A2AR promueve la diferenciación de linfocitos T progenitores agotados a linfocitos T agotados in vitro

Abstract

En el contexto del cáncer, la estimulación crónica del receptor de células T (TCR) en el microambiente tumoral puede llevar a la disfunción de las células T CD8⁺, un fenómeno conocido como agotamiento. Estas células CD8⁺ T agotadas (Tex), que presentan una función efectora reducida, surgen a partir de precursores de células agotadas (Tpex), los cuales poseen capacidades de autorrenovación y responden a inmunoterapias con anticuerpos anti-PD1. La adenosina, un metabolito producido a partir de la degradación de nucleótidos de adenina, desempeña un papel crítico en la supresión de la respuesta inmune antitumoral. Se ha demostrado que el bloqueo farmacológico del receptor de adenosina A2A (A2AR) potencia la respuesta inmune contra el tumor, lo que convierte a esta estrategia en una terapia prometedora contra el cáncer. En estudios previos de nuestro laboratorio, empleamos un protocolo para inducir la diferenciación de células T CD8⁺ OT-I vírgenes en Tpex o Tex utilizando el antígeno específico, un péptido de la proteína OVA. La estimulación crónica con el péptido en presencia de IL-7 e IL-15 favoreció la generación de Tpex, mientras que la presencia de IL-2 e IL-12 indujo principalmente la diferenciación en Tex. En este trabajo, evaluamos el papel de la adenosina a través su interacción con el del receptor A2A en la diferenciación de células Tpex a Tex. Los resultados indican que las células Tpex generadas in vitro mantienen su capacidad de diferenciarse en Tex. Esta diferenciación, es contexto dependiente según sea la combinación de citoquinas presentes durante la activación. Además, observamos que las Tpex expresan niveles más altos del receptor A2A en comparación con los Tex mediante una aproximación in silico y ex vivo. El bloqueo farmacológico de A2AR en Tpex cultivados en presencia de IL-2 e IL-12 redujo la generación de Tex, lo que sugiere que la señalización a través de A2AR promueve el agotamiento terminal de las células T. Finalmente, la estimulación farmacológica de A2AR en Tpex no solo afectó la capacidad de generación de Tex, sino que también redujo la migración de las células T CD8⁺ en un matriz de colágeno tridimensional, lo que refuerza el papel de A2AR en la restricción de la respuesta inmune antitumoral. En resumen, en esta tesis se demuestra que los Tpex generados in vitro son precursores bona fide de las células Tex y que la señalización a través del receptor A2A promueve el agotamiento de las células Tpex y afecta negativamente su capacidad migratoria, lo que podría tener implicaciones claves en el diseño de estrategias inmunoterapéuticas.

In the context of cancer, chronic stimulation of the T cell receptor (TCR) in the tumor microenvironment can lead to dysfunction of CD8⁺ T cells, a phenomenon known as exhaustion. These exhausted CD8⁺ T cells (Tex), which exhibit reduced effector function, arise from precursors of exhausted cells (Tpex), which possess self-renewal capabilities and respond to anti-PD1 therapies. Adenosine, a metabolite produced from the degradation of adenine nucleotides, plays a critical role in suppressing the antitumor immune response. It has been demonstrated that pharmacological blockade of the adenosine A2A receptor (A2AR) enhances the immune response against the tumor, making it a promising therapeutic strategy against cancer. In previous studies from our laboratory, we employed a protocol to induce the differentiation of naïve CD8⁺ OT-I T cells into Tpex or Tex using the specific antigen, a peptide from the OVA protein. Chronic stimulation with the peptide in the presence of IL-7 and IL-15 favored the generation of Tpex, while the presence of IL-2 and IL-12 primarily induced differentiation into Tex. The results of the present study indicate that in vitro-generated Tpex cells retain their ability to differentiate into Tex. This differentiation, as observed in previous studies, depends on the combination of cytokines used. Additionally, we observed that Tpex expressed higher levels of te A2AR compared to Tex using an in silico and ex vivo approach. Pharmacological blockade of A2AR in Tpex cultured in the presence of IL-2 and IL-12 reduced the generation of exhausted cells, suggesting that signaling through A2AR promotes terminal T cell exhaustion in this context. Finally, pharmacological stimulation of A2AR in Tpex cells not only impaired the generation of Tex cells but also reduced the migration of CD8⁺ T cells within a three-dimensional collagen matrix, reinforcing the role of A2AR in restraining the antitumor immune response. In summary, this thesis demonstrates that Tpex cells generated in vitro are bona fide precursors of Tex cells, and that signaling through the A2A receptor promotes Tpex exhaustion and negatively affects their migratory capacity, which could have key implications for the design of immunotherapeutic strategies.