Rol de las ectonucleotidasas CD39 y CD37 en la plasticidad de los linfocitos TH17

Abstract

Los linfocitos Th17 han sido caracterizados como células inflamatorias que cumplen un rol fundamental en la respuesta contra infecciones producidas por hongos y bacterias extracelulares en las mucosas. Además, estas células están involucradas en el desarrollo de una variedad de enfermedades autoinmunes e inflamatorias. Sin embargo, nuevos estudios sugieren que los linfocitos Th17 son capaces de transformarse en células productoras de IL-10 durante una respuesta inmune y de esta manera limitar la inflamación. Las ectonucleotidasas CD39 y CD73, capaces de hidrolizar el ATP hacia adenosina, han sido relacionadas con propiedades inmunosupresoras. Por otra parte, se ha descrito que el ATP es capaz de inhibir la producción de IL-10, por lo que la depleción del ATP por CD39 y CD73 podría favorecer la producción de esta citoquina. Utilizando diferentes condiciones de diferenciación in vitro, logramos generar linfocitos Th17TGF-B1 0 Th171L-23, los cuales presentan altos y bajos niveles de expresión de las ectonucleotidasas CD39 y CD73, respectivamente. Se observó que los linfocitos Th17TGF-B1 expresan mayores niveles del factor de transcripción T-bet y secretan IL-10, mientras que los linfocitos Th17L-23 secretan mayores cantidades de la citoquina inflamatoria GM-CSF. Al estudiar la funcionalidad de CD39 y CD73 en las células generadas, se observó que los linfocitos Th17TGF-B1 hidrolizan el ATP y AMP hasta formar adenosina, y que esto les permite sobrevivir en ambientes ricos en ATP. Por otra parte, los linfocitos Th171L-23, al no expresar ni CD39 ni CD73, no pueden hidrolizar el ATP y son susceptibles a la muerte celular inducida por ATP. Con el fin de evaluar la patogenicidad y producción de IL-10 por las células Th17 in vivo, se transfirieron los linfocitos Th171L-230 Th17TGF-B1 a ratones inmunodeficientes Rag y se evaluó la pérdida de peso y el fenotipo ex vivo de las células transferidas. Nuestros resultados demuestran que los linfocitos Th17L-23 presentan una mayor patogenicidad comparado a Th17TGF-81. Por otra parte, solo detectamos producción directa de IL-10 en la mucosa intestinal de los ratones inyectados con linfocitos Th17TGF-81. Finalmente, demostramos que solo los linfocitos Th17TGF-B1 pueden transformarse en células productoras de IL-10, tanto in vivo como in vitro. En conclusión, nuestros resultados sugieren que la producción de IL-10 por los linfocitos Th17TGF-81 estaría relacionada principalmente con la expresión de CD39 y la capacidad de depletar el ATP, produciendo un ambiente inmunosupresor que los hace menos patogénicos.

T have been characterized helper 17 (Th17) lymphocytes widely as inflammatory cells that play a key role in the response against fungus and extracellular bacteria in the epithelial mucosa. These cells are also involved in the development of a variety of autoimmune and inflammatory diseases. However, new studies suggest that Th17 cells can transdifferentiate into cells that produce anti-inflammatory IL-10 during an immune response to limit inflammation. CD39 and CD73 ectonucleotidases, able to hydrolyze ATP into adenosine, have been associated with immunosuppressive properties. Moreover, it has been described that ATP can inhibit IL-10 production, and thus ATP depletion by CD39 and CD73 could favor the production of this cytokine. Using different in vitro polarizing conditions we generated Th17TGF-B1 and Th171L23 lymphocytes, which express high and low levels of CD39 and CD73, respectively. We observed that Th17TGF-B1 expressed high levels of the transcription factor T-bet and secrete IL-10 while Th17L-23 secrete higher amounts of the inflammatory cytokine GMCSF. By studying the functionality of CD39 and CD73 ectonucleotidases, we observed that Th17TGF-B1 cells are capable of hydrolyzing ATP and AMP to form adenosine, and this allows them to survive in ATP-rich environments. On the other hand, Th17IL-23 cells did not express CD39 or CD73 and were unable to hydrolyze ATP rendering them susceptible to ATP-induced cell death. To assess the pathogenicity and IL-10 production by both types of Th17 cells in vivo, we transferred Th17 cells into Rag/ mice and evaluated their capacity to induce body weight loss and the ex vivo phenotype of transferred cells. Our results demonstrated that Th17L-23 are more pathogenic than Th17TGF-B1 cells. Moreover, we only detected direct IL-10 production in the intestinal mucosa of mice injected with Th17TGF-B1 cells. Finally, we demonstrated that only Th17TGF-B1 transdifferentiated into IL10 producing cells, both in vivo and in vitro. In conclusion, our results suggested that IL10 production by Th17TGF-B1 cells it would be regulated by CD39 expression and the ability to deplete ATP, producing an immunosuppressive environment that restrains their pathogenic function.