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Previous issue date: 2015 / Dendritic cells (DCs) are the major antigen-presenting cells. They provide three main signals to fully activate T cells. Signal one is when the complex peptide:MHC (p:MHC) expressed by DC is recognized by T cell receptor; signal two is the expression of co-stimulatory molecules from the B7 family (CD80 and CD86). The third signal consists in the cytokines produced by DCs, which will bias the quality of T cell response. Once one of this signal is blocked/interrupted, T cells are not fully activated. T cells are involved in the eradication of pathogens, but also in the pathogenesis of several disorders and, strategies that modulate signal two are being used to treat these disorders. Novel therapies that inhibit the second signal (checkpoint blockade) or T cell modulation by these molecules have being used/tested to manage tumors, autoimmune disorders and transplant rejection. Our group demonstrated that the M. tuberculosis protein DnaK (prokaryote Hsp70) has an immunosuppressive role on DCs, and can suppress rejection in a murine skin allograft model. Nevertheless, the molecular mechanism involved in this response need to be further elucidated. In the present work, we demonstrated that the treatment of murine DC with DnaK could decrease the basal levels TNF-α, IFN-γ and MCP-1 produced by these cells. This modulation was concomitant with a downregulation of the transcription factors C/EBPβ and C/EBPδ in a TLR2-ERK-STAT3-IL-10-dependent way. Beyond the signal three, DnaK could also downregulate the expression of MHC II (signal one) and CD86 (signal theree) on DCs, through the induction of a molecule called MARCH1. We developed an-situ treatment of skin grafts with DnaK prior the transplant. We observed that this treatment prolongs allograft survival with a decreased alloimmunity, and this dependent on MARCH1.The molecular pathway TLR2-ERK-STAT3-IL-10 was required for MARCH1 induction by DnaK. Moreover, we found that DnaK modulates a specific skin migratory DC – the CD103+ DCs. This is the major subset involved in skin allograft rejection. We tested in which innate receptors DnaK could bind and found that DnaK could not bind directly on TLR2, but in the LOX-1 and Siglec-E receptor, in a LOX-1/Siglec-E/TLR2 complex. Finally, from the data obtained we patented a new formulation and method to treat allografts prior the transplantation. Thus, DnaK tolerizes dendritic cells through the modulation of the three signals required to activate T cells. We believe that consists an innovative strategy to treat inflammatory disorders, rejection, asthma and sepsis. / Células dendríticas (DCs) são as principais células apresentadoras de antígenos e fornecem três sinais principais para a ativação completa das células T. O primeiro sinal consiste na apresentação do complexo peptídeo:MHC; o segundo sinal é a expressão de moléculas co-estimulatórias da família B7, como o CD80 e CD86, e o terceiro consiste no conjunto de citocinas produzidas pelas DCs que irão moldar o tipo de resposta T que será gerada. Uma vez que algum desses dois sinais é interrompido as células T não são ativadas de forma completa e, ainda, podem entrar em anergia ou apoptose. As células T estão envolvidas não apenas em respostas de defesa, mas também em uma série de patologias, e estratégias que visam sua ativação ou inibição vem sendo usadas no manejo dessas doenças. Terapias que visam a inibição do segundo sinal (checkpoint blockade) ou a modulação das células T pelas moléculas co-inibitórias tem sido testadas e utilizadas para tumores, autoimunidade e transplantes. Nosso grupo demonstrou que a proteína DnaK (Hsp70 procariótica) de M. tuberculosis tem papel imunossupressor em células dendríticas e in vivo, podendo diminuir a rejeição de transplantes cutâneos em camundongos. Porém, os mecanismos envolvidos nessa resposta ainda precisam ser elucidados. No presente trabalho, mostramos que a DnaK foi capaz de diminuir a expressão basal de TNF-α, IFN-γ e MCP-1 em DCs de camundongos. Essa modulação foi concomitante com a diminuição de dois fatores de transcrição – C/EBPβ e C/EBPδ – de maneira dependente da via molecular TLR2-ERK-STAT3-IL-10 nas DCs. Além do terceiro sinal, a DnaK pode modular a expressão dos níveis de MHC II (primeiro sinal) e CD86 (segundo sinal) nas DCs, através da indução de uma molécula chave chamada MARCH1. Em um modelo murino de aloenxerto cutâneo, o tratamento local com a DnaK, antes do transplante, prolongou a sobrevida do enxerto e diminuiu a aloimunidade de maneira dependente de MARCH1.A indução de MARCH1 pela DnaK foi dependente da via molecular TLR2-ERK-STAT3-IL-10 nas DCs. Além disso, demonstramos que a DnaK modula exclusivamente um subtipo de DC migratório da pele – as DCs CD103+. Também observamos que esse subtipo de DC é o principal subtipo celular envolvido na rejeição de transplantes de pele, gerando um conceito biológico novo nessa área. Mapeamos os receptores inatos nos quais a DnaK pode se ligar. Testamos dez receptores inatos e vimos que essa proteína não se liga diretamente no TLR2, mas sim nos receptores LOX-1 e Siglec-E, formando o complexo LOX-1/Siglec-E/TLR2. Finalmente, a partir dos dados obtidos nessa tese, formulamos uma composição e um método para a modulação do enxerto antes da realização do transplante, e depositamos uma patente junto ao INPI. Portanto, a DnaK pode tolerizar as células dendríticas através da modulação dos três sinais necessários para a ativação das células T. Acreditamos que essa estratégia pode ser utilizada no tratamento de patologias inflamatórias, incluindo a rejeição a transplantes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/7771 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Borges, Thiago de Jesus |
| Contributors | Bonorino, Cristina Beatriz C. |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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