El bloqueo farmacológico de la interacción entre TMPRSS11A y CD112 favorece el reconocimiento de células senescentes mediada por células mononucleares de sangre periférica humana

Abstract

La proteasa transmembrana TMPRSS11A pertenece a la familia de serín-proteasas tipo II (TTSP), involucradas en procesos fisiológicos y patológicos como senescencia, reparación tisular y progresión tumoral. Estudios previos de nuestro grupo han demostrado que TMPRSS11A se encuentra sobreexpresada en tejidos envejecidos y su sobreexpresión en fibroblastos induce senescencia, mientras que la atenuación de su expresión favorece la reparación tisular en modelos murinos envejecidos. No obstante, se desconoce su rol en la evasión inmunitaria de células senescentes. La presente tesis plantea que TMPRSS11A interacciona con el ligando inmunogénico CD112 (Nectin-2), modulando la inmunovigilancia de células senescentes mediada por células mononucleares de sangre periférica humana (hPBMCs). Para ello, se establecieron tres objetivos específicos: i) caracterizar la interacción TMPRSS11A:CD112, ii) evaluar su efecto funcional sobre el reconocimiento y eliminación de células senescentes por hPBMCs, y iii) identificar un fármaco capaz de bloquear esta interacción. Mediante inmunofluorescencia y ensayos de proximidad (PLA), purificación por Ni-NTA y transferencia de energía por bioluminiscencia (BRET), se confirmó la interacción física entre TMPRSS11A y CD112. Análisis in silico revelaron una interfase de contacto estable compuesta por residuos clave como ASP400/ASP394-TMPRSS11A y ARG151/ARG35-CD112, sugiriendo la formación de diversas interacciones no covalentes. En ensayos funcionales de co-cultivo, la sobreexpresión de TMPRSS11A redujo significativamente el reclutamiento de hPBMCs (2,6±1,3 células, por campo evaluado) en comparación con senescencia inducida por H₂O₂ (9,5±3,6 células, por campo evaluado). Análisis cinéticos mostraron que TMPRSS11A aumenta el tiempo de desplazamiento (t₁=7,5±2,1 min vs. 2,9±0,4 min en H₂O₂) y retrasa el kinetic priming. Para explorar una intervención farmacológica, se llevó a cabo un High-Throughput Virtual Screening (HTVS) seleccionados según criterios de Lipinski. El análisis de docking permitió identificar a Formoterol como un potencial bloqueante de la interacción TMPRSS11A:CD112, con alta afinidad predicha y buen perfil ADME. Ensayos funcionales in vitro demostraron que Formoterol aumenta la transferencia de Lysotracker desde hPBMCs a células senescentes, indicando una restauración de la inmunovigilancia mediada por hPBMCs. En conjunto, nuestros resultados demuestran que TMPRSS11A forma un complejo estable con CD112, interfiriendo con la inmunovigilancia de células senescentes. El bloqueo farmacológico de esta interacción con Formoterol favorece el proceso de inmunovigilancia de células senescentes mediado hPBMCs, posicionando a TMPRSS11A como un blanco terapéutico potencial en estrategias senolíticas para patologías asociadas al envejecimiento.

The transmembrane protease TMPRSS11A belongs to the Type II Transmembrane Serine Proteases (TTSP) family, which is involved in key physiological and pathological processes such as senescence, tissue repair, and tumor progression. Previous studies from our group have shown that TMPRSS11A is overexpressed in aged tissues, and its overexpression in fibroblasts induces cellular senescence, while the attenuation of its expression enhances tissue repair in aged murine models. However, its role in immune evasion by senescent cells remains unknown. This thesis proposes that TMPRSS11A interacts with the immunogenic ligand CD112 (Nectin-2), modulating the immune surveillance of senescent cells mediated by human peripheral blood mononuclear cells (hPBMCs). To address this hypothesis, three specific objectives were established: (i) to characterize the TMPRSS11A:CD112 interaction, (ii) to evaluate its functional impact on the recognition and elimination of senescent cells by hPBMCs, and (iii) to identify a compound capable of blocking this interaction. Using immunofluorescence, proximity ligation assays (PLA), Ni-NTA affinity purification, and bioluminescence resonance energy transfer (BRET), we confirmed a physical interaction between TMPRSS11A and CD112. In silico analysis revealed a stable interaction interface involving key residues such as ASP400/ASP394 on TMPRSS11A and ARG151/ARG35 on CD112, suggesting the formation of various non-covalent interactions. In functional co-culture assays, TMPRSS11A overexpression significantly reduced hPBMCs recruitment (2.6±1.3 cells per field) compared to H₂O₂-induced senescence (9.5±3.6 cells per field). Kinetic analyses showed that TMPRSS11A delayed immune cell movement (t₁ = 7.5±2.1 min vs. 2.9±0.4 min with H₂O₂) and increased kinetic priming time. To explore a pharmacological intervention, High-Throughput Virtual Screening (HTVS) was performed using Lipinski's rule-based filtering. Molecular docking analysis identified Formoterol as a potential blocker of the TMPRSS11A:CD112 interaction, exhibiting high predicted affinity and favorable ADME properties. In vitro functional assays demonstrated that Formoterol increases Lysotracker transfer from hPBMCs to senescent cells, indicating a restoration of immune surveillance by hPBMCs. Collectively, our results demonstrate that TMPRSS11A forms a stable complex with CD112, interfering with immune surveillance of senescent cells. Pharmacological blockade of this interaction with Formoterol enhances the immune surveillance of senescent cells mediated by hPBMCs, positioning TMPRSS11A as a potential therapeutic target in senolytic strategies for age-related pathologies.