CD73 presente en linfocitos T CD8+ favorece su proliferación homeostática e inhibe su capacidad efectora

Abstract

La respuesta inmune mediada por los linfocitos T (LT) CD8+ requiere que estas células sean capaces de diferenciarse hacia células efectoras citotóxicas y de memoria que puedan producir una respuesta cada vez más efectiva. En el contexto de la actividad antitumoral, resulta especialmente relevante conocer los mecanismos de diferenciación de los LT CD8+ responsables de dicha función efectora. Debido a sus propiedades inmunosupresoras, la ectonucleotidasa CD73, cuya principal función descrita en el microambiente tumoral es la producción de adenosina, está siendo estudiada para el desarrollo de nuevas terapias antitumorales basadas en el bloqueo de puntos de control inmunológicos. Sin embargo, estos estudios no han considerado que CD73 se expresa en LT y por tanto existe la posibilidad que el bloqueo de esta vía tenga un efecto sobre la diferenciación, función y sobrevida de éstos. En consecuencia, el principal objetivo de esta tesis ha sido estudiar el rol de CD73 en la proliferación homeostática y en la capacidad efectora de los linfocitos T CD8+. Con este propósito realizamos experimentos de transferencia adoptiva de LT CD8+ para evaluar el efecto de la deficiencia de CD73 en la sobrevida y proliferación de estas células en el contexto de proliferación antigénica y homeostática. Además, se realizaron experimentos in vitro para evaluar el papel de CD73 en la diferenciación, producción de citoquinas y moléculas efectoras de estos LT. Finalmente, evaluamos la capacidad antitumoral de LT CD8+ deficientes en CD73 mediante ensayos de transferencia adoptiva en un modelo de melanoma murino. Los resultados obtenidos de los experimentos de transferencia adoptiva demuestran un rol paradójico de CD73, al favorecer la proliferación y expresión de la cadena alfa del receptor de IL-7 en LT CD8+ en el contexto de proliferación homeostática, pero disminuyendo la acumulación de los LT CD8+ en condiciones de proliferación antigénica. Los resultados de los estudios in vitro indican que CD73 no afecta la diferenciación de LT CD8+ en presencia de citoquinas homeostáticas, pero disminuye la expresión de la cadena alfa del receptor de IL-2 y de la molécula antiapoptótica Bcl-2, así como la producción de citoquinas y Granzima-B en condiciones de proliferación antigénica. Finalmente, al explorar el rol de CD73 en la actividad antitumoral de los LT CD8+, demostramos que CD73 no afecta de manera significativa su función efectora. En conclusión, en este trabajo se propone un modelo según el cual CD73 favorece la proliferación homeostática de LT CD8+ naive mientras que, en condiciones de activación antigénica, CD73 reduce la capacidad efectora de estos linfocitos. Estos resultados indican que CD73 tiene un efecto dual sobre los LT CD8+ por lo cual se debe tener especial consideración de estos aspectos en el diseño de terapias antitumorales que incluyen el bloqueo de puntos de control inmunológicos como CD73.

The immune response mediated by CD8+ T cells requires that these cells differentiate into cytotoxic effector and memory cells that can generate an increasingly effective response. In the context of antitumor activity, it is especially relevant to understand the mechanisms responsible of CD8+ T cells differentiation. Due to its immunosuppressive properties, CD73 ectonucleotidase, whose main function in the tumor microenvironment is the production of adenosine, is being studied for the development of new antitumor therapies based on immune checkpoint blockade. However, these studies have not considered that blocking this pathway could affect the differentiation, function and survival of T cells since these cells express CD73. Consequently, the main objective of this thesis is to study the role of CD73 in the regulation of homeostatic proliferation and effector capacity in CD8+ T cells. For this purpose, we carried out adoptive transfer experiments of CD8+ T cells to evaluate the effect of CD73 deficiency on the survival and proliferation of these cells in the context of antigenic and homeostatic proliferation. Furthermore, in vitro experiments were performed to evaluate the role of CD73 in the differentiation and production of cytokines and effector molecules by T cells. Finally, we evaluated the anti-tumor capacity of CD73-deficient CD8+ T cells in a model of murine melanoma. The results obtained from the adoptive transfer experiments demonstrate a paradoxical role of CD73. On one hand, it favors the expression of interleukin-7 receptor α chain on CD8+ T cells, as well as their homeostatic proliferation, but under conditions of antigenic proliferation, it reduces the accumulation of CD8+ T cells. The results of in vitro studies indicate that CD73 does not affect the differentiation of CD8+ T cells in the presence of homeostatic cytokines, although under conditions of antigenic

proliferation it decreases the expression of interleukin-2 receptor α chain and anti- apoptotic molecule Bcl-2, as well as the production of cytokines and Granzyme-B.

Finally, by exploring the role of CD73 in the anti-tumor activity of CD8+ T cells, we demonstrate that CD73 does not significantly affect their effector function. In conclusion, in this work we propose a model where CD73 favors homeostatic proliferation of naive CD8+ T cells while, under conditions of antigenic activation, CD73 reduces the effector capacity of these lymphocytes. These results indicate that CD73 has a dual effect on CD8+ T cells, therefore special consideration should be given to these aspects in the design of antitumor therapies that include immune checkpoint blockade such as CD73.