Evaluación del fenotipo y metabolismo mitocondrial de una población de linfocitos T CD8+ agotados in vitro

Abstract

En contextos de estimulación crónica, tales como en infecciones de virus crónicos y en el cáncer, los linfocitos T CD8+ se diferencian hacia un estado disfuncional llamado agotamiento. Los linfocitos T agotados (Tex) se caracterizan por expresar en su superficie proteínas de puntos de control inmune como PD-1 y TIM-3, factores de transcripción propios del agotamiento como TOX, una disminución en su capacidad efectora y un metabolismo dependiente de glucolisis. Ahora bien, la población de células agotadas es heterogénea, existiendo una población particular llamada células progenitoras de agotamiento o Tpex la cual posee la capacidad de autorrenovarse y dividirse en otras poblaciones agotadas como las células Tex. Las células Tpex expresan PD-1, pero no expresan TIM-3, y presentan factores transcripcionales relacionados a capacidad troncal como TCF-1 y una mayor capacidad efectora que las Tex. Asimismo, las Tpex poseen un metabolismo catabólico, dependiente de la fosforilación oxidativa (OXPHOS) para suministrarse de ATP. Nuestro laboratorio ha desarrollado un protocolo in vitro de rápida obtención de células T CD8+ con características moleculares de agotamiento mediante estimulación crónica del receptor del linfocito T (TCR). Con este protocolo, hemos identificado células TIM-3- y TIM-3+ con rasgos similares a las Tpex y Tex respectivamente. Sin embargo, estas poblaciones no se han caracterizado en profundidad. En este seminario de título, se propuso caracterizar las células obtenidas in vitro a un nivel funcional y metabólico. Los resultados indican que la población TIM-3+ presenta una mayor capacidad de producción de citoquinas, junto a una mayor capacidad de consumo de glucosa que la población TIM-3-. Asimismo, los resultados de la medición del consumo oxígeno sugieren que las células TIM-3- son dependientes de OXPHOS. A partir de estos resultados, se puede concluir que las poblaciones TIM-3- y TIM-3+ generadas in vitro poseen un perfil metabólico y de producción de citoquinas similar a las células Tpex y Tex descritas en contextos de infecciones virales crónicas y en cáncer.

Under chronic antigenic stimulation, such as chronic viral infections and cancer, CD8+ T cells differentiate into a dysfunctional state called exhaustion. Exhausted T lymphocytes (Tex) are characterized by a decrease in their effector capacity compared to effector cells, a predominantly glycolytic metabolism, the expression of the immune checkpoint proteins PD-1 and TIM-3, and the expression of an exhaustion-specific transcription factor called TOX. However, the population of exhausted cells is heterogeneous and includes several types of cells at varying differentiation states. Hence, exhausted T cells include a specific population called precursor exhausted cells or Tpex cells, which can self-renew and differentiate into other populations, such as Tex cells. In contrast to Tex, Tpex cells exhibit some effector capacity, do not express TIM-3, and express the stem cell-related transcription factor TCF-1. On the other hand, Tpex cells rely on a catabolic metabolism, which is dependent on oxidative phosphorylation (OXPHOS) to produce ATP. Our laboratory has developed an in vitro protocol for rapidly obtaining CD8+ T cells with molecular characteristics of exhaustion through chronic stimulation of the T cell receptor (TCR). Using this protocol, we identified TIM-3- and TIM-3+ cells, which could represent Tpex and Tex cells, respectively. However, these populations have yet to be characterized. Thus, in this work, we aimed to characterize functionally and metabolically the cells obtained using this protocol. The results indicate that the TIM-3+ population presents a greater capacity for cytokine production and glucose consumption than the TIM-3- population. Also, oxygen consumption rate measurements suggest that TIM 3- cells mainly depend on OXPHOS. These results suggest that the TIM-3- and TIM 3+ populations have metabolism and functionality related to bona fide Tpex and Tex cells, respectively.