Identificación de Helios como biomarcador de progresión lúpica y estudio de la retención magnética de tolDCs transferidas como terapia potencial en lupus

• Autores: Andrés París Muñoz
• Directores de la Tesis: Domingo F. Barber Castaño (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 202
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  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    Como parte esencial de la homeostasis, el sistema inmune responde ante diferentes discontinuidades o estímulos (como patógenos, lesiones...) en el organismo, manteniendo un delicado equilibrio entre dos fuerzas antagónicas: la inmunogenicidad frente a los antígenos extraños y la tolerancia para los antígenos propios. Sin embargo, si la contraparte reguladora no puede contrarrestar la función exacerbada de las poblaciones inmunogénicas, podría desencadenarse una de las diferentes enfermedades autoinmunes conocidas. En ese contexto, las alteraciones en las poblaciones reguladoras están siendo investigadas intensamente, hoy por hoy, en pacientes con lupus eritematoso sistémico (LES) y en modelos de ratón para descubrir nuevos biomarcadores y nuevas opciones terapéuticas.

    En la primera parte de esta tesis doctoral, exploramos los compartimentos CD4+ y CD8+ Tregs de dos modelos múridos de LES (ratones MRL/MPJ y MRL/LPR), centrándonos en el factor de transcripción Helios.

    Los resultados mostraron que estas poblaciones se comportaban de manera diferente en términos de la expresión de Helios. Si bien se observó una mayor proporción de células CD4+ Tregs y una elevada expresión de Helios, todos los animales MRL exhibieron un porcentaje drásticamente reducido de linfocitos CD8+ Ly49+ Tregs, así como unos niveles disminuidos de Helios en los animales más enfermos, en relación con los animales presintomáticos. En animales sanos (C57BL/6), encontramos in vitro que la expresión de Helios en linfocitos T CD8+ se favorece en presencia de células dendríticas tolerogénicas (tolDCs). En este sentido, esta inducción de Helios no tuvo lugar con tolDCs de ratones MRL. Además, estos animales presentaron algunas alteraciones en el compartimiento dendrítico.

    En conjunto, nuestros resultados sugieren que la expresión de Helios en los repertorios de células T podría ser un buen biomarcador para el LES. Además, la importancia de las tolDCs en la patología lúpica podría ser explotada en estrategias terapéuticas futuras con base nanotecnológica.

    Por esa razón, en la segunda parte de este trabajo, exploramos la posibilidad de utilizar nanopartículas magnéticas de hierro recubiertas con (3-aminopropil)trimetoxisilano (NPMs-APS) para modificar tolDCs derivadas de animales MRL/MPJ (tolDCs-NPM-APS). Como estudio preliminar para mejorar las terapias actuales de transferencia celular, encontramos que las NPMs-APS fueron globalmente bien toleradas por las tolDCs. En particular, observamos in vitro que las NPMs-APS no indujeron cambios significativos en las tolDCs: viabilidad, apoptosis, fenotipo y capacidades inmunosupresoras. Además, la retención magnética in vitro de las tolDCs-NPM-APS se obtuvo en experimentos de cámara de flujo debido a que los agregados citosólicos de NPMs-APS confirieron propiedades magnéticas a las tolDCs. Finalmente, las tolDCs-NPM-APS inyectadas por vía intravenosa en los ratones MRL/LPR se acumularon principalmente en los pulmones, el hígado y el bazo en ausencia de un campo magnético externo, de forma similar a las tolDCs sin tratamiento con NPMs-APS. Sin embargo, la presencia de un imán de neodimio retuvo la mayor parte de las tolDCs-NPM-APS inoculadas en los nódulos linfáticos intrabdominales de una hembra MRL/LPR enferma, sugiriendo el potencial del direccionamiento magnético como una forma de mejorar las terapias de transferencia celular, también, en enfermedades autoinmunes

  • English

    As an essential part of the homeostasis, the immune system responds against different discontinuities or stimuli (such as pathogens, injuries…) in the organism, maintaining a delicate equilibrium between two opposite forces: immunogenicity against foreign antigens and tolerance for self-antigens. However, if the regulatory counterpart cannot counteract the exacerbated function of immunogenic populations, one of the different autoimmune diseases could emerge. On that context, alterations in the regulatory populations are being intensively investigated nowadays on Systemic Lupus Erythematosus (SLE) patients and mouse models to discover new biomarkers and new therapeutical options.

    On the first part of this doctoral thesis, we explored the CD4+ and CD8+ Treg compartments of two mouse models of SLE (MRL/MPJ and MRL/LPR mice) focusing on the transcription factor Helios. Results showed that these populations behave differently in terms of Helios expression. While an increased proportion of CD4+ Tregs and a highly expressed Helios was observed, all MRL animals exhibited a dramatically reduced percentage of CD8+ Ly49+ Tregs and a lower Helios expression in diseased animals relative to prediseased animals. In healthy animals (C57BL/6), we found in vitro that Helios expression in CD8+ T cells is facilitated by the presence of tolerogenic dendritic cells (tolDCs). On this regard, this Helios induction did not take place with tolDCs from MRL/LPR mice. Also, these animals presented some alterations in the dendritic compartment.

    Altogether, our findings suggest that Helios expressed on T cell repertoires could be a good biomarker for SLE. Also, the relevance of tolDCs in lupus pathology could be exploited in future therapeutical strategies based on nanotechnology.

    For that reason, on the second part of this work, we explored the possibility to use magnetic iron nanoparticles coated with (3-Aminopropyl)trimethoxysilane (MNPs-APS) in order to functionalise tolDCs derived from MRL/MPJ animals (tolDCs-MNP-APS). As a primary study to improve current cell transfer therapies, we found that MNPs-APS were globally well tolerated by tolDCs. We observed in vitro that MNPs-APS did not induce any significant changes in tolDCs: viability, apoptosis, phenotype, and immunosuppressive capabilities. In addition, in vitro magnetic retention of tolDCs-MNP-APS was obtained in flow chamber experiments because cytosolic aggregates of MNPs-APS conferred magnetic properties on tolDCs. Finally, intravenously injected tolDCs-MNP-APS in MRL/LPR mice were mainly accumulated in lungs, liver, and spleen in absence of an external magnetic field similarly to tolDCs without MNPs-APS treatment. However, the presence of a neodymium magnet retained most of the inoculated tolDCs-MNPAPS in intrabdominal lymph nodes from a diseased MRL/LPR mouse, suggesting the potential of magnetic targeting as a way of improving cell transfer therapies in autoimmune diseases as well