormente se comprobó la eficiencia de internalización de las PUUa NPs por las DCs que fue superior al 80%. Una vez hechos los estudios de viabilidad e internalización se realizaron estudios para ver la eficacia de las NPs para generar tol-DCs. Se estudió la expresión de las moléculas de co­estimulación, la producción de citosinas (IL-10, IL-12 e IL-23) y la capacidad de inducir proliferación de los linfocitos en una respuesta alogénica. Estos estudis revelaron que la budesonida encapsulada en PUU NPs presentaba mayor eficiencia para inducir la generación de tol-DCs si se compraba con el fármaco libre así como inducia menos proliferacón de linfocitos alogénicos.

    Parte III En nuestro grupo de investigación se inició un estudio clínico en fase I para tratar pacientes con MS y NMO usando tol-DCs cargadas con péptidos de mielina. En este apartado de resultados se presenta la inmunomonitorización a diferentes semanas de la primera cohorte de pacientes. Los estudios se realizaron usando células polimorfo nucleadas (PBMCs) obtenidos a partir de sangre total. Estas PBMCs se incubaron con los péptidos de mielina y se miraron niveles de IFN-0 e IL-10. En los resultados se observó un descenso en los niveles de producción de IFN-g mientras que para la IL-10 se observó un ascenso, sobretodo en las semanas 8 y 12.

    Conclusiones En esta tesis hemos estudiado la expresión de los receptores EP en las tol-DCs. Se ha demostrado que estas expresan niveles más altos de EP2 y EP3 y que esto está relacionado con las funciones inmunosupresivas de las tol-DCs como por ejemplo la producción de IL-10. Mediante el uso de agonistas específicos de los receptores EP, podemos modular la producción de IL-10 una de citosinas importantes para la inducción de tolerancia. Por otro lado, hemos determinado que el uso de PUUa NPs­BDS nos permite hacer más eficiente el efecto del fármaco, potenciando así las propiedades inmunosupresivas de las tol-DCs. presentamos dos nuevos mecanismos para optimizar el procedimiento de generación de tol-DCs. Por último se ha evaluado la inmunomonitorización de los pacientes de MS/NMO incluidos en el estudio en fase I observándose que a la producción de IFN-0 bajaba mientras que la IL-10 subía.