Um novo tipo de célula T supressora regula outras células T competindo por ligantes self-MHC subliminares

 
Devido à imprevisibilidade dos contatos antigênicos futuros, é crucial para o sistema imune manter um repertório variado de linfócitos T, apesar da idade e das repetidas expansões clonais provocadas por infecções. Como o repertório contrai após uma expansão é um processo ainda mal compreendido. Por exemplo, se a restauração dos números de células T fosse regulada apenas por competição por fatores de sobrevivência e/ou crescimento, deveríamos esperar uma perda gradual de clones de células T “bystander”, e uma redução progressiva do repertório em função do tempo, o que não acontece. Além disso, a importância da presença de clones não relacionados para o destino de um clone é grande. Em modelos experimentais, os clones autorreativos só se comportam de forma agressiva, quando estão em ambiente linfopênico, mas os mecanismos regulatórios exercidos por outros clones não estão totalmente esclarecidos.

Um trabalho recente de Singh e colaboradores identificou um novo tipo de célula T supressora para células T CD4, que recapitula a seleção positiva no timo, e ajuda a preservar a variabilidade clonal através de competição entre clones não relacionados de células T (Singh, NJ, Bando, JK, e Schwartz, RH. 2012. Subsets of nonclonal neighboring CD4+ T cells specifically regulate the frequency of individual antigen-reactive T cells. Immunity 37; 735-746).

Singh e colaboradores estabeleceram um modelo em que células T CD4 transgênicas 5C.C7, específicas para o citocromo c de pombo eram transferidas para animais transgênicos que expressavam o citocromo c mas, como esperado, só causavam autoimunidade em recipientes linfopênicos. A mistura do clone 5C.C7 com células T policlonais normais inibia o aparecimento de autoimunidade. Como identificar a célula T normal que interferia com o clone ? Os autores então dividiram o “pool” de linfócitos T normais em subpopulações de 100 células, e mostraram que alguns destes pools, mas não outros, deletavam as células 5C.C7autoimunes. Importante, a atividade deletadora não tinha qualquer relação com a expressão de marcadores de células Treg. Um pool que fosse supressor para o clone 5C.C7, no entanto, não deletava a atividade de um clone específico para outro antígeno. Além disso, o pool não tinha especificidade para citocromo, mas era capaz de deletar o clone 5C.C7 também em interações singênicas, na ausência do antígeno exógeno.

Como resultado de muito esforço, Singh et al. sequenciaram os TCRs do pool celular deletador. A partir de um TCR identificado, criaram um camundongo transgênico expressando o TCR capaz de deletar o clone 5C.C7 em culturas, indicando que este novo TCR clonado era responsável pela atividade deletadora do pool. A co-transferência in vivo para animais linfopênicos mostrou que este novo clone de célula T CD4 era um potente supressor da atividade autoimune do clone 5C.C7.        

Um trabalho anterior havia identificado um peptídeo endógeno, expresso em diferentes tecidos, inclusive no timo, e que era capaz de mediar a seleção positiva do TCR expresso pelo clone 5C.C7 (Ebert PJ et al., 2009, Nat. Immunol. 10; 1162-1169). Singh e colaboradores mostraram que a nova célula T supressora, assim como o clone 5C.C7, reconhecia exatamente este mesmo peptídeo endógeno. Os autores denominaram o peptídeo de ligante subliminar, porque não levou a respostas flagrantes, mas sim a sinais de sobrevivência. Quando o clone 5C.C7 e o novo clone deletador eram misturados, eles competiram diretamente por este peptídeo, até que as células deletadoras ganharam. Os autores propuseram que o pool periférico de linfócitos T pode ser subdividido em “colônias” discretas, contendo clones não relacionados, que têm em comum a reação cruzada por um peptídeo endógeno complexado a MHC, que é um ligante subliminar que permite liberação de sinais de sobrevivência (Figura 1). Desta forma, a regulação da contração clonal ocorre dentro de uma determinada colônia, e não se alastra por todo o repertório. Esta fragmentação da atividade regulatória pode ser um mecanismo crucial para manter a estabilidade e a variabilidade do repertório ao longo do tempo. Uma questão interessante é se as APCs deste sistema seriam células dendríticas e macrófagos, ou se seriam células epiteliais, como ocorre no timo. Este trabalho mostra a importância da autorreatividade intrínseca dos TCRs e revela a existência de um potente mecanismo de regulação periférica: uma célula T supressora independente de células Treg, baseada em competição por um ligante antigênico do próprio hospedeiro. Estudos futuros deverão avaliar a relevância deste mecanismo regulatório em situações de inflamação e autoimunidade.

