Rol del receptor de adenosina A2A en la generación de células T CD8+ agotadas en el nicho tumoral

Abstract

En Chile, el cáncer es la primera causa de muerte, con aproximadamente 60.000 casos nuevos anuales y 31.000 muertes en 2022. A pesar de los avances en la inmunoterapia, su eficacia se ve limitada por el microambiente tumoral inmunosupresor rico en adenosina, que induce el agotamiento de linfocitos T CD8+ (LT CD8+) mediante el receptor de adenosina A2A (A2AR). Esta vía de señalización adenosinérgica a través de A2AR suprime la función citotóxica de los LT CD8+, pero promueve su supervivencia e infiltración tumoral. Por lo tanto, optimizar las estrategias inmunoterapéuticas es fundamental comprender el papel del A2AR en la diferenciación y funcionalidad de estos LT CD8+ agotados. Este estudio analizó el rol de A2AR en la diferenciación de LT CD8+ agotados, incluyendo poblaciones precursoras agotadas (TPEX) y terminalmente agotadas (TEX) en el microambiente tumoral. Se confirmó la expresión de A2AR en LT CD8+ agotados mediante RT-qPCR y en datos públicos de scRNA-seq en melanoma uveal humano. La activación de A2AR en cultivos con IL-7/IL-15 (citoquinas que favorecen la troncalidad y generación de TPEX) potenció marcadores de troncalidad y disminuyó los de agotamiento. Por el contrario, la activación de A2AR en cultivos en presencia de IL-2/IL-12 (citoquinas que favorecen el agotamiento terminal y generación de TEX) favoreció la diferenciación terminal hacia TEX. In vivo, en tumores de ratones knockout condicionales para el receptor A2A en linfocitos T CD8+ (A2AR cKO), se observó un aumento significativo en la población PD1+ TIM3- (TPEX) en A2AR cKO comparado con su control. Además, en la cotransferencia de LT CD8+ A2AR cKO y WT en animales con tumor, se observó una reducción en la frecuencia de linfocitos A2AR cKO, confirmando que A2AR facilita el agotamiento terminal, pero es esencial para su mantención. Adicionalmente, la administración de agonista (CGS21680) y antagonista (Syn115) de A2AR, combinados con anti-PD-1 en modelos murinos de melanoma (B16OVA) y adenocarcinoma de colon murino (MC38), evidenció que CGS21680 inhibió significativamente el crecimiento tumoral en MC38, mientras que Syn115 redujo la frecuencia de LT CD8+ en B16OVA. Estos resultados sustentan un papel dual y contexto-dependiente de A2AR en LT CD8+, modulando la diferenciación hacia estados troncales o agotados terminalmente según el microambiente tumoral y las citoquinas presentes, avance clave para el diseño de inmunoterapias más efectivas.

In Chile, cancer is the leading cause of death, with approximately 60,000 new cases annually and 31,000 deaths recorded in 2022. Despite advances in immunotherapy, its efficacy is limited by the immunosuppressive tumor microenvironment (TME), rich in adenosine, which induces CD8+ T cell exhaustion via the adenosine A2A receptor (A2AR). This adenosinergic signaling pathway via A2AR suppresses the cytotoxic function of CD8+ T cells while promoting their survival and tumor infiltration. Therefore, optimizing immunotherapeutic strategies fundamentally requires understanding the role of A2AR in the differentiation and functionality of these exhausted CD8+ T cells. This study analyzed the role of A2AR in the differentiation of exhausted CD8+ T cells, including precursor exhausted populations (TPEX) and terminally exhausted (TEX) subsets within the TME. A2AR expression in exhausted CD8+ T cells was confirmed via RT-qPCR and public scRNA-seq datasets from human uveal melanoma. Activation of A2AR in cultures with IL-7/IL-15 (cytokines favoring stemness and TPEX generation) enhanced stemness markers and reduced exhaustion markers. Conversely, A2AR activation in cultures with IL-2/IL-12 (cytokines favoring terminal exhaustion and TEX generation) promoted terminal differentiation toward TEX. xxiii In vivo, in tumors from conditional knockout mice for the A2A receptor in CD8+ T cells (A2AR cKO), a significant increase in the PD1+ TIM3- population (TPEX) was observed in A2AR cKO compared to controls. Additionally, in co transfer of A2AR cKO and WT CD8+ T cells into tumor-bearing mice, reduced frequency of A2AR cKO cells was noted, confirming that A2AR facilitates terminal exhaustion but is essential for their maintenance. Furthermore, administration of A2AR agonist (CGS21680) and antagonist (Syn115), combined with anti PD-1 in murine melanoma (B16OVA) and colon adenocarcinoma (MC38) models, showed that CGS21680 significantly inhibited tumor growth in MC38, while Syn115 reduced CD8+ T cell frequency in B16OVA. These results support a dual, context dependent role for A2AR in CD8+ T cells, modulating differentiation toward stem-like or terminally exhausted states based on the TME and present cytokines, an important advance for designing more effective immunotherapies.