Señalización autocrina de adenosina producida por CD73 en células T CD8+

Abstract

El reconocimiento antigénico gatilla en el linfocito T CD8+ virgen varias cascadas de señalización intracelular, las cuales promueven su activación y diferenciación en linfocitos T citotóxicos o de memoria. Los linfocitos T citotóxicos cumplen un rol esencial en la eliminación de células tumorales y células infectadas a través de múltiples mecanismos efectores, los cuales incluyen la producción de granzima B, perforina y citoquinas proinflamatorias. Se ha reportado que la función efectora de los linfocitos T CD8+ es inhibida por acción de la adenosina, la cual se une a receptores A2A presentes en estos linfocitos. La adenosina extracelular es producida principalmente mediante la hidrólisis de ATP por acción de las ectonucleotidasas CD39 y CD73, siendo CD73 la enzima que cataliza la etapa final de la hidrólisis de AMP a adenosina. En nuestro laboratorio, hemos demostrado que CD73 se expresa en linfocitos T CD8+ vírgenes y de memoria, sin embargo, aún se desconoce la función que cumpliría esta ectonucleotidasa durante la activación linfocitaria. En base a estos antecedentes, postulamos que la señalización autocrina de adenosina producida por CD73 controla las vías de señalización provocando una reducción en la activación de los linfocitos T CD8+ vírgenes y su diferenciación en células citotóxicas. Para esto evaluamos la cinética de expresión de los componentes moleculares de la señalización adenosinérgica en células T CD8+ luego de su activación. A continuación, buscamos demostrar el papel de CD73 en la señalización mediada por adenosina y en la función citotóxica de los linfocitos T CD8+. Nuestros resultados demuestran que los linfocitos T CD8+ producen adenosina y poseen los componentes necesarios para la señalización adenosinérgica, entre los cuales se encuentra CD39, CD73 y el receptor A2A de adenosina. Más aún, mediante experimentos in vitro e in vivo demostramos que la activación de los linfocitos T CD8+ induce la expresión de estos componentes en las células que presentan un perfil efector. Finalmente, a través de la utilización de un modelo murino knockout para CD73, demostramos que esta ectonucleotidasa reduce la activación, el programa efector y la capacidad citotóxica de los linfocitos T CD8+. Nuestros datos sugieren que CD73 es un punto de control inmune en la activación y diferenciación de los linfocitos T citotóxicos. Así, CD73 emerge como un nuevo blanco terapéutico de manera de mejorar el potencial citotóxico de los linfocitos T CD8+ y así potenciar las terapias antitumorales existentes.

Antigen recognition by naive CD8+ T lymphocytes triggers several intracellular signaling cascades, which promote their activation and differentiation into cytotoxic or memory T cells. Cytotoxic T lymphocytes play an essential role in the elimination of tumoral and infected cells through various effector mechanisms, which include the production of granzyme B, perforin, and pro-inflammatory cytokines. It has been reported that the effector function of CD8+ T cells is inhibited by adenosine through the engagement of A2A receptors on T cells. Extracellular adenosine is produced mainly through ATP hydrolysis by the tandem action of CD39 and CD73 ectonucleotidases, being CD73 the enzyme that catalyzes the final stage of AMP hydrolysis to adenosine. In our laboratory, we have shown that CD73 is expressed in naive and memory CD8+ T cells, however the role that this ectonucleotidase plays on T cell activation is still unknown. Based on these findings, we postulate that autocrine adenosine signaling produced by CD73 controls signaling pathways causing a reduction in the activation of naive CD8 + T lymphocytes and their differentiation into cytotoxic cells. To test this hypothesis, we analyzed the expression of the molecular components of the adenosinergic signaling in CD8 + T cells during their activation. Next, we evaluated the role of CD73 in adenosine signaling and the cytotoxic function of CD8 + T lymphocytes. Our results show that CD8 + T lymphocytes produce adenosine and possess the main components for adenosinergic signaling, including CD39, CD73 and the adenosine A2A receptor. Furthermore, through in vitro and in vivo experiments we demonstrated that the activation of CD8 + T lymphocytes induces the expression of these components in cells with an effector profile. Finally, using a knockout model for CD73, we demonstrate that this ectonucleotidase reduces the activation, effector program and cytotoxic capacity of CD8+ T cell. Our results suggest that CD73 is an immune checkpoint in the activation and differentiation of cytotoxic T lymphocytes. Thus, CD73 emerges as a new therapeutic target to improve the cytotoxic potential of CD8 + T lymphocytes and thus enhance existing antitumor therapies.