 

 

Figura 1. A figura mostra o repertório de células T subdividido por diferentes colônias. Uma colônia contem múltiplos clones, que reconhecem diferentes antígenos exógenos, mas estes clones fazem reação cruzada com um ligante subliminar, que fornece sinais de sobrevivência. O clone deletador de cada colônia é aquele que possui a maior afinidade pelo ligante subliminar; é este que vai determinar a contração de um clone competidor após uma expansão clonal provocada por uma infecção (representado interagindo com o ligante subliminar).

(figura retirada do comentário editorial de: Walker, LSK, Immunity 37; 598-600, 2012)

 

Post de George A. DosReis

GITR: co-estimulação positiva ou negativa?

Post por Fred Ribeiro

Aluno do 4o. ano de Biomedicina

Universidade Federal de Uberlândia

GITR (glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor) também conhecido como TNFRS18 pertence à super família dos receptores de fatores de crescimento de TNF que inclui CD40, CD27, 4-1BB e OX40, e é expresso por várias células do sistema imune. Células CD4+ e CD8+ não estimuladas, células NK, células B, macrófagos e células dendríticas expressam baixos níveis de GITR. Na superfície de células T, a expressão de GITR aumenta após ativação.

A atenção dos cientistas começou a se voltar para esta molécula, pelo fato dela ser expressa constitutivamente em altos níveis em células T regulatórias (CD4+CD25+Foxp3+), mesmo quando não estão estimuladas e/ou ativadas. Vários indícios apontam que a sinalização via GITR e seu ligante (GITRL) estimule a proliferação e potencialize a ativação da célula em questão (Tone et al., 2003; Stephens et al., 2004).

Até o momento são poucas as ferramentas existentes para o estudo da interação GITR:GITRL. Estudos in vitro utilizando um anticorpo monoclonal contra a molécula (DTA-1) sugerem que a atividade das células Treg seja suprimida (Shimizu et al., 2002; McHugh et al., 2002). Além disso, a interação GITR-GITRL inibe a apoptose induzida por TCR (Kanamaru et al., 2004; Ronchetti et al., 2002; Ronchetti et al., 2004) e mantém a sobrevivência e responsividade através da ativação de três vias de sinalização de MAPK distintas (ERKs, JNKs e p38) e da ativação de NF-kB.

Até aí tudo bem. A história começa a ficar interessante quando levamos em conta que o DTA-1 é, na verdade, um anticorpo agonista. Oras, se ele atua como um ligante de GITR (GITRL), por quê ele inibiria a função supressora de Tregs ao invés de aumenta-la?

 Até o momento, são poucas as teorias na literatura que tentam explicar tal fenômeno:

1-   DTA-1 poderiam “super ativar” células T efetoras, tornando-as resistentes à supressão de Treg;

2-  Mesmo que DTA-1 atue também em células Treg aumentando sua proliferação, a ligação de tal anticorpo faz com que tais células percam a expressão de Foxp3, inibindo assim sua função supressora;

3-    Talvez DTA-1 seja específico para células T efetoras;

O assunto é tão polêmico que, apesar de existirem trabalhos pré-clínicos que apontam para uma melhora do quadro clínico de camundongos com melanoma (B16) utilizando o anticorpo DTA-1 (função supressora de Treg diminui, aumentando a força da resposta imune efetora contra o tumor), trabalhos mais recentes utilizando modelos in vivo afirmam que o mAb DTA-1 atuaria especificamente em células TCD8+ e não em células T regulatórias. Em outras palavras, o DTA-1 iria atuar aumentando a proliferação e ativação, além do influxo de células TCD8+ no microambiente tumoral e não teria a menor relação com a ativação e/ou proliferação de células Treg. (Côté et al., 2011).

Por fim, vale mencionar um trabalho de 2008, publicado no periódico Immunology Letters, que descreve um novo anticorpo monoclonal agonista específico para GITR denominado G3c. O que Nishioka e colaboradores observam é que, diferentemente do mAb DTA-1, G3c estimularia a proliferação de células Treg e teria pouco efeito na atividade anti-tumoral das células T efetoras.

