Regulación de la respuesta de linfocitos T reguladores por Interferón-gamma en encefalomielitis autoinmune experimental (EAE)

Abstract

La Esclerosis Múltiple (EM) es una enfermedad autoinmune y crónica que afecta al sistema nervioso central (SNC), caracterizada por una pérdida de la de tolerancia inmunológica, que incluye la inactivación funcional de los linfocitos T reguladores (Tregs). Estudios recientes han descrito diversos mecanismos por los cuales el Interferón (IFN)- γ, una citoquina conocida clásicamente como inflamatoria, posee efectos reguladores y protectores en el modelo animal de la EM, la Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE). Resultados previos de nuestro laboratorio han mostrado que el tratamiento in vivo con IFN-γ en la fase crónica de la EAE induce una mejoría significativa de los síntomas, asociado con un aumento significativo de linfocitos Tregs en el SNC de los animales. En esta tesis, se investigó los mecanismos por los cuales IFN-γ induce dicho aumento de linfocitos Tregs supresores de la EAE. Los resultados obtenidos mostraron que la depleción de células expresando FOXP3 antagonizó los efectos protectores de IFN-γ, corroborando que el efecto terapéutico de esta citoquina es dependiente de los linfocitos Tregs. Ensayos realizados in vitro con linfocitos T CD4+CD25- provenientes de ratones con EAE, revelaron que IFN-γ no ejerce un efecto directo sobre la inducción ni funcionalidad de linfocitos Tregs. Además, se determinó que IFN-γ inhibe la expresión de FOXP3+ en condiciones de diferenciación de linfocitos Tregs inducibles (TGF-b + IL-2). Tampoco se observó un efecto directo de IFN- γ sobre la expresión de moléculas reguladoras, expresión de FOXP3+ o funcionalidad de linfocitos Tregs obtenidos de ratones con EAE. La administración in vivo conjunta de IFN-γ y anticuerpos neutralizantes contra IL-10, TGF-b o PD-1, mostró que el efecto terapéutico de IFN-γ en la fase crónica de la EAE depende de TGF-b y de la vía PD-1/PD-Ls, pero no así de IL-10. Análisis de la expresión de moléculas regulatorias en diferentes subpoblaciones celulares provenientes de ratones con EAE, determinó que IFN-γ indujo un incremento en la expresión de TGF-b y PD-L1 en diferentes subgrupos de células CD11b+ (células presentadoras de antígeno) y de TGF-b en linfocitos T CD8+. Además, se encontró que células CD11b+ estimuladas 9 con IFN-γ in vivo o in vitro son capaces de inducir, de manera dependiente de TGF-b y PD-L1, un aumento en la frecuencia de linfocitos Tregs a partir de linfocitos T CD4+ naïve provenientes de animales sanos (sin EAE) wild type o 2D2 (expresando un TCR específico para el péptido de mielina). En resumen, el conjunto de los resultados obtenidos en esta tesis revela que los efectos benéficos de IFN-γ en la fase crónica de la EAE se deben a un aumento de linfocitos Tregs en el SNC mediado por la expresión de FOXP3, TGF-b y la vía PD-1/PD-Ls, y asociado a un aumento en la expresión de TGF-b y PD-L1 en células CD11b+ y de TGFb en linfocitos T CD8+.

Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune disease affecting the central nervous system (CNS), characterized by a lost of immune tolerance, that includes a functional inactivation of regulatory T lymphocytes (Tregs). Recent studies have described different mechanisms by which Interferon (IFN)-γ, known classically as a proinflammatory cytokine, has regulatory and protective effects in the animal model of MS, the Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE). Previous results of our laboratory have shown that in vivo treatment with IFN-γ during the chronic phase of EAE induced a significant amelioration of symptoms, associated with a significant increase of Tregs lymphocytes in the SNC of these mice. In this thesis, the mechanisms by which IFN-γ induced the increase of Tregs suppressing EAE was investigated. The results obtained shown that depletion of cells expressing FOXP3 suppressed the protective effects of IFN-γ, supporting the notion that the therapeutic effect of this cytokine is Tregs-dependent. Assays performed in vitro with T CD4+CD25- lymphocytes obtained from EAE mice revealed that IFN-γ did not exert a direct effect on the induction or functionality of Tregs. In addition, IFN-γ inhibited FOXP3 expression in conditions of iTregs differentiation (TGF-b + IL-2). Likewise, IFN-γ did not affect the expression of regulatory molecules, FOXP3 expression, or functionality of Tregs obtained from EAE mice. The in vivo combined administration of IFN-γ and neutralizing antibodies against IL-10, TGF-b or PD-1, showed that the protective effect of IFN-γ in the chronic phase of EAE depends of TGF-b or PD-1/PD-Ls pathway, but not on IL-10. Analysis of regulatory molecules expression in different cell subpopulations obtained from EAE mice determined that IFN-γ induced an increased expression of TGF-b and PD-L1 on different subgroups of CD11b+ cells (antigen presenting cells) and TGF-b on CD8+ T cells. In addition, it was found that in vivo and in vitro IFN-γ–stimulated CD11b+ cells were able to induce, in a TGF-b and PD-L1-dependent manner, an increase of Tregs frequency starting from naïve T CD4+ cells obtained from healthy (without EAE) wild type or 2D2 (expressing a specific TCR for myelin peptide)) mice. Overall, all results obtained in this thesis reveal that the beneficial effects of IFN-γ in the chronic phase of EAE are related with an increase of Tregs in the SNC mediated by the expression of FOXP3, TGF-b and PD-1/PD-Ls pathway, and associated with an enhance in the expression of TGF-b and PD-L1on CD11b+ cells and TGF-b on T CD8+ cells.