Participación de neuropilina-1 en la función inmune de células T reguladoras en la inducción de tolerancia a aloinjertos

Abstract

Las células T reguladoras (Tregs) disminuyen la respuesta inmune, y su principal función es generar tolerancia hacia antígenos propios. Las células Tregs ejercen supresión a

través de distintos mecanismos que involucran la expresión de superficie de moléculas co- inhibitorias, la producción de metabolitos anti-inflamatorios, la secreción de citoquinas y la

liberación de vesículas extracelulares (EVs) con actividad supresora. Neuropilina-1 (Nrp1) es un receptor de membrana expresado en altos niveles en células Tregs, pero su contribución en la función de estas células no está del todo descrita. Considerando la relevancia clínica del uso de células Tregs humanas como terapia para tratar el rechazo a trasplante de órganos, es necesario elucidar sus mecanismos de función para aprovechar su potencial terapéutico. En este trabajo se buscó determinar si Nrp1 participa en la función de células Tregs en la respuesta inmune a trasplantes mediada por células T convencionales (Tconv). Utilizando animales deficientes en Nrp1 específicamente en células Tregs Foxp3+ (Nrp1KO), demostramos que la ausencia de Nrp1 no afecta la expresión de otros marcadores en células

Tregs. En ensayos funcionales in vitro, se encontró que la función supresora contacto- independiente (transwell) de células Tregs Nrp1KO resultó ser deficiente. Tanto en los

ensayos in vitro como en el modelo murino de trasplante de piel, se observó que las células Tregs requieren Nrp1 para ejercer función supresora y para inducir tolerancia a trasplantes alogénicos. Las células Tregs Nrp1+ fueron capaces de inducir la expresión de marcadores inmunoregulatorios (Nrp1 y Eos) y disminuir la producción de IFN-γ en células Tconv en animales trasplantados. Estas células Tconv “moduladas” adquieren parcialmente función inmunoreguladora ex vivo a través de tolerancia infecciosa. Notablemente, se encontró que Nrp1 es necesaria en células Tregs para la producción de IL-10, y que IL-10 per sé gatilla la expresión de Nrp1 en células Tconv. Para determinar si la función disminuida de células Tregs Nrp1KO se debe a una alteración en la producción de EVs, se estudió la participación de Nrp1 en la secreción y función de EVs obtenidas de células Tregs. La deficiencia de Nrp1 en células Tregs no afecta la secreción in vitro de EVs. Adicionalmente, Nrp1 se encontró presente en EVs derivadas de células Tregs wt, y no en aquellas provenientes de Tregs Nrp1KO. La función supresora in vitro y la capacidad de inducir tolerancia in vivo (modelo de trasplante de piel) de EVs derivadas de células Tregs Nrp1KO es menor en comparación con las EVs provenientes de Tregs wt. En conjunto, los resultados obtenidos indican que Nrp1 es clave en la función de células Tregs Foxp3+, en la modulación del fenotipo y función de células T CD4+ efectoras. Nrp1 controlaría la producción de IL-10 en las células Tregs y estaría involucrada en la expresión de Nrp1 y Eos por parte de células T CD4+ efectoras. Finalmente, Nrp1 estaría además jugando un papel importante en la supresión inmunológica de células Tregs mediada por la liberación de EVs, lo cual se demostró tanto en ensayos in vitro como en el modelo murino de trasplante de piel. El trabajo aquí expuesto entrega nuevos antecedentes del rol de Nrp1 en la supresión mediada por células Tregs y sus EVs. Comprender la participación de este receptor en los mecanismos de función de células Tregs abre nuevas interpretaciones sobre los procesos celulares y fisiológicos que modulan la respuesta inmune a trasplantes.

Regulatory T cells (Tregs) decrease the immune response. Their main function consists of generating tolerance towards self-antigens. Tregs cells exert suppression through different mechanisms that involve the surface expression of co-inhibitory molecules, the production of anti-inflammatory metabolites, the secretion of cytokines, and the release of extracellular vesicles (EVs) with suppressive activity. The membrane receptor Neuropilin-1 (Nrp1) is highly expressed in Tregs cells, but its contribution to the function of these cells is not fully described. Since the use of human Tregs has clinical relevance as a cell therapy to treat organ transplant rejection, it is necessary to elucidate their functional mechanisms to take advantage of their therapeutic potential. This work sought to determine whether Nrp1 participates in the function of Tregs cells in the immune response to transplants mediated by conventional T cells (Tconv). Using mice deficient in Nrp1, specifically in Foxp3+Tregs cells (Nrp1KO), we demonstrate that the absence of Nrp1 does not affect the expression of other markers in Tregs cells. The contact-independent suppressive function (transwell) of Nrp1KO Tregs cells is deficient in in vitro functional assays. Tregs cells required Nrp1 to exert suppressive function and to induce tolerance to allogeneic transplants in both in vitro assays and the murine skin transplantation models. Nrp1+ Tregs cells induced the expression of immunoregulatory markers (Nrp1 and Eos) and decreased IFN-γ production in Tconv cells in transplanted animals. These "modulated" Tconv cells partially acquire ex vivo immunoregulatory function through infectious tolerance. Notably, Nrp1 is necessary for the production of IL-10 in Tregs cells, and IL-10 per se triggers Nrp1 expression in Tconv cells. The participation of Nrp1 in the secretion and function of EVs obtained from Tregs cells was studied to determine whether Nrp1KO Tregs cells decreased function by altering the production of EVs. Nrp1 deficiency does not affect the in vitro secretion of EVs in Tregs cells. Also, Nrp1 is expressed in EVs derived from wt Tregs cells, but not in those derived from Nrp1KO Tregs cells. Both the in vitro suppressive function and the ability to induce in vivo tolerance (skin transplant model) of EVs derived from Nrp1KO Tregs cells were lower compared to the EVs derived from wt Tregs. Together, these results indicate that Nrp1 is critical in the function of Tregs Foxp3+ cells in the modulation of the phenotype and function of CD4+ T effector cells. Nrp1 would control the IL-10 production of Tregs cells and would be involved in the expression of Nrp1 and Eos by CD4+ T effector cells. Finally, Nrp1 could also play an important role in the immune suppression of Tregs cells mediated by the release of EVs, in both in vitro assays and the murine model of skin transplantation. The work presented here offers new evidence of the role of Nrp1 in Tregs cell-mediated suppression and their EVs. Understanding the participation of this receptor in Tregs cell function mechanisms opens up new interpretations of the cellular and physiological processes that modulate the immune response to transplants.