Em suma, é necessário compreender que a imuno-modulação utilizando a interação GITR:GITRL tem efeito não somente em células T regulatórias, como também de células T efetoras. Portanto, devemos entender melhor essa via de interação, à fim de se buscar efeitos terapêuticos mais confiáveis.

Algumas referências interessantes a este respeito:

- KeyRole of the GITR/GITR Ligand Pathway in the Development of Murine Autoimmune Diabetes: A Potential Therapeutic Target

- In Vivo Kinetics of GITR and GITR Ligand Expression and Their Functional Significance in Regulating Viral Immunopathology

- In Vivo Expansion of CD4+Foxp3+ Regulatory T cells Mediated by GITR Molecules.

- Agonist Anti-GITR Monoclonal Antibody Induces Melanoma Tumor Immunity in Mice by Altering Regulatory T Cell Stability and Intra-Tumor Accumulation

Alelos de HLA, repertório de células T e imunidade contra o HIV

Um novo estudo baseado em modelagem computacional traz um importante avanço na compreensão de mecanismos imunológicos responsáveis pelo controle da infecção pelo HIV. Andrej Košmrlj e colaboradores (Ragon Institute, MIT e Harvard) tentaram responder uma pergunta simples de resposta até agora pouco conhecida: Por que determinados indivíduos podem controlar a infecção pelo HIV durante longos períodos de tempo sem a terapia anti-retroviral?

Os autores publicaram um paper na Nature no qual afirmam que a expressão do alelo HLA-B57 por esses indivíduos naturalmente imunes ao HIV gera um repertório de células T CD8+ naïve que apresenta uma maior fração de células que reconhecem o vírus. Além disso, essas células apresentam maior reação cruzada para epítopos virais mutantes, o que pode contribuir para um melhor controle do HIV.

A capacidade em relação ao controle da infecção pelo HIV tem sido associada à expressão de determinados alelos HLA-B, por exemplo, HLA-B57 está associado com o controle do vírus, enquanto o HLA-B7 é associado com rápida progressão para a AIDS. Algoritmos que predizem o número de peptídeos do proteoma humano que podem se ligar a esses alelos revelaram que o HLA-B57 liga-se a muito menos peptídeos do que o alelo HLA-B7 (70.000 e 180.000, respectivamente). Isto sugere que as células T restritas ao HLA-B57 encontram menos peptídeos self durante o desenvolvimento do timo.

Com o objetivo de explorar o efeito desta diversidade menor do repertório peptídico no timo sobre as células T maduras, os autores desenvolveram um modelo in silico de seleção tímica em que o número de peptídeos self varia. Em seguida, eles avaliaram a reatividade cruzada das células T selecionadas através da introdução de mutações nos peptídeos virais que sabidamente determinam os resíduos de contato que são importantes para o reconhecimento antigênico. Os cálculos mostraram que um repertório de células T restritas ao HLA-B57 tem mais células T que reconhecem peptídeos virais do que um repertório de células T restritas pelo alelo HLA que apresentam uma maior diversidade de peptídeos no timo.

Estes resultados são consistentes com estudos anteriores de desenvolvimento de repertório em camundongos e sugere que as células T restritas ao HLA-B57 podem reconhecer epítopos peptídicos virais com um maior número de mutações pontuais. O aparecimento destes epítopos mutantes pode ocorrer durante a infecção, gerando variantes resistentes à drogas ou ainda que aceleram a progressão da doença. A hipótese descrita no estudo é corroborada por dados experimentais que demonstram que células T CD8+ de pacientes HLA-B57+ eram mais reativas a diferentes epítopos mutantes do HIV do que as células dos pacientes que expressam HLA-B8 (que é associado com rápida progressão para a AIDS e liga-se uma maior diversidade de peptídeos self).

Apesar de serem benéficas no tratamento da infecção viral, as células T restritas pelo alelo HLA que se ligam a menos peptídeos (como HLA-B57 e HLA-B27) estão sujeitas a uma seleção negativa menos rigorosa no timo. Isto pode trazer desfechos desagradáveis, como o aumento de chance de ocorrência de doenças autoimunes.

Vale a pena dar uma conferida no trabalho.

Referência: Košmrlj, A. et al. Effects of thymic selection of the T-cell repertoire on HLA class I-associated control of HIV infection. Nature 5 May 2010 (doi: 10.1038/nature08997)