Estudio de mecanismos efectores y contra-reguladores mediados por la sobre-activación de inflamasoma durante la respuesta anti-tumoral

Abstract

La manipulación del sistema inmune utilizando inmunoterapias para desencadenar respuestas anti-tumorales ha revolucionado el tratamiento de una variedad de cánceres, sin embargo, pocos pacientes se benefician de las terapias desarrolladas hasta el momento. Por este motivo, es necesario identificar nuevos blancos terapéuticos en la inmunidad anti-tumoral. En nuestro grupo demostramos que TMEM176B es un canal catiónico intracelular con capacidades inmunorreguladoras, y que la deleción génica de Tmem176bo su bloqueo farmacológico con el compuesto BayK8644, ocasiona una sobre-activación del inflamasoma, que favorece el rechazo de tumores trasplantables y mejora el efecto anti-tumoral de las terapias de bloqueo de puntos de control. A su vez, evidenciamos que la deleción génica de Tmem176b induce la acumulación de linfocitos Th17en el ganglio linfático drenante del tumor y el rechazo tumoral mediado por IL-17, cuya expresión por linfocitos T CD4+se ha asociado a la respuesta clínica al bloqueo de PD-1, en pacientes portadores de melanoma metastásico. Por otro lado, en mi tesina de grado demostramos que los tumores de ratones Tmem176b-/-presentan una mayor expresión y actividad enzimática de indoleamina 2,3-dioxigenasa (IDO1) respecto a ratones WT. IDO1 es una enzima capaz de degradar el triptófano por la vía de la quinurenina, y se ha identificado como un mecanismo contra-regulador relevante desencadenado durante las inmunoterapias anti-tumorales. Esto nos llevó a plantear la hipótesis de que la sobre-activación del inflamasoma, dada por la inhibición de TMEM176B, genera respuesta anti-tumoral a través de la activación de linfocitos Th17, pero que podrían existir mecanismos contra-reguladores mediados por IDO1 a nivel tumoral que pueden disminuir este efecto. Teniendo esta hipótesis en mente, nos planteamos como objetivos,por un lado, evaluar el rol de la IL-17 durante las terapias anti-tumorales basadas en la sobre-activación del inflamasoma y el bloqueo de puntos de control inmunológico, y por otro, estudiar la relevancia de los mecanismos contra-reguladores mediados por IDO1 durante la respuesta anti-tumoral generada por la sobre-activación del inflamasoma. En lo que refiere al primer objetivo, demostramos que durante el tratamiento con anti-PD-1, los animales Il-17a-/-presentan una mejor respuesta anti-tumoral, con una mayor sobrevida que los animales WT. Sin embargo, al evaluar estos parámetros en ratones tratados con anti-PD-1 en combinación con BayK8644, observamos que los animales con la deleción génica de Il-17aresponden peor al tratamiento, presentando una sobrevida significativamente menor que los animales WT. Estos resultados parecen indicar que en ausencia de la sobre-activación del inflamasoma mediada por el BayK8644, prevalecen los efectos pro-tumorales de la IL-17, siendo de esta forma perjudicial para el tratamiento con anti-PD-1. En contraste, en un contexto de sobre-activación del inflamasoma, la IL-17 parecería tener un efecto anti-tumoral, relevante para favorecer los efectos de la terapia con anti-PD-1. Respecto al segundo objetivo, evidenciamos que, al igual que como sucede para los animalesTmem176b-/-, los ratones con tumor trasplantado, tratados con BayK8644 presentan un aumento significativo en la expresión y actividad de IDO1a nivel tumoral, respecto a los animales tratados con vehículo. Además, identificamos a las células tumorales como las principales productoras de IDO1 a nivel tumoral, y demostramos que esta población celular es la única que presenta una expresión de IDO1 significativamente mayor en los animales Tmem176b-/-y tratados con BayK8644, respecto a su grupo control. En línea con estos resultados, observamos que la expresión basal de IDO1 a nivel de la célula tumoral parece ser necesaria para la expresión aumentada de IDO1 en los tumores de los animales Tmem176b-/-. Adicionalmente, evidenciamos que el infiltrado de células T CD8+a nivel tumoral se correlaciona de forma positiva con la expresión de IDO1 en células tumorales de animales tratados con BayK8644 o vehículo, pero no con la expresión de esta enzima en las células no tumorales. Además, demostramos que el aumento en la expresión de IDO1 en los tumores de ratones tratados con BayK8644 es dependiente de las células T CD8+, ya que su depleción in vivo lleva a una disminución en los niveles de expresión de esta enzima a nivel tumoral. Estos resultados demuestran que la sobre-activación del inflamasoma, mediada por la deleción génica de Tmem176bo por su inhibición farmacológica con BayK8644, genera un aumento en la expresión y actividad de IDO1 a nivel de la célula tumoral, constituyendo un mecanismo contra-regulador relevante, dependiente de células T CD8